混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形,可分为混凝土的化学收缩、干湿变形及温度变形;荷载作用下的变形,可分为短期荷载作用下的变形及长期荷载作用下的变形。
1.非荷载作用下的变形
(1)化学收缩(自身体积变形)。在混凝土硬化过程中,由于水泥水化物的固体体积,比反应前物质的总体积小,从而引起混凝土的收缩,称为化学收缩。其收缩量不能恢复,收缩值较小,对混凝土结构没有破坏作用,但在混凝土内部可能产生微细裂缝而影响承载状态和耐久性。
(2)干湿变形(物理收缩)。干湿变形是指由于混凝土周围环境湿度的变化,会引起混凝土的干湿变形,表现为干缩湿胀。混凝土的干湿变形量很小,一般无破坏作用。但干缩变形对混凝土危害较大,干缩能使混凝土表面产生较大的拉应力导致开裂,降低混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。
(3)温度变形。温度变形是指混凝土随着温度的变化而产生热胀冷缩变形。温度变形对大体积混凝土、纵长的混凝土结构、大面积混凝土工程极为不利,易使这些混凝土造成温度裂缝。因此,大体积混凝土施工时,常采用低热水泥,减少水泥用量,掺加缓凝剂,采用人工降温等,以减少因温度变形而引起的混凝土质量问题。
2.荷载作用下的变形
(1)短期荷载作用下的变形——弹塑性变形。混凝土是一种由水泥石、砂、石、游离水、气泡等组成的不匀质的多组分三相复合材料,称为弹塑性体。受力时既产生弹性变形,又产生塑性变形,其应力—应变关系呈曲线,如图3-9所示。卸载后能恢复的应变是由混凝土的弹性应变引起的,称为弹性应变;剩余的、不能恢复的则是由混凝土的塑性应变引起的,称为塑性应变。(www.xing528.com)
图3-9 混凝土在压力作用下的应力—应变关系曲线
(2)长期荷载作用下的变形——徐变。混凝土在长期荷载作用下,除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外,还会产生随时间增长的变形,即荷载不变而变形仍随时间增大,一般要延续2～3年才逐渐趋于稳定。这种在长期荷载作用下产生的变形,通常称为徐变。
混凝土的徐变对结构的影响既有有利的方面,又有不利的方面。有利的影响是徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中,使应力重新分配,从而使混凝土构件中局部应力得到缓和,对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力;不利的影响是混凝土徐变使钢筋的预加应力受到损失(预应力减小),使构件强度减小。
测试题
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