混凝土的变形性能
混凝土变形的影响因素
混凝土变形的影响因素
混凝土变形的影响因素可以分为以下几个方面:
1. 混凝土本身的材料性质:混凝土的强度、密度、含水量等物理性质将直接影响混凝土的变形性能。
2. 环境因素:温度、湿度等环境因素也会对混凝土的变形产生影响。
3. 荷载:混凝土所承受的荷载大小和作用方式将直接影响混凝土的变形性能,荷载的大小和持续时间会导致混凝土的不同程度的变形。
4. 结构设计:混凝土的结构设计对混凝土的变形也有很大的影响。
5. 施工工艺:混凝土的施工工艺包括混凝土的浇筑、养护等过程,也会对混凝土的变形性能产生影响。
以上因素都会影响混凝土的变形性能,如果考虑得不周全,可能会导致混凝土的变形过大,从而影响混凝土的使用寿命和安全性能。
混凝土变形性能
一、非荷载作用下的变形 ➢ 化学收缩 ➢ 塑性收缩 ➢ 干燥收缩 ➢ 温度收缩 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
1.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。
2.塑性收缩
◼ 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。
混凝土的泌水、沉降和化学收缩都是自发倾向,无法避免,但是塑性阶段 的裂纹却是应该和可以避免的。
控制入模温度
内外温差小于
施度工减养少护开裂影响必的要,时即内称部降为温大体积2混5~凝30度
土。
外部保温保湿
大体积混凝土的内部降温管
二、荷载作用下的变形
(一)短期荷载作用下的变形—弹塑性变形
砼为弹塑性体, 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。
砼受力变形及破坏的4个阶段
极限荷载(%)
30 70 100
IV
III
II I
形变
III.稳定的裂缝增长阶段
混凝土的变形性能
引言概述
混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料,其变形性能对结构的稳定性和承载能力至关重要。混凝土的变形性能包括其弹性变形、塑性变形以及与外界加载和环境变化相关的不可逆变形等方面。本文将对混凝土的变形性能进行详细的阐述,以帮助读者更好地了解混凝土的力学行为和使用限制。
正文内容
1.弹性变形
1.1应力应变关系
1.2弹性模量与泊松比
1.3弹性恢复性能
1.4弹性极限
2.塑性变形
2.1屈服强度与延展性
2.2塑性变形过程
2.3应力应变曲线与塑性模量
2.4塑性破坏与延性
3.不可逆变形
3.1蠕变变形
3.2收缩变形
3.3离析变形
3.4温度变形
3.5疲劳变形
4.变形受限制因素
4.1预应力和约束
4.2混凝土强度等级
4.3混凝土配合比
4.4抗裂性能要求
4.5温度和湿度环境
5.变形性能影响因素
5.1骨料性质的影响
5.2控制水胶比的影响
5.3初凝时间和硬化过程的影响
5.4龄期和养护的影响
5.5外加剂的影响
总结
混凝土的变形性能对结构的稳定性和承载能力具有重要影响。在设计和施工过程中,需要全面考虑混凝土的弹性变形、塑性变形
以及与外界加载和环境变化相关的不可逆变形。弹性变形是混凝土受力后的可恢复性变形;塑性变形是混凝土在超过弹性阈值后发生的不可恢复性变形;不可逆变形包括蠕变变形、收缩变形、离析变形、温度变形和疲劳变形等。混凝土的变形性能受多种因素影响,包括骨料性质、控制水胶比、初凝时间和硬化过程、龄期和养护以及外加剂等。只有充分考虑和控制这些因素,才能确保混凝土的变形性能满足结构设计和使用要求。
混凝土的变形与收缩
混凝土的变形与收缩
混凝土作为一种重要的建筑材料,在各种工程中广泛应用。然而,在使用过程中,混凝土会发生一系列的变形与收缩现象。本文将探讨混凝土的变形与收缩原因、分类以及对工程造成的影响。
一、变形与收缩的原因
混凝土的变形与收缩主要受以下因素的影响:
1. 混凝土材料本身的性质:混凝土在硬化过程中会产生蓄热变形、硬化收缩、水化热收缩等。其中,蓄热变形是因为混凝土在凝固过程中释放热量,导致体积缩小;硬化收缩是指混凝土在干燥过程中发生的收缩,主要与水分流失有关;水化热收缩则是混凝土在水化反应过程中放出热量,从而引起体积收缩。
2. 外部环境因素:温度变化、湿度变化等外部环境因素也会引起混凝土的变形与收缩。温度变化引起的变形主要表现为热胀冷缩,即在高温下混凝土膨胀,在低温下混凝土收缩;湿度变化则会引起混凝土的吸湿膨胀和干燥收缩。
二、变形与收缩的分类
根据混凝土变形与收缩的性质,可以将其分为以下几类:
1. 弹性变形:弹性变形是指混凝土在荷载作用下,虽然发生了一定的变形,但在荷载去除后能够完全恢复到原始状态的变形。弹性变形主要由于混凝土的弹性模量和截面惯性矩等性质造成。
2. 塑性变形:塑性变形是指混凝土在荷载作用下超过弹性限度后发生的不可逆变形。塑性变形主要与混凝土的强度以及受力时间等因素有关。
3. 收缩:混凝土的收缩主要是指在干燥过程中由于水分流失而引起的体积缩小。根据不同的机制,收缩可以分为物理收缩、化学收缩和干燥收缩。
三、对工程的影响
混凝土的变形与收缩对工程有以下几方面的影响:
1. 破坏结构的稳定性:混凝土的变形与收缩会导致构件内部产生应力,当应力超过材料的承载能力时,会导致结构的破坏和失稳。
混凝土的应变性能与变形控制
混凝土的应变性能与变形控制混凝土作为一种常见的建筑材料,其应变性能和变形控制对于保证
建筑结构的稳定性和耐久性至关重要。在本文中,将探讨混凝土的应
变性能及其变形控制的相关内容。
1. 混凝土的应变性能
混凝土在受力作用下会发生应变,而其应变性能是指混凝土在受力
下产生的应变大小以及其随时间的变化情况。混凝土的应变性能与其
材料组成、配合比、固化时间以及外部环境等因素密切相关。
1.1 抗压应变性能
混凝土在受到压力时会发生变形,而其抗压应变性能指混凝土在受
到压力作用下的应变能力。通常使用压力应变试验来评估混凝土的抗
压应变性能,该试验会施加逐渐增加的压力,记录混凝土的应变和应
力数据。通过分析数据可以确定混凝土的抗压应变性能及其变化规律。
1.2 抗拉应变性能
混凝土在受到拉力作用时也会发生变形,而其抗拉应变性能指混凝
土在受到拉力作用下的应变能力。由于混凝土的抗拉能力较弱,常常
采用加入钢筋等增强手段来提高其抗拉应变性能。通常使用拉应变试
验来评估混凝土的抗拉应变性能,该试验会施加逐渐增加的拉力,记
录混凝土的应变和应力数据。
1.3 抗剪应变性能
混凝土在受到剪力作用时同样会产生应变,而其抗剪应变性能指混
凝土在受到剪力作用下的应变能力。通常使用抗剪应变试验来评估混
凝土的抗剪应变性能,该试验会施加逐渐增加的剪力,记录混凝土的
应变和应力数据。
2. 变形控制
混凝土结构在使用过程中会因为外力作用或者其他因素而发生变形,而合理的变形控制是保证建筑结构安全稳定的重要手段。变形控制的
目标是使混凝土结构的变形保持在允许范围内,同时要注意避免产生
混凝土变形性能
混凝土变形性能
由于混凝土并不是完全的弹性体,应力与应变成曲线关系,大体分为三个阶段:在荷载较小的初期阶段近似于直线;随着荷载的增大,曲线曲率慢慢增大,以至达到最大应力嘞和相应的应变S0 ;最后,应力随着应变增大而减小,达到极限应变而破坏。
混凝土的变形,会由于加荷方式及荷载作用的持续时间不同而不同。
当加荷时间极短(约1min)时,混凝土产生的变形称为急变。当应力较低时,可以认为只是弹性变形;当应力增大时,除了弹性变形以外,还产圭一部分不能恢复的塑性变形。
如果将同一试件进行一系列连续的加荷与卸荷,其应力在两个固定限度之间循环变化,则可以看到一次接一次的塑性变形会逐渐减少。经过若干次加荷以后,所得的总变形趋于一定值。
(一)徐变
混凝土在长期恒荷载的作用下,变形随着时间的持续而增加的变形称为徐变,不包括收缩、膨胀和温度变形。徐变试验采用的荷载一般为破坏荷载的30流右。
混凝土的徐变主要是由其中的水泥浆产生的。骨料在许可荷载作用下不会产生徐变。但是,骨料对水泥石的徐变有约束作用,骨料用量越多,弹性模数越大,约束作用越大,即徐变越小。也就是说,徐变主要是在持续荷载的作用下,由于凝胶体中的水分缓缓压出和水泥石的黏性流动、微细空隙的闭合、结晶内部的滑
动以及微细裂缝的发生等各种因素累加起来的。因此,水泥的性质与用量、混凝土的水灰比、粉煤灰的掺量、水化程度、养护和试验期间的温湿度、龄期以及应力大小、荷载种类和试件大小等,对徐变都有一定的影响。
应该指出,在徐变变形中,实际上也包含一部分可以恢复的弹性变形在内。在荷载作用期间,徐变速度会越来越慢。
混凝土温度变形性能测试标准
混凝土温度变形性能测试标准
一、前言
混凝土是建筑工程中常用的主要材料之一,其力学性能和变形性能是工程设计中必须考虑的重要因素。对于混凝土的变形性能,温度是一个关键因素,因为温度的变化会引起混凝土的热胀冷缩,从而导致混凝土变形。因此,为了保证混凝土结构的安全可靠,必须对混凝土的温度变形性能进行测试。
二、测试原理
混凝土的温度变形性能测试主要是通过对混凝土试件进行恒定温度负荷试验来实现的。具体原理如下:
1.试件制备
根据设计要求,制备混凝土试件,并进行养护。
2.试件装置
将试件放置在试验装置中,使其能够承受恒定温度负荷。
3.恒温负荷试验
通过试验装置控制试件温度,使其保持恒定,同时对试件施加恒定荷载,并测量试件的变形。
4.数据处理
通过测量的数据计算出试件在恒定温度负荷下的变形量和应力应变关系。
三、测试方法
混凝土的温度变形性能测试可以采用以下两种方法:
1.恒温负荷试验法
这种方法适用于需要考虑温度因素的混凝土结构,如桥梁、隧道、水电站等。具体步骤如下:
(1)试件制备:按照设计要求制备混凝土试件,并进行养护。
(2)试件装置:将试件放置在试验装置中,使其能够承受恒定温度负荷。
(3)恒温负荷试验:通过试验装置控制试件温度,使其保持恒定,同时对试件施加恒定荷载,并测量试件的变形。
(4)数据处理:通过测量的数据计算出试件在恒定温度负荷下的变形量和应力应变关系。
2.热膨胀试验法
这种方法适用于需要考虑混凝土热膨胀性能的混凝土结构,如高温熔铸、火灾等。具体步骤如下:
(1)试件制备:制备相同尺寸的两个混凝土试件,并进行养护。
混凝土的变形,耐久性
第三节混凝土的变形性能
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。非荷载作用下变形又包括:化学收缩、塑性收缩、干湿变形、温度变形;荷载作用下变形包括:短期变形和长期变形。
一.混凝土在非荷载作用下的变形
1.化学收缩
在硬化过程中,由于水泥水化产物的体积小于反应物(水和水泥)的体积,会引起混凝土产生收缩,称为化学收缩。其收缩量随混凝土龄期的延长而增加,大致与时间的对数成正比。一般在混凝土成型后40d内收缩量增加较快,以后逐渐趋向稳定。这种收缩不可恢复,化学收缩值很小,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。
2.塑性收缩
混凝土成型后尚未凝结硬化时属于塑性阶段,在此阶段往往由于表面失水而产生收缩,称塑性收缩。新拌混凝土若表面失水速率超过内部水分向表面迁移的速率时,会造成毛细管内部产生负压,因而使浆体中固体粒子间产生一定的引力,便产生了收缩。如果引力不均匀作用于混凝土表面,则表面将产生裂纹。
预防塑性收缩的方法是降低混凝土表面失水速率、采取防风、降温等措施。最有效的方法是凝结硬化前保持表面的润湿,如在表面覆盖塑料膜、喷洒养护剂等。
3.干湿变形
主要取决于周围环境湿度的变形,表现为干
湿缩胀。干缩对混凝土影响很大,应予以特别注
意。
混凝土处于干燥环境时,首先发生毛细管的
游离水蒸发,使毛细管内形成负压,随着空气湿
度的降低,负压随之增加,产生收缩力,导致混
凝土整体收缩。当毛细管内水蒸发完后,若继续
干燥,还会使吸附在胶体颗粒上的水蒸发。由于
分子引力的作用,粒子间距离小,引起胶体收缩,
混凝土抗拉强度与变形性能的研究
混凝土抗拉强度与变形性能的研究
一、研究背景
混凝土是一种常见的建筑材料,其力学性能对于建筑物的安全性和耐
久性至关重要。混凝土的抗拉强度和变形性能是混凝土力学性能中的
两个重要指标。随着科技的进步和建筑技术的发展,对混凝土的抗拉
强度和变形性能的研究越来越深入,这对于提高混凝土结构的安全性
和耐久性有着重要的意义。
二、混凝土抗拉强度的研究
1. 抗拉强度的定义和测试方法
混凝土的抗拉强度指的是混凝土在拉伸状态下的最大承载能力。由于
混凝土的拉伸强度很低,一般只有其抗压强度的1/10左右,所以混凝土的抗拉强度测试十分困难。目前常用的混凝土抗拉强度测试方法有
拉伸试验法、三点弯曲试验法和压杆试验法等。
2. 影响抗拉强度的因素
混凝土的抗拉强度受到多种因素的影响,如混凝土的配合比、水胶比、
骨料类型和含水率等。其中,水胶比是影响混凝土抗拉强度最重要的因素之一。水胶比越小,混凝土的抗拉强度越高。此外,骨料的硬度和形状也会影响混凝土的抗拉强度。一般来说,骨料硬度越高、形状越规则,混凝土的抗拉强度越高。
3. 提高抗拉强度的方法
为了提高混凝土的抗拉强度,可以采用以下方法:
(1)控制水胶比,减少混凝土中的孔隙和缺陷,提高混凝土的密实度和强度。
(2)选用高强度的骨料,增加混凝土的强度。
(3)采用预应力或钢筋加固等方式,增加混凝土的受力面积,提高混凝土的抗拉强度。
三、混凝土变形性能的研究
1. 变形性能的定义和测试方法
混凝土的变形性能指的是混凝土在受力时发生的变形情况,包括弹性变形、塑性变形和破坏变形等。混凝土的变形性能测试一般采用压缩
混凝土的变形性能及评价方法
混凝土的变形性能及评价方法
一、前言
混凝土是建筑工程中最重要的材料之一,其性能的好坏直接影响着整
个建筑工程的质量和耐久性。混凝土的变形性能是指混凝土在受到外
部荷载作用时所产生的变形情况,是评价混凝土工程质量的重要指标
之一。本文将对混凝土的变形性能及其评价方法进行详细介绍。
二、混凝土的变形性能
1.变形类型
混凝土在受到外部荷载作用时,会产生多种类型的变形,主要包括以
下几种:
(1)弹性变形:是指混凝土在受到小荷载作用时所产生的可恢复性变形,荷载消失后可恢复至原始状态。
(2)塑性变形:是指混凝土在受到中等荷载作用时所产生的不可恢复性
变形。
(3)破坏性变形:是指混凝土在受到大荷载作用时所产生的超过其承载
能力而导致的不可逆破坏。
2.变形参数
混凝土的变形性能主要通过以下几个参数进行描述:
(1)应变:是指混凝土在受到外部荷载作用时所产生的变形量,通常以
ε表示。
(2)应力:是指混凝土在受到外部荷载作用时所产生的应力大小,通常
以σ表示。
(3)弹性模量:是指混凝土在弹性变形状态下所受到的应力与应变之比,通常以E表示。
(4)极限应变:是指混凝土在达到破坏状态前所能承受的最大应变量。
(5)极限应力:是指混凝土在达到破坏状态前所能承受的最大应力大小。
3.影响因素
混凝土的变形性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:
(1)水泥品种和用量:水泥的种类和用量会直接影响混凝土的强度和变形性能。
(2)骨料种类和粒径:骨料的种类和粒径会影响混凝土的内部结构和力学性能。
(3)混凝土配合比:混凝土的配合比会影响混凝土的强度和变形性能。
混凝土的变形性能
6.5 混凝土的变形性能
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。非荷载下的变形,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,分为短期荷载作用下的变形及长期荷载作用下的变形——徐变。
一、非荷载作用下的变形
(一)化学收缩(自生体积变形)
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。
特点: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。
(二)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。
1.产生原因
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,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,导致混凝土收缩。同时,水泥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。当混凝土在水中硬化时,体积产生轻微膨胀,这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚,胶体粒子间的距离增大所致。
2.危害性
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,干缩能使砼表面产生较大的拉应力而导致开裂,降低混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。
3.影响因素
(1)水泥的用量、细度及品种
水灰比不变:水泥用量愈多,砼干缩率越大;水泥颗粒愈细,砼干缩率越大。
(2)水灰比的影响
水泥用量不变:水灰比越大,干缩率越大。
(3)施工质量的影响
延长养护时间能推迟干缩变形的发生和发展,但影响甚微;采用湿热法处理养护砼,可有效减小砼的干缩率。
混凝土变形性能标准
混凝土变形性能标准
一、引言
混凝土是建筑工程中常用的主要材料之一,其性能直接影响着建筑物
的质量和使用寿命。混凝土的变形性能是评价其质量的重要指标之一,本文将从混凝土变形性能的定义、测量方法、影响因素、标准要求等
方面进行详细介绍。
二、混凝土变形性能的定义
混凝土变形性能是指混凝土在受到外力作用时所发生的变形情况,包
括弹性变形、塑性变形和破坏变形等。其中弹性变形是指混凝土在受
到外力作用后,能够恢复到原来形状的程度;塑性变形是指混凝土在
受到外力作用后,无法恢复到原来形状的程度;破坏变形是指混凝土
在受到外力作用后,发生破坏的程度。
三、混凝土变形性能的测量方法
1. 应力-应变试验法:该方法是通过对混凝土试样施加单向压力,测量混凝土的应力和应变关系,从而得到混凝土的变形性能。
2. 固定端挠度试验法:该方法是将混凝土试样固定在两个端点上,然
后在中间施加力,测量试样的挠度,从而得到混凝土的变形性能。
3. 自由端振动试验法:该方法是将混凝土试样自由悬挂,然后施加一
个外力,使其振动,通过测量振动的频率和振幅,从而得到混凝土的
变形性能。
四、混凝土变形性能的影响因素
1. 混凝土配合比:混凝土配合比是指水泥、砂、石子和水的比例,不同的配合比会对混凝土的强度和变形性能产生影响。
2. 混凝土强度等级:混凝土强度等级是指混凝土的强度指标,强度等级越高,混凝土的变形性能越好。
3. 外界环境条件:外界环境条件包括温度、湿度、风力等,不同的环境条件会影响混凝土的变形性能。
4. 混凝土龄期:混凝土的龄期是指混凝土浇筑后经过一定时间后的状态,龄期越长,混凝土的变形性能越好。
混凝土的温度变形性能测试原理
混凝土的温度变形性能测试原理
一、引言
混凝土是广泛应用于建筑、桥梁、水利工程等领域的一种常见建材,其性能的稳定与否直接关系到工程的质量和安全。而混凝土的温度变形性能是其性能之一,对于混凝土的使用和设计有着重要的意义。因此,本文旨在介绍混凝土的温度变形性能测试原理。
二、混凝土温度变形性能概述
混凝土的温度变形性能是指在温度变化的作用下,混凝土的长度、宽度和厚度等物理尺寸发生变化的能力。混凝土在不同温度下的变形性能是不同的,其主要表现为收缩、膨胀、变形和开裂等。
混凝土的收缩是指混凝土在固化过程中水分蒸发或在干燥环境下失去水分时所引起的体积缩小现象。混凝土的膨胀是指混凝土在高温或高湿环境下吸收水分或受热膨胀导致体积增大现象。混凝土的变形是指混凝土在受温度变化影响时所引起的长度、宽度、厚度等物理尺寸变化现象。混凝土的开裂是指混凝土在受温度变化影响时,由于其自身的力学性质和外部限制等原因引起的裂缝现象。
三、混凝土温度变形性能测试方法
为了测试混凝土的温度变形性能,常用的方法有三种,分别是线膨胀法、热膨胀法和自由收缩法。
1. 线膨胀法
线膨胀法是通过在混凝土试件上加装一根或多根金属线,利用金属线的长度变化来测量混凝土的变形量。该方法适用于受力状态不大或试件较小的混凝土,但是其测试结果受到外部因素的影响较大,如试件的湿度和试验温度等。
线膨胀法的具体实验步骤为:首先,选择试件尺寸和金属线的材料及数量,将金属线安装在试件上,然后将试件加热或降温至一定温度,测量金属线的长度变化,最后根据长度变化计算混凝土的变形量。
混凝土的长期变形性能测试原理
混凝土的长期变形性能测试原理
一、前言
混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其性能对工程质量和安全至关重要。混凝土在长期使用过程中,会发生一定的变形,这种变形对工程的影响也是不可忽视的。因此,混凝土的长期变形性能测试是必要的。
二、混凝土长期变形性能
混凝土的长期变形性能是指混凝土在长期使用过程中,由于内部应力的作用,所发生的变形。它包括蠕变变形、徐变变形、干缩变形等。其中,蠕变变形是混凝土长期变形中最主要的形式。
1. 蠕变变形
蠕变变形是指混凝土在长时间内受到恒定载荷作用下,由于内部应力的逐渐释放,而发生的缓慢变形。它是混凝土长期变形中最主要的形式。
2. 徐变变形
徐变变形是指混凝土在长时间内受到渐变载荷作用下,由于内部应力的逐渐释放,而发生的缓慢变形。与蠕变变形相比,徐变变形的变形速度较慢。
3. 干缩变形
干缩变形是指混凝土内部水分的流失,导致混凝土发生收缩变形。干缩变形通常发生在混凝土初期阶段,但在长期使用过程中,干缩变形也可能会发生。
三、混凝土长期变形性能测试方法
为了评估混凝土的长期变形性能,通常采用以下测试方法:
1. 蠕变试验
蠕变试验是评估混凝土蠕变变形的主要方法。该方法通常采用恒定载荷法进行。在试验中,混凝土试件会受到一定的恒定载荷,持续一段时间后,测量其变形量。通过分析试验数据,可以得出混凝土的蠕变特性。
2. 徐变试验
徐变试验是评估混凝土徐变变形的主要方法。该方法通常采用渐变载
荷法进行。在试验中,混凝土试件会受到逐渐增加的载荷,持续一段
时间后,测量其变形量。通过分析试验数据,可以得出混凝土的徐变
53混凝土的变形性能-PPT精选文档
5.3 混凝土的变形性能
5.3 混凝土的变形性能
硬化混凝土体积变形的后果
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
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。
2.化学收缩
一.非荷载作用下的变形
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,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。
(III)稳定的裂缝增长阶段
荷载超过临界荷载后, 随着荷载增大,裂缝 继续扩大,并开始出 现少将裂纹。但荷载 保持一定不变时,裂 缝也停止。
混凝土变形性能检测标准
混凝土变形性能检测标准
混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其性能对工程质量和安全具有重要影响。为了确保混凝土的质量和安全性,需要对其进行变形性能检测。本文将从混凝土变形性能的概念、检测方法和标准三个方面进行详细介绍。
一、混凝土变形性能的概念
混凝土在受到外力作用时会发生变形,包括弹性变形、塑性变形和破坏性变形。其中,弹性变形是在外力作用下混凝土内部的分子结构发生弹性变形,当外力消失后,混凝土会恢复到原来的形态。塑性变形是在弹性变形基础上,混凝土内部的分子结构发生永久性变形,使得混凝土无法恢复到原来的形态。破坏性变形则是混凝土在受到外力作用下超过了其承载能力而发生的破坏。
混凝土的变形性能是指混凝土在受到外力作用下的弹性变形和塑性变形的能力。混凝土的变形性能与材料的组成、配合比、强度等因素有关,是评价混凝土质量和安全性的重要指标。
二、混凝土变形性能的检测方法
1.弹性模量的测定
弹性模量是指材料在受到一定应力范围内,单位应力产生的相对应应变量的比值。测定弹性模量的方法有静态弹性模量法、动态弹性模量法和剪切弹性模量法等。其中,静态弹性模量法是最常用的方法。
测定弹性模量的步骤如下:
(1)制备混凝土试件,试件的尺寸为150mm×150mm×150mm。
(2)将试件放在试验机上,施加一定的压力,记录下应力和应变的数据。
(3)计算出试件的弹性模量。
2.抗拉强度的测定
抗拉强度是指混凝土在受到拉应力作用下,单位面积内所承受的最大拉应力。测定抗拉强度的方法有拉力试验法和压力试验法等。其中,拉力试验法是最常用的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
6.5 混凝土的变形性能
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。非荷载下的变形,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,分为短期荷载作用下的变形及长期荷载作用下的变形——徐变。
一、非荷载作用下的变形
(一)化学收缩(自生体积变形)
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。
特点: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。
(二)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。
1.产生原因
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,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,导致混凝土收缩。同时,水泥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。当混凝土在水中硬化时,体积产生轻微膨胀,这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚,胶体粒子间的距离增大所致。
2.危害性
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,干缩能使砼表面产生较大的拉应力而导致开裂,降低混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。
3.影响因素
(1)水泥的用量、细度及品种
水灰比不变:水泥用量愈多,砼干缩率越大;水泥颗粒愈细,砼干缩率越大。
(2)水灰比的影响
水泥用量不变:水灰比越大,干缩率越大。
(3)施工质量的影响
延长养护时间能推迟干缩变形的发生和发展,但影响甚微;采用湿热法处理养护砼,可有效减小砼的干缩率。
(4)骨料的影响
骨料含量多的混凝土,干缩率较小。
(三)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。混凝土的温度变形系数α 为(1~1.5)×10-5/ ℃ ,即温度每升高1℃,每1m胀缩0.01~0.015mm。温度变形对大体积混凝土、纵长的砼结构、大面积砼工程极为不利,易使这些混凝土造成温度裂缝。可采取的措施为:采用低热水泥,减少水泥用量,掺加缓凝剂,采用人工降温,设温度伸缩缝,以及在结构内配置温度钢筋等,以减少因温度变形而引起的混凝土质量问题。
二、荷载作用下的变形
(一)混凝土在短期作用下的变形
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,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。卸荷后能恢复的应变ε弹是由混凝土的弹性应变引起的,称为弹性应变;剩余的不能恢复的应变ε塑,则是由混凝土的塑性应变引起的,称为塑性应变。
混凝土的弹性模量:在应力-应变曲线上任一点的应力σ与其应变ε的比值,称为混凝土在该应力下的变形模量。影响混凝土弹性模量的主要因素有混凝土的强度、骨料的含量及其弹性模量以及养护条件等。
图6.5.1 混凝土在压力作用下的应力-应变曲线
(二)砼在长期荷载作用下的变形——徐变(Creep)
混凝土在持续荷载作用下,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,称为徐变。如图6.5.2。
图6.5.2 徐变变形与徐变恢复
1.徐变特点:
在加荷瞬间产生瞬时变形,随着时间的延长,又产生徐变变形。荷载初期,徐变变形增长较快,以后逐渐变慢并温度下来。卸荷后,一部分变形瞬时恢复,其值小于在加荷瞬间产生的瞬时变形。在卸荷后的一段时间内变形还会继续恢复,称为徐变恢复。最后残存的不能恢复的变形,称为残余变形。
2.徐变对结构物的影响
有利影响: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。
不利影响:使钢筋的预加应力受到损失(预应力减小),使构件强度减小。
3.影响徐变因素
混凝土的徐变是由于在长期荷载作用下,水泥石中的凝胶体产生粘性流动,向毛细孔内迁移所致。影响混凝土徐变的因素有水灰比、水泥用量、骨料种类、应力等。砼内毛细孔数量越多,徐变越大;加荷龄期越长,徐变越小;水泥用量和水灰比越小,徐变越小;所用骨料弹性模量越大,徐变越小;所受应力越大,徐变越大。