《混凝土的变形性能》PPT课件

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1、第五节混凝土的技术性质5.3混凝土的变形性能混凝土在硬化过程中、在干燥或冷却作用下要产生变形，以及硬化后在荷载作用下要产生弹性与非弹性变形，当变形受约束时常会引起开裂。80%以上的开裂都是由于混凝土变形所引起，只有很小一部分是由于承载力不足导致。——裂缝治理专家王铁梦硬化混凝土体积变形的后果5.3混凝土的变形性能体积变形引起砼裂缝的原因:结构物里的混凝土构件，总要受到一定的约束，如来自地基的摩擦、其它构件、配筋或混凝土体内外变形差异的约束。当弹性材料的应变(变形)完全受到限制，就产生弹性应力。应力大小取决

2、材料的应变ε和弹性模量E（σ=Eε）。当变形产生的应力，超过砼抵抗断裂的能力时，就会引起开裂，出现宏观可见裂缝。5.3混凝土的变形性能硬化砼的变形2种类型非荷载作用下的变形化学收缩;干燥收缩;自收缩;温度收缩;塑性收缩;碳化收缩.荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形(弹塑变形);长期荷载作用下的变形(徐变).化学收缩干燥收缩塑性收缩温度收缩5.3混凝土的变形性能混凝土变形在线监测一.非荷载作用下的变形1.塑性收缩（沉缩）定义:混凝土成型后尚未凝结硬化时属塑性阶段，在此阶段往往由于表面失水而产生收缩，称为塑

3、性收缩。原因：表面失水速率大于内部水向表面迁移的速率。造成毛细管内产生负压，使浆体中固体颗粒间产生一定的引力，当引力不均匀作用于混凝土表面，则在表面产生裂纹。处理方法：防风、降温、洒水、覆盖及喷养护剂等。毛细现象解释负压的产生。一.非荷载作用下的变形2.化学收缩定义在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生成物的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。特点：化学收缩是不可恢复的。其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40d左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。化学收缩值很小，

4、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。一.非荷载作用下的变形3.干湿变形（物理收缩）（1）、定义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。混凝土的湿胀变形量很小，一般无破坏作用。但干燥收缩（DryShrinkage）能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂（2）、机理：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成负压，产生收缩力，导致混凝土产生收缩裂缝。同时，凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。一.非荷载作用下的变形干燥环境干缩示意

5、图泌水速率<蒸发速率开裂混凝土表面干缩示意图干湿变形机理示意图弯月面毛细孔负压（3）、影响干燥收缩的因素水泥品种：P.P和P.S水泥干燥收缩大；水泥细度：水泥细度越大，干燥收缩越大；水泥用量：用量越大，干燥收缩越大；水灰(胶）比：w/corw/B越大，干缩大，但，水胶比过小，自收缩大；骨料质量：级配好，杂质含量，针片状颗粒含量少，干缩小。养护条件：湿度越高，湿养时间越长，干缩小。3.干湿变形d水中水中空气中变形X10-6-+4、温度变形（温度收缩、冷缩）（1）、定义：混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变形

6、。（2）、参数：混凝土的温度线膨胀系数：（1～1.5）×10-5/℃，即温度升高1℃，每m膨胀0.01mm。（3）、危害：温度变形对大体积混凝土及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。一.非荷载作用下的变形（4）、热裂缝出现的机理在混凝土硬化初期，水泥水化放出较多热量，而混凝土又是热的不良导体，散热很慢，因此造成混凝土内外温差很大，有时可达50～70℃，这将使混凝土产生内胀外缩，结果在外表混凝土中将产生很大的拉应力，严重时使混凝土产生裂缝。4、温度变形（温度收缩、冷缩）（5）大体积砼温度应

7、力裂缝的控制4、温度变形（温度收缩、冷缩）我国规定结构断面最小尺寸超过1m的混凝土，叫大体积混凝土。美国混凝土学会（ACI）规定任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。适当选用较粗骨料低热水泥或加掺合料降低水泥用量（高效减水剂）加膨胀剂加缓凝剂控制入模温度必要时内部降温外部保温保湿内外温差小于25－30度合适配筋选择配合比设计施工养护三峡大坝泄洪段－发电段大体积混凝土大体积混凝土的内部降温管5、碳化收缩（1）、定义水泥石与CO2作用

8、所引起一种体积收缩现象。（2）、机理：空气中与水泥石中水化物，特别石与Ca(OH)2的作用，置换出水分子，引起水泥石体积变化。一方面这些失去的水分随相对湿度减小而增大;另一方面，CO2与水化物作用又必须在一定湿度下进行。（湿度为100％时不产生碳化收缩，55％时为最大值，<25％时也不产生收缩）二、荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形－弹塑性变形长期荷载作用下的变形—徐变5.3混凝土的变形性能(一)短期荷载作用下的变形－弹塑性