混凝土的变形性能
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。
混凝土变形性能
IV.不稳定的裂缝扩展阶段
◼ 荷载达到极限荷载 之后，荷载不变，裂 缝不断扩展。随后应 力降低回落，变形继 续增大，直至破坏。
极限荷载(%)
30 70 100
IV
III
II I
形变
(二)长期荷载作用下的变 形—徐变（Creep）
定义：混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为徐变， 亦称蠕变。
措施： ✓临时挡风设施，减小混凝土表面的风速 ✓临时遮阳设施，降低表面温度 ✓在浇注与抹面间隔，临时覆盖塑料膜 ✓尽量缩短浇注与养护开始之间的时间 ✓在抹面后立即用湿麻布覆盖、喷雾或用养护剂，减少蒸发。
3.干燥收缩 （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。
膨
胀 龄
应期Βιβλιοθήκη 变收 缩水中养护
空气中养护
混凝土的干湿变形示意图
（3）影响干燥收缩的因素
3.干燥收缩
◼ 水泥品种：P. S和P. P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/c or w/B越大，干 缩大，但，水胶比过小，自收缩大；
I.裂缝无明显变化阶段(收缩裂缝阶段):
当荷载达到“比例极限”
极限荷载(%)
30 70 100
(约为极限荷载30%)
以前，裂缝无明显变化， 并稍有收缩。 混凝土处 于弹性工作阶段。
III
IV
II
I
形变
II.裂缝发展阶段
◼ 荷载介于比例极限 30％极限荷载）和 临界荷载（70％极 限荷载）之间，裂 缝数量、长度、宽 度逐渐增大，但尚 无明显砂浆裂缝。
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，称这种收缩为干燥收缩。
混凝土干缩变形是由表及里逐渐进行的，因而会产生表面收缩大，内部收缩小，导致混凝土表面受到拉力作用。
当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。
此外，混凝土在干缩过程中，骨料并不产生收缩，因而在骨料与水泥石界面上也会产生微裂纹，裂纹的存在，会对混凝土强度，耐久性产生有害作用。
影响因素有：水泥用量、品种、细度；水灰比；骨料的质量；养护条件。
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。
(4)养护条件：混凝土的养护条件会影响混凝土的强度和变形性能。
(5)环境因素：混凝土所处的环境因素，如温度、湿度等也会影响其强度和变形性能。
三、混凝土变形性能的评价方法1.试验方法评价混凝土变形性能的主要方法是进行试验，常用的试验方法主要有以下几种：(1)拉伸试验：通过对混凝土试件进行拉伸试验，来评价混凝土的弹性模量和极限应变。
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。
（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。
混凝土的塑性变形及其原理
混凝土的塑性变形及其原理一、前言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其力学性质的研究和理解对于工程设计和结构的安全性至关重要。
在混凝土的使用过程中，其塑性变形是一种非常重要的现象，本文将对混凝土的塑性变形及其原理进行详细的探讨。
二、混凝土的塑性变形概述混凝土的塑性变形是指混凝土在受到外部载荷的作用下，可以发生的一种比较持久的变形。
这种变形不随载荷的变化而立即消失，而是在载荷作用消失后仍然存在。
混凝土的塑性变形通常包括两种类型：瞬时塑性变形和延性塑性变形。
1.瞬时塑性变形瞬时塑性变形是指混凝土在受到载荷作用后，会出现一种瞬时的变形，该变形主要是由于混凝土内部的微观结构发生变化所引起的。
这种变形一般不会引起混凝土的破坏，但会对混凝土的力学性能产生影响。
瞬时塑性变形的主要表现形式包括混凝土的收缩变形、膨胀变形和弹性变形等。
2.延性塑性变形延性塑性变形是指混凝土在受到外部载荷的作用下，会出现一种比较持久的变形。
这种变形一般会引起混凝土的破坏，但在混凝土受到适当的控制时，可以发挥出其优异的性能。
延性塑性变形的主要表现形式包括混凝土的塑性流变变形、裂缝扩展和拉伸变形等。
三、混凝土的塑性变形机理混凝土的塑性变形机理是由混凝土内部的微观结构发生变化所引起的。
在混凝土内部，水泥胶体和骨料之间的界面存在一定的摩擦力，当混凝土受到外部载荷的作用时，这种摩擦力会随着混凝土内部的应力分布而发生变化，从而导致混凝土的塑性变形。
混凝土的塑性变形主要包括以下几个方面：1.水泥胶体的变形水泥胶体在混凝土内部起着连接骨料的作用，当混凝土受到外部载荷的作用时，水泥胶体会发生变形，从而导致混凝土的塑性变形。
水泥胶体的变形主要包括拉伸和压缩两种形式，在混凝土中，水泥胶体的拉伸变形通常是由于混凝土受到拉伸载荷作用，而水泥胶体的压缩变形则是由于混凝土受到压缩载荷作用。
2.骨料的变形骨料是混凝土中的主要组成部分，其变形对混凝土的塑性变形也有一定的影响。
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。
五、混凝土变形性能的标准要求1. 混凝土弹性模量：混凝土弹性模量是指混凝土在弹性变形阶段的变形性能，应符合GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》中规定的标准要求。
2. 混凝土抗裂性能：混凝土抗裂性能是指混凝土在受到一定拉力时的变形性能，应符合GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》中规定的标准要求。
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特性。
3. 干缩试验干缩试验是评估混凝土干缩变形的主要方法。
该方法通常采用测量试件长度的方法进行。
在试验中，混凝土试件会受到一定的干燥条件，持续一段时间后，测量其长度变化。
通过分析试验数据，可以得出混凝土的干缩特性。
四、混凝土长期变形性能测试原理1. 蠕变试验原理蠕变试验是通过施加恒定载荷，观察混凝土在恒定载荷下的变形情况，以评估混凝土的蠕变特性。
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s。
;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%左右。
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。
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。
测定抗拉强度的步骤如下：（1）制备混凝土试件，试件的尺寸为150mm×150mm×300mm。
（2）将试件放在试验机上，施加一定的拉力，记录下拉力和试件的变形情况。
（3）计算出试件的抗拉强度。
3.抗压强度的测定抗压强度是指混凝土在受到压应力作用下，单位面积内所承受的最大压应力。
第三节混凝土的变形性能
荷载传递路线不断减少，试件 平均应力降低
应力—应变曲线出现“拐点” 超过“拐点”，结构受力性质发生 本质的变化： 骨料间的咬合力、摩擦力与残余 承受压力部分共同承力 主裂缝贯通、较宽，结构失效。
2、混凝土受压应力—应变曲线数学模型：
1）美国E.Hognestad建议 的模型：
2）西德Rüsch 建议的模 型：
▪ 曲线的上升段为二次抛
物线，下降段为平直线
0
f
c
2
0
0
2
0 u fc
▪ f c ------峰值应力；
▪ 0 ------峰值应力 f c 对
▪ 应的应变，取
▪
0 0.002
▪ u ----极限压应变，取
u 0.0035
▪回
▪ 插图新2--15
3）混凝土的切线模量
在混凝土应力—应变曲线上 某一应力处作一切线，应 力增量与应变增量的比值 为混凝土的切线模量
Ec tg
混凝土的切线模量为一变值 随混凝土应力的增大而减 小。
回
4、混凝土轴心受拉时应力—应变关系
▪ 分析： ▪ 测试混凝土受拉时的应
力—应变曲线较困难。
▪ 回前文
▪ 曲线的上升段为二次抛 物线，下降段为斜直线
0
f
c
2
0
0
2
0
u
f
c
1
0.15
u
0 0
▪ f-c-----峰值应力；
▪ -0-----峰值应力对应的应 变，取0 0.002
▪ u -----极限压应变， 取 u 0.0038
2、混凝土受压应力—应变曲线数学模型：
混凝土在荷载长期作用下的变形性能
混凝土在荷载长期作用下的变形性能在荷载的长期作用下，即使荷载大小维持不变，混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。
混凝土徐变的成因，一般而言，归因于混凝土中未晶体化的水泥胶凝体，在持续的外荷载作用下产生粘性蠕动，压应力逐渐转移给骨料，骨料应力增大试件变形也随之增大。
卸荷后，水泥胶凝体又渐恢复原状，骨料遂将这部分应力逐渐转回给胶凝体，于是产生弹性后效。
另外，当压应力较大时，在荷载的长期作用下，混凝土内部裂缝不断发展，也致使应变增加。
混凝土的徐变，对钢筋混凝土构件的内力分布及其受力性能有所影响。
例如钢筋混凝土柱的徐变，使混凝土的应力减小，使钢筋的应力增加，但最后不影响柱的承载力；由于徐变，受弯构件的受压区变形加大，会使它的挠度增加：对于偏压构件，特别是大偏压构件，会使附加偏心距加大而导致强度降低；对于预应力构件，会产生预应力损失等不利影响。
但徐变也能缓和应力集中现象、降低温度应力、减少支座不均匀沉降引起的结构内力，延缓收缩裂缝在构件中的出现，这些又是对结构的有利方面。
影响徐变的因素很多，如受力大小，外部环境、内在因素等：试验表明，长期荷载作用应力的大小是影响徐变的一个主要因素。
当应力σ≤0.5fc时，徐变与应力成正比，此时可称之为线性徐变。
线性徐变在加荷初期增长很快，至半年徐变大部分完成，其后增长渐小，一年后趋于稳定，三年左右徐变即告基本终止，其渐近线与时间坐标轴平行，最终徐变量约为弹性瞬时变形的2～4倍。
当应力较大时，即当σ=0.5～0.8L时，由于微裂缝在长期荷载作用下不断地发展，塑性变形剧增，徐变与应力不成正比，称为非线性徐变。
当应力σ>0.8fc时，试件内部裂缝进入非稳态发展，非线性徐变变形骤然增加，变形是不收敛的，将导致混凝土破坏。
所以应用上取σ=0.8fc作为混凝上的长期抗压强度。
混凝土的变形性能
混凝土的变形性能混凝土是一种常见的建筑材料，具有一定的强度和耐久性。
在实际使用中，我们也需要关注混凝土的变形性能，即它在受力后的变形情况。
混凝土的变形性能对建筑结构的稳定性和安全性有重要影响。
本文将从抗压变形和抗拉变形两个方面探讨混凝土的变形性能。
1. 抗压变形混凝土的抗压变形是指在受到压力作用下，混凝土发生的变形情况。
它可以分为弹性变形和塑性变形两个阶段。
1.1 弹性变形弹性变形是指混凝土在受到压力后，会发生可逆的弹性变形。
当外力作用停止时，混凝土会恢复到原来的形状。
弹性变形与混凝土的弹性模量有关，弹性模量越大，混凝土的抗压弹性变形越小。
1.2 塑性变形当超过混凝土的弹性限度时，混凝土会发生塑性变形。
塑性变形是不可逆的，即使外力作用停止，混凝土也无法恢复到原来的形状。
塑性变形对建筑结构的稳定性有重要影响，需要合理设计和控制。
2. 抗拉变形除了抗压变形外，混凝土还具有一定的抗拉变形能力。
抗拉变形是指混凝土在受到拉力作用下，发生的变形情况。
与抗压变形不同的是，混凝土的抗拉变形主要表现为裂缝的形成和扩展。
2.1 裂缝形成在拉力的作用下，混凝土会出现裂缝的形成。
混凝土的抗拉强度较低，一旦受到拉力超过其抗拉强度，就会发生裂缝。
裂缝的形成对混凝土的稳定性和承载能力有很大影响。
2.2 裂缝扩展一旦混凝土出现裂缝，如果继续受到拉力作用，裂缝会逐渐扩展。
裂缝的扩展会导致混凝土结构的强度和稳定性下降，甚至影响到整个建筑的安全性。
3. 影响混凝土变形性能的因素混凝土的变形性能受到多种因素的影响，下面列举几个重要因素：3.1 材料特性混凝土的配合比、水泥种类、骨料等对其变形性能有一定影响。
不同材料的特性会导致混凝土的变形性能产生差异。
3.2 养护条件混凝土的养护条件对其变形性能也有较大影响。
充分保证混凝土的养护时间和环境，可以提高其变形性能。
3.3 设计和施工质量合理的设计和施工质量对混凝土的变形性能有重要影响。
例如，适当控制混凝土的含水量、添加适量的外加剂等，可以改善混凝土的变形性能。
【精品结构设计知识】混凝土在荷载长期作用下的变形性能
【精品结构设计知识】混凝土在荷载长期作用下的变形性能在荷载的长期作用下，即使荷载大小维持不变，混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。
混凝土徐变的成因，一般而言，归因于混凝土中未晶体化的水泥胶凝体，在持续的外荷载作用下产生粘性蠕动，压应力逐渐转移给骨料，骨料应力增大试件变形也随之增大。
卸荷后，水泥胶凝体又渐恢复原状，骨料遂将这部分应力逐渐转回给胶凝体，于是产生弹性后效。
另外，当压应力较大时，在荷载的长期作用下，混凝土内部裂缝不断发展，也致使应变增加。
混凝土的徐变，对钢筋混凝土构件的内力分布及其受力性能有所影响。
例如钢筋混凝土柱的徐变，使混凝土的应力减小，使钢筋的应力增加，但最后不影响柱的承载力；由于徐变，受弯构件的受压区变形加大，会使它的挠度增加：对于偏压构件，特别是大偏压构件，会使附加偏心距加大而导致强度降低；对于预应力构件，会产生预应力损失等不利影响。
但徐变也能缓和应力集中现象、降低温度应力、减少支座不均匀沉降引起的结构内力，延缓收缩裂缝在构件中的出现，这些又是对结构的有利方面。
影响徐变的因素很多，如受力大小，外部环境、内在因素等：试验表明，长期荷载作用应力的大小是影响徐变的一个主要因素。
当应力σ≤0.5fc时，徐变与应力成正比，此时可称之为线性徐变。
线性徐变在加荷初期增长很快，至半年徐变大部分完成，其后增长渐小，一年后趋于稳定，三年左右徐变即告基本终止，其渐近线与时间坐标轴平行，最终徐变量约为弹性瞬时变形的2～4倍。
当应力较大时，即当σ=0.5～0.8L时，由于微裂缝在长期荷载作用下不断地发展，塑性变形剧增，徐变与应力不成正比，称为非线性徐变。
当应力σ>0.8fc时，试件内部裂缝进入非稳态发展，非线性徐变变形骤然增加，变形是不收敛的，将导致混凝土破坏。
所以应用上取σ=0.8fc作为混凝上的长期抗压强度。
混凝土变形性能测试标准
混凝土变形性能测试标准一、前言混凝土作为建筑中最常见的材料之一，其性能直接关系到建筑物的稳定性和安全性。
混凝土的变形性能是混凝土的重要性能之一，其对混凝土结构的使用寿命和承载能力具有重要影响。
因此，混凝土的变形性能测试标准具有重要的意义。
二、混凝土变形性能测试的目的混凝土变形性能测试的目的是为了评估混凝土在受力状态下的变形能力，以便为混凝土结构的设计和使用提供可靠的依据。
具体来说，混凝土变形性能测试的目的包括以下几个方面：1. 评估混凝土的变形性能，包括弹性模量、泊松比和剪切模量等参数。
2. 评估混凝土的变形性能对结构承载能力和使用寿命的影响。
3. 为混凝土结构的设计提供可靠的依据，包括结构的初始设计和后期的维护和修缮。
三、混凝土变形性能测试的方法和标准混凝土变形性能测试的方法和标准有多种，常见的测试方法包括压缩试验、拉伸试验、弯曲试验和剪切试验等。
不同的测试方法适用于不同的混凝土结构和受力状态，在进行测试前需要根据具体情况选择合适的测试方法。
以下是常见的混凝土变形性能测试标准：1. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》2. GB/T 50107-2010《混凝土弹性模量和泊松比试验方法》3. GB/T 50082-2009《混凝土试验方法标准》4. ASTM C469-02a《剪切模量试验方法标准》5. ASTM C127-15《压缩强度试验方法标准》四、混凝土变形性能测试的步骤混凝土变形性能测试的步骤包括样品制备、试验设备的校准、试验过程的监测和数据处理等。
具体的测试步骤如下：1. 样品制备：根据测试要求制备混凝土样品，在制备过程中需要注意混凝土的配合比、坍落度、拌合时间、浇筑方式等因素。
2. 试验设备的校准：在进行试验前需要校准试验设备，包括测量仪器和试验机等。
3. 试验过程的监测：在试验过程中需要对试验数据进行实时监测，包括变形、应力、应变等参数的监测。
4. 数据处理：对试验数据进行处理和分析，得出混凝土的变形性能参数。
混凝土变形性能的检测技术规程
混凝土变形性能的检测技术规程一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，它的变形性能对工程结构的稳定性和安全性有着重要的影响。
因此，对混凝土的变形性能进行检测是必不可少的。
本文将详细介绍混凝土变形性能的检测技术规程。
二、检测设备1. 变形计变形计是检测混凝土变形性能的主要设备，它可以测量混凝土在加载过程中的应变值，从而计算出混凝土的变形量。
常见的变形计有电阻应变计、光纤应变计、压电应变计等。
2. 荷载传感器荷载传感器可以测量加载过程中的荷载值，从而计算出混凝土的应力值。
常见的荷载传感器有压力传感器、力传感器等。
3. 数据采集系统数据采集系统用于采集变形计和荷载传感器的数据，并将数据传输到计算机或数据处理设备中进行处理和分析。
常见的数据采集系统有数据采集卡、数据采集器等。
三、检测方法1. 加载方式混凝土的变形性能检测通常采用静载试验，即在混凝土试件上施加静态荷载，测量在荷载作用下混凝土的应变和应力变化。
静载试验一般分为单轴压缩试验、三轴压缩试验、弯曲试验等。
2. 试件制备试件制备是混凝土变形性能检测中的关键环节。
试件的制备应符合相关标准规范，如《混凝土强度试验方法标准》GB/T 50081-2002。
通常，试件制备应该满足以下要求：（1）试件应具有代表性，即试件应尽可能反映实际工程中所使用的混凝土的性质。
（2）试件的尺寸应符合要求，一般为立方体或圆柱体。
（3）试件的表面应平整、光滑，无明显裂缝和毛细孔。
（4）试件的制备应按标准规范要求进行，避免影响试验结果。
3. 测试步骤（1）试件的称重：将试件称重并记录其重量。
（2）试件的标记：在试件上标记试件编号、试验日期、试件尺寸等信息。
（3）试件的加荷：将试件放置在试验机上，并按照试验要求施加静态荷载。
（4）数据采集：在试验过程中，实时采集变形计和荷载传感器的数据，并记录。
（5）数据处理：将采集到的数据传输到计算机或数据处理设备中进行处理和分析，计算出混凝土在不同荷载下的应变和应力值。
混凝土的变形特性及其影响因素
混凝土的变形特性及其影响因素一、引言混凝土是一种人造材料，由水泥、砂、石等材料混合而成，具有耐久性、耐火性等优良性能。
混凝土的变形特性是混凝土结构设计和施工过程中必须考虑的重要因素之一。
混凝土在受力时会发生变形，这种变形可能会影响混凝土结构的承载能力和使用寿命。
因此，深入了解混凝土的变形特性及其影响因素对于混凝土结构的设计和施工具有重要意义。
二、混凝土的变形特性1. 弹性变形弹性变形是指当混凝土受到一定的外力作用后，发生的恢复变形。
在弹性阶段，混凝土的应变与应力成正比，即遵循胡克定律。
弹性模量是描述混凝土弹性变形性能的重要参数，它代表了单位应力下混凝土的应变量。
2. 塑性变形塑性变形是指当混凝土受到超过一定强度的外力作用后，发生的不可恢复的变形。
在塑性阶段，混凝土的应变与应力不再成正比，混凝土开始出现应力软化现象。
塑性变形是混凝土结构中常见的变形形式，它使混凝土结构的受力性能发生明显的变化。
3. 破坏变形破坏变形是指当混凝土受到超过其承载能力的外力作用时，混凝土结构发生破坏。
在破坏阶段，混凝土的应力急剧下降，应变呈现非线性增长，最终出现破坏。
三、混凝土变形的影响因素1. 混凝土的材料性质混凝土的材料性质是影响混凝土变形特性的重要因素之一。
水泥的种类、砂石的级配、掺合材料的种类和掺量等都会影响混凝土的变形特性。
例如，高强度混凝土中掺入适量的粉煤灰，可以显著改善混凝土的变形特性。
2. 外界环境因素外界环境因素也是影响混凝土变形特性的重要因素之一。
气温、湿度、风速等环境因素会影响混凝土的收缩膨胀性能，从而影响混凝土的变形特性。
例如，在高温环境下，混凝土的收缩膨胀性能会发生变化，容易出现龟裂，从而影响混凝土的变形特性。
3. 混凝土结构的几何形状和尺寸混凝土结构的几何形状和尺寸也是影响混凝土变形特性的重要因素。
混凝土结构的截面形状、长度、高宽比等都会影响混凝土的受力性能和变形特性。
例如，在混凝土梁的设计中，梁的高宽比应该根据受力情况合理选取，以保证混凝土结构的变形特性满足要求。
混凝土的塑性变形与极限状态
混凝土的塑性变形与极限状态混凝土作为一种常用的建筑材料，在工程结构中扮演着重要的角色。
在设计和施工中，混凝土的塑性变形和极限状态是必须要考虑的因素之一。
本文将探讨混凝土的塑性变形过程、塑性变形的影响因素以及混凝土的极限状态。
一、混凝土的塑性变形过程混凝土的塑性变形是指在一定荷载或外力作用下，混凝土由初始状态逐渐发生塑性变形的过程。
混凝土的塑性变形包括压缩变形、剪切变形和弯曲变形。
1. 压缩变形混凝土在受到纵向压力时，会发生压缩变形。
这是由于混凝土内部的颗粒间隙被逐渐填充，颗粒之间的接触面积增加，导致体积缩小。
此外，混凝土的填充剂也会发生压缩。
压缩变形主要表现为垂直方向的缩短和体积的减小。
2. 剪切变形混凝土在受到剪切力时，会发生剪切变形。
这是由于混凝土内部的颗粒在剪切力的作用下发生相对位移，导致混凝土发生剪切变形。
剪切变形主要表现为平面内的位移差异和扭曲变形。
3. 弯曲变形混凝土在受到弯曲力矩时，会发生弯曲变形。
这是由于混凝土在弯曲力矩作用下的上部受压区和下部受拉区产生相对位移，导致混凝土发生弯曲变形。
弯曲变形主要表现为上部受压区的内缩和下部受拉区的拉长。
二、混凝土塑性变形的影响因素混凝土的塑性变形受到多种因素的影响。
主要的影响因素包括混凝土的水灰比、配合比、龄期以及外界环境等。
1. 混凝土的水灰比混凝土的水灰比是指混凝土中水的质量与水泥的质量之比。
水灰比越大，混凝土的流动性越好，塑性变形能力也越大。
2. 配合比混凝土的配合比是指混凝土中水、水泥、骨料等各成分的比例关系。
合理的配合比能够使混凝土的塑性变形能力达到最佳状态。
3. 龄期混凝土的龄期是指混凝土的年龄。
随着龄期的增长，混凝土的塑性变形能力逐渐降低。
4. 外界环境外界环境的温度、湿度和气压等因素也会对混凝土的塑性变形产生影响。
温度的变化会导致混凝土的膨胀或收缩，湿度的变化会影响混凝土中的水分含量，从而影响混凝土的塑性变形能力。
三、混凝土的极限状态混凝土的极限状态是指混凝土在受到荷载或外力作用下的最大变形程度。
12、混凝土变形性能试验(混凝土干缩试验、混凝土受压徐变试验、混凝土自身体积变形试验)
混凝土变形性能试验包括（混凝土干缩试验、混凝土受压徐变试验、混凝土自身体积变形试验）（一）混凝土干缩试验1、主要仪器设备主要仪器设备为：弓形螺旋测微计或比卡仪或卧式混凝土干缩仪与恒温干缩室（20 ± 2℃，相对湿度 60 ± 5%），试件规格为 100mm*100mm*515mm 的棱柱体，两端可埋设不锈的金属测头。
2、试验简介试件成型后，送入养护室养护，两昼夜后拆模并编号。
试件拆模后，立即送至干缩室进行测长，此长度即为试件的基准长度。
测定基准长度后，干缩试件宜底面架空置于不吸水的硬质垫板上，连同垫板放在干缩室试架上。
试件的干缩龄期以测定基准长度后算起，干缩龄期为 3d、7d、14d、28d、60d、90d、180d 或指定的干缩龄期，每个龄期测长一次。
3、试验结果处理某一龄期的干缩（湿胀）率按下式计算（准至 1 x 10-6）：Ɛt=（L T-L0）/（L0-2Δ）式中Ɛt—t 天龄期时的干缩（湿胀）率；—试件的基准长度，mm；LL T— t 天龄期时试件的长度，mm；Δ—金属测头的长度，mm。
取一组三个试件测值的平均值作为某一龄期试件干缩（湿胀）率的试验结果（负值为收缩、正值为膨胀）。
根据需要可绘制试件的轴向长度变形随时间的变化曲线。
（二）混凝土受压徐变试验1、主要仪器设备主要仪器设备有徐变仪、千斤顶、应变计、水工比例电桥及能控制温度为 20 ± 2℃恒温室，试件规格为Φ200mm x 600mm 圆柱体。
2、试验简介试验加荷龄期，一般为 3d、7d、28d、90d、180d、360d，也可根据试验需要确定加荷龄期。
每个龄期应制备三个徐变试件及三个 150mm x 150mm x 150mm 的立方体抗压强度试件。
同时，一次成型的几组试件应制备不少于两个测自生体积变形和温度变形的补偿试件（形状和尺寸与徐变试件相同）；成型前后应检查应变计是否完好，试件成型后，经 24h~48h 拆模，并立即用密封材料（橡皮套、金属套筒等）密封，徐变试件和补偿试件移入徐变室，抗压强度试件移入标准养护室养护；到达加荷龄期时，测定抗压强度，并折算出压缩徐变试件的极限抗压强度（折算系数一般为 O. 8）。
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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。