混凝土收缩徐变

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混凝土徐变

混凝土徐变
混凝土的徐变
张县云
主要内容
1.混凝土的干缩和徐变 2.影响干缩和徐变的因素 3.徐变的机理 4.基于等效时间的混凝土徐变模型
1. 混凝土的干缩和徐变
由于以下几个原因应将徐变和干缩现象一起讨论
1.干缩和徐变的起源相同,都来源于水泥浆体。 2.应变-----时间曲线很相似。 3.影响干缩的因素通常以同样的方式影响徐变。 4.混凝土的各相微应变大,在结构设计中不能被忽略。 5.干缩和徐变均为部分可逆。
2.混凝土徐变模型 由于指数函数存在递推关系, 不必记录应力历史, 减少了所需计
算机的储存容量和计算工作量, 大大提高了有限单元法程序的计算效 率, 具有很好的实际应用价值。因此, 采用具有递推关系的指数函数 徐变度表达式, 即
式中: C 徐变度; A1, B1, G1, r1, A2,B2,G2, r2待定参数, 根据试验值确定; 混凝土等效加载龄期, d.
3.1 徐变的机理
1.黏性流动理论 黏性流动理论认为, 弹性水泥凝胶骨架和孔隙中充满弹性液体. 在施 加荷载初期, 一部分荷载由孔隙中的水承受, 迟缓了固体的变形. 当水 从压力高处向低处流动时, 固体承受的荷载逐渐增大, 致使固体的变 形增大, 引起混凝土徐变. 卸载时, 水向相反方向流动, 从而引起徐变 恢复. 该理论认为承受外部荷载的水的流动是产生徐变的根本原因, 可以说明混凝土加载初期的徐变速率较大和徐变恢复现象, 但不能解 释完全干燥情况下混凝土的徐变现象.
1970 年, Bazant 教授根据Arrhenius 方程提出了等效时间与温度关系 的表达式, 即
式中: t e等效时间, d; T类比系数; Q化学活动能与气体常数之比 ( Q= E / R ) ; Tr 参考温度,取293K( 20摄氏度 ) ; T混凝土的当前温度, K Q 值与化学反应活动能有关, 化学活动能随着温度的升高而增大, Q 值可以通过对混凝土绝热温升的反演分析得到, 其值在2000~7000K 之间.

徐变和收缩变形 05

徐变和收缩变形 05

1.054/1.541 混凝土结构力学与设计 (3-0-9)内容提要5 徐变和收缩变形混凝土的徐变{ 持续应力作用下的混凝土,其应变随时间逐渐增长。

最终的徐变应变可能是初始弹性应变的好几倍。

{ 徐变是指材料在持续应力作用下将继续经历相当长时间的变形。

{ 松弛是指在恒定应变下的应力损失。

{ 混凝土中,徐变变形一般比弹性变形大,因此,徐变是影响变形性能的重要因素。

{ 在恒定轴压应力下的混凝土试验表明在工作应力范围内 - 如应力不超过 0.5c f ′ - 徐变应变与应力成正比,σ与cr ε符合线性关系。

高应力下微裂缝对徐变的影响。

混凝土徐变的机理{ 包括两种现象:1.混凝土在密闭条件下(以确保水分不外溢)发生的与时间相关的变形。

Æ 基本徐变 受恒定载荷卸掉载荷(未加载) (弹性恢复变形)徐变回复徐变弹性变形=εinst永久或残余变形时间2.若允许与外界的湿气交换发生的材料徐变。

Æ 干徐变{ 基本徐变仅受材料特性的影响,而干徐变和收缩还取决于环境和试件的尺寸。

{ 实际情况可能是两种现象的组合,有时,一种会成为主导因素。

{ 徐变变形图包含三个区域:1.主徐变 Æ 变形的初始增长 2.二阶徐变 Æ 相对稳定的变形区 3.三阶徐变 Æ 导致徐变徐变度{csp εεσ=,0.5c f σ′< 其中,c ε=时间的函数Æ 应力水平高于0.8c f ′,徐变会导致破坏{ c f ′与sp ε的关系:c f ′(磅/英寸2)sp ε(10-6每磅/英寸2)最终应变(10-6每磅/英寸2)3000 1.0 3.1 4000 0.80 2.9 6000 0.55 2.4 8000 0.402.0徐变系数{ ct instC εε=其中,inst ε=瞬时(初始)徐变。

影响徐变的因素{ 内在因素(组份)骨料(浓度+刚度) ↗B 徐变↘ 水灰比 ↗B 徐变↗ 骨料渗透性 ↗B 徐变↗ 骨料徐变 ↗B 徐变↗骨料刚度 ↗B 徐变↘ 骨料等级和级配 水泥{ 外在因素(环境、时间历程)尺寸 形状横截面 ↗B 徐变↘ 环境因素(周围湿度、温度)应力大小 ↗B 徐变↗ 时间(加载龄期)Æ 加载历程对总变形(应变)很重要 Æ 加载龄期 ↗B 徐变↘徐变的数学模型{ 应变分解混凝土总应变可分解为:00()()()E C E C S T E σεεεεεεεεεεεε′′=+=++=+++=+其中,σε=应力产生的应变,E ε=可恢复的应变, C ε=徐变应变,0ε=应力无关的非弹性应变, S ε=收缩应变, T ε=热膨胀,ε′′=非弹性应变。

CEB-FIP有关混凝土的收缩徐变模式和计算方法

CEB-FIP有关混凝土的收缩徐变模式和计算方法

有关混凝土的收缩徐变模式和计算方法很多,当前国内外常用的模式主要有:CEB -FIP 模式,BP -2模式,ACI -209模式以及F ·Tells 的解析法等。

CEB -FIP 模式是欧洲混凝土协会(CEB )和国际预应力混凝土协会(FIP )1978年建议的,为我国交通部公路预应力混凝土桥梁设计规范(1985)所采用。

它采用滞后弹性变形(可恢复的徐变)与塑性变形(不可恢复的徐变)相加的徐变系数表达式,并将塑性变形分为初始流变和延迟塑性变形两部分。

BP -2模式是美国的Z .P .Bazant 教授在对世界范围内庞大的实验数据经过最优拟合后而得出的徐变函数的数学表达式,他将徐变分为基本徐变和干燥徐变两大类。

ACI -209模式是美国混凝土协会建议的,徐变系数由五个系数相乘组成,但有几点不同于CEB -FIP 模式之处:(1)每个系数都有具体的数学表达式,易于电算;(2)更多更细致地考虑了混凝土的配合比;(3)不区分滞后弹性变形和塑性变形;(4)采用双曲线函数的时间系数。

一种徐变系数采用混凝土28天龄期的瞬时弹性应变定义,令时刻τ开始作用于混凝土的单轴向应力()t σ至时刻t 所产生的徐变为()c t ετ,,即:()()(),,28c t t Eτττσϕε=(2-1)欧洲混凝土委员会和国际预应力混凝土协会CEB-FIP 标准规范(1978及1990年版)及英国标准BS5400(1984年版)采用了这种定义。

2.CEB-FIP (1990)模型 徐变规范CEB-FIP (1990)模型建议的混凝土徐变系数的计算公式适用范围为:应力水平()c c 0/f t 0.4σ<,暴露在平均温度5-30度和平均相对湿度RH=40%-100%的环境中。

混凝土徐变系数为:()()()00c 0t,t ,t t t φφβ=∞-(4.2.2-5)()()()0c 0RH ,t f t φββφ∞=,()c f 16.76/β=()()0.200t 1/0.1t β=+()RH 1/3c 1RH /10010.12A /u φ-=+式中:()c f β——按混凝土抗压强度(2c f ,N/mm )计算的参数; ()0t β——取决于加载龄期(t 0,,天)的参数;RH φ——为取决于环境的参数。

浅谈高性能混凝土配合比及收缩徐变效应

浅谈高性能混凝土配合比及收缩徐变效应

浅谈高性能混凝土配合比及收缩徐变效应摘要:混凝土结构因其具有易加工、能耗低、耐久性好、与钢材等结合性好、适宜于大规模生产等特点,问世一百多年来,已成为现代结构不可缺少的工程结构。

混凝土技术的发展使预应力混凝土技术的设想成为现实,同时预应力混凝土技术的发展也使大跨与超大跨桥梁的应用与日俱增,这些建筑物均对结构构件提出了高强、轻质的要求,为此高强高性能混凝土逐渐成为人们关注的焦点。

关键词:混凝土;配合比;收缩徐变一、高性能混凝土配合比设计方法很久以来,良好的配合比设计需要更多的是“技巧而非科学”。

这句话充分说明了长久以来配合比的确定主要依靠经验和试验,从而产生了诸多经验性模型,而大多数模型并没有充分认识到经验性本质所在。

本文介绍一种比较流行的高性能混凝土(HPC)配合比设计方法:全计算法。

下面对全计算法进行简要介绍。

1.1 全计算法的基本观点:1) 混凝土各组成材料(包括固、气、液三相)具有体积加和性;2) 石子的空隙由干砂浆填充;3) 干砂浆的空隙由水填充;4) 干砂浆由水泥、细掺合料、砂和空气隙所组成。

1.2 全计算法需要考虑的地方:1、参数 A、B 的选择全计算法进行 HPC 混凝土设计时,水胶比的计算公式中A、B 的参数仍以《JGJ 55-2000 普通混凝土配合比设计规程》为依据,而规程中规定的参数适用于混凝土强度等级小于C60 级时,与高性能混凝土一些要求已经不符。

2、砂拔系数的选择全计算法中的砂拔系数设定偏高。

目前混凝土骨料主要为两种碎石掺配,在实际施工过程中应严格控制粒径<5mm><5mm><5mm>根据以上二点,进行一些参数的修改,并在全计算法的基本观点中增加一点。

为:4) 干砂浆由水泥、细掺料、砂和空气隙所组成;5) 粒径<5mm>此方法合适于 52.5 级或以上的水泥。

二、高性能混凝土的工作及力学性能工作性主要描述新拌混凝土运输和振捣密实的能力,是新拌混凝土的重要性能,也将影响服役混凝土的性能。

混凝土龄期、收缩、徐变的研究进展及工程应用

混凝土龄期、收缩、徐变的研究进展及工程应用

3.工程应用
②在静定结构阶段,如在合龙前的悬臂施工阶段,徐变、 收缩只产生变形增量而不产生内力增量,即徐变次内 力为零。 ③在体系转化后,计算第 i 个时间间隔。并可求出已成 结构全部单元在第 i 个时间间隔内,由收缩、徐变产 生的节点力增量与节点位移增量。将上述增量分别加 到该时间间隔开始时有关的节点力与节点位移上,即 可得出该时间间隔终了时各单元的节点力和节点位移 的状态。
徐变函数 徐变系数 抗压强度的参数 加载龄期的参数 相对湿度的参数
CEB-FIP(1990)模型
CEB-FIP(1990)模型
ACI模型
ACI模型

收缩应变表达式为:
式中
( sh )max 为应变终值。
CEB-FIP(1990)模型&ACI模型
包括这两个模型以及其他研究提出的模型,基 本上都是建立在实验室试验数据基础上的经验 公式,由于实验室特定条件的局限或研究者侧 重点的不同,不同模型所考虑的影响因素也不 尽相同,以这些结果作为依据确定的混凝土收 缩徐变模型能否直接应用于实际工程结构的分 析,须进一步审视。
衡阳东阳渡湘江大桥(主跨150m的预应力混凝土连续梁桥) 祁阳白水湘江大桥(主跨120m的预应力混凝土连续刚构桥)
3.工程应用

测试内容包括桥址环境温度场、混凝土箱梁温度、各 控制截面应变变化和挠度变化。 施工过程中,对主要工况下的应变变化进行了测试, 成桥后对桥梁进行了为期3年的跟踪观测,测试时长 接近1500天。
改变混凝土半熟龄期的途径

改变水泥矿物成分与水泥细度
硅酸三钙的水化速率快,水化热和强度发展都较快,适用于半熟 龄期小的要求;水泥细度越细,水化反应进行得越快。

采用混合材料与外加剂

混凝土徐变及收缩

混凝土徐变及收缩

混凝土徐变混凝土徐变:混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即,应力维持不变时), 其应变随时间而增长的现象。

1.产生徐变的主要原因:水泥胶体的塑性变形;混凝土内部微裂缝的持续发展。

2.影响徐变的因素:内在因素──砼组成成分和混凝土配合比;环境因素──养护及使用条件下的温湿度;应力条件──与初应力水平有关。

3.压应力与徐变的关系:σc≤0.5fc ── 线性徐变,具有收敛性;σc>0.5fc ── 非线性徐变,随时间、应力的增大呈现不稳定现象;σc>0.8fc ── 砼变形加速,裂缝不断地出现、扩展直至破坏(非收敛性徐变)。

一般地, 混凝土长期抗压强度取(0.75~0.8)fc徐变系数:φ=εcr/εce=ECεcr /σ。

4.徐变对构件受力性能的影响:在荷载长期作用下,受弯构件的挠度增加;细长柱的偏心距增大;预应力混凝土构件将产生预应力损失等。

2、什么是混凝土的徐变和收缩?影响混凝土徐变、收缩的主要因素有哪些?混凝土的徐变、收缩对结构构件有哪些影响?答:混凝土在长期不变荷载作用下,其应变随时间增长的现象,称为混凝土的徐变。

影响因素:⑴加荷时混凝土的龄期愈早,则徐变愈大。

⑵持续作用的应力越大,徐变也越大。

⑶水灰比大,水泥以及用量多,徐变大。

⑷使用高质量水泥以及强度和弹性模量高、级配好的集料(骨料),徐变小。

⑸混凝土工作环境的相对湿度低则徐变大,高温干燥环境下徐变将显著增大。

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。

影响因素:试验表明,水泥用量愈多、水灰比愈大,则混凝土收缩愈大;集料的弹性模量大、级配好,混凝土浇捣愈密实则收缩愈小。

同时,使用环境温度越大,收缩越小。

因此,加强混凝土的早期养护、减小水灰比、减少泥用量,加强振捣是减小混凝土收缩的有效措施。

混凝土收缩徐变对桥梁的影响研究闫志浩

混凝土收缩徐变对桥梁的影响研究闫志浩

混凝土收缩徐变对桥梁的影响研究闫志浩发布时间:2023-05-09T03:41:12.066Z 来源:《建筑实践》2023年5期作者:闫志浩[导读] 混凝土的收缩徐变是粘弹性材料的一种固有的时变特性,它会影响桥梁结构长期的使用性能,因此分析混凝土的收缩徐变对桥梁长期的受力及变形的影响格外重要。

本文结合前人经验,解释了徐变的概念以及其影响因素,通过分析对比混凝土徐变的各个理论,得到徐变对桥梁工程的影响,同时还分析了徐变对桥梁工程的影响特点,在此基础上给出控制混凝土徐变的一般办法。

重庆交通大学摘要:混凝土的收缩徐变是粘弹性材料的一种固有的时变特性,它会影响桥梁结构长期的使用性能,因此分析混凝土的收缩徐变对桥梁长期的受力及变形的影响格外重要。

本文结合前人经验,解释了徐变的概念以及其影响因素,通过分析对比混凝土徐变的各个理论,得到徐变对桥梁工程的影响,同时还分析了徐变对桥梁工程的影响特点,在此基础上给出控制混凝土徐变的一般办法。

关键词:混凝土、徐变、徐变理论、连续刚构桥近年来随着我国桥梁事业的不断的发展,预应力混凝土材料在桥梁工程中得到了越来越广泛的应用,连续刚构桥拥有很好的整体性,结构受力合理,伸缩缝少,行车舒适,横桥向抗扭、顺桥向抗弯刚度大,跨越能力强[1]。

但是在连续刚构桥施工过程中,混凝土的收缩徐变不仅会使大跨径桥梁的挠度和应力重分布产生显著影响,还会对超静定结构产生次内力以引起内力重分布,导致桥梁的裂缝控制超过规定范围。

本文将在前人基础上对混凝土徐变的概念进行阐述,指出影响混凝土收缩徐变的因素,并提出控制混凝土收缩徐变的方法。

一、混凝土收缩徐变概述(一)基本概念混凝土的收缩徐变是混凝土在长期荷载作用下的固有特性,从应力角度来看,混凝土的收缩徐变是指在长期应力作用下,应变随时间不断增长的现象。

徐变初期增长较快,一般半年内可达到徐变总量的80%,此后徐变的增长速度逐渐变慢直到趋于平稳。

(二)影响徐变的因素1. 水泥品种水泥品种对混凝土徐变的影响主要是通过它对水化作用速率的影响,从而影响到混凝土强度的发展速度以及混凝土加载时的强度大小。

混凝土的徐变和收缩读书报告2

混凝土的徐变和收缩读书报告2

混凝土的徐变和收缩——钢筋混凝土非线性分析读书报告之一混凝土的徐变和收缩一. 混凝土的徐变1.概述长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,他的应变随着时间的增长而增大的现象叫做混凝土的徐变。

徐变有两部分组成:(1)基本徐变或称真实徐变,即在湿度平衡条件下产生的徐变值。

这是密封试件在荷载下实测的徐变值,主要和常值应力大小和时间有关。

(2)干缩徐变,这是受力试件和周围环境中湿度交换的结果,随时间而引起的变形。

干缩徐变区别于收缩,主要是收缩是混凝土在不受力情况下引起的体积变形。

混凝土在应力作用的当时(混凝土龄期为τ天)产生瞬时弹性应变εel ,随荷载作用时间(t )的延续,徐变变形εcr 不断增长,经过一段时间后卸载,即时产生的弹性恢复变形εel ′<εel ,以后继续有徐变恢复又称弹性后效(迟后弹性变形)εel′′,但仍有残留的永久变形,称流动变形εcr ′。

如下图。

2.徐变应变值表达式 sd sb s εεε+=sh sb s εεεQ +=式中,εs =徐变总应变,εsb =基本徐变应变,εsd =干缩徐变应变,εsh =同一时期内的收缩应变,Q =系数,为常数值。

一般把未密封试件荷载所得随时间而增加的应变值,减去未受荷试件的相应的收缩应变值,即徐变应变。

时间(t ) 受荷混凝土时间-变形曲线3.混凝土徐变产生的原因(1)混凝土结硬以后,骨料之间的水泥浆的一部分变为完全弹性的结晶体,其他为填充在晶体间的凝胶体而具有黏性流动的性质。

水泥石在承受荷载的瞬间,结晶体和凝胶体共同受力。

然后,随着时间的推移,凝胶体由于粘性流动而逐渐卸载,此时晶体承受过多的外力,并产生弹性变形,从而使水泥石变形(混凝土徐变)增加,即由水泥凝胶体和水泥结晶体之间产生应力重分布所致。

(2)混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断增加,从而导致应变的增加。

在应力不大时,徐变以第一种原因为主;应力较大时,以第二种原因为主。

4.混凝土的徐变与混凝土应力大小的关系应力越大,徐变越大,随着混凝土应力的增加,混凝土的徐变将发生不同的情况。

混凝土徐变

混凝土徐变

混凝土含义
混凝土结构或者材料在长期恒定荷载作用下,变形随时间增长的现象称为徐变。

混凝土的徐变特性主要与时间参数有关,通常表现为前期增长较快,而后逐渐变缓,经过2年~5年后趋于稳定。

一般认为,引起混凝土徐变的原因:
①当作用在混凝土构件上的应力较小时,混凝土作为具有黏性流动性质的水泥凝胶体,在荷载长期作用下产生黏性流动;
②当作用在混凝土构件上的应力较大时,混凝土中的微裂缝在荷载长期作用下持续延伸和发展。

混凝土徐变原因
1)自身内部因素
①混凝土受力后,水泥石中的胶凝体产生的黏性流动(颗粒间的相对滑动)要延续较长的时间;
②骨料和水泥石结合面裂缝的持续发展;
③混凝土在本身重力作用下发生的塑性变形。

2)外部因素影响徐变的因素除与时间有关外,还与下列因素有关:
①应力条件;
②加荷龄期;
③周围环境;
④混凝土中水泥用量越多,徐变越大;③材料质量和级配好,弹性模量高,徐变小。

徐变的优缺点:
1)混凝土徐变的优点
混凝土的徐变会显著影响结构或构件的受力性能。

如局部应力集中可因徐变得到缓和,支座沉陷引起的应力也可由于徐变得到松弛,这对水工混凝土结构是有利的。

2)混凝土徐变的缺点
徐变使结构变形增大,其对结构不利的方面也不可忽视,如徐变可使受弯构件的挠度增大2倍~3倍,使长柱的附加偏心距增大,还会导致构件的预应力损失。

混凝土徐变收缩

混凝土徐变收缩

混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化,最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小.这种变形称为混凝土收缩.一般认为,混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩,引起各种收缩的原因和机理可以解释为:1.自生收缩是在没有水分转移下的收缩,其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积,因此,这是一种因水泥水化产生的固有收缩,对于普通混凝土来讲,自生收缩相对于干燥收缩微不足道,而对于高强混凝土来讲,由于其具有较高的水泥含量,因此,早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大,应予以考虑。

2.干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失,需要指出的是,干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩,干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。

3.碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。

水泥水化物中的Ca(OH)2碳化成为CaCO3,碳化收缩的主要原因在于Ca(OH)结晶体的溶解和CaCO3的沉淀.碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境相2对湿度和构件的尺寸,当空气中相对湿度为100%或小至25%时,碳化收缩停止。

碳化收缩是相对发现得较晚,因此,大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。

2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下,混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象。

徐变可分为两种:基本徐变和干燥徐变.基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变;干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形.总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线。

对试件施加某一荷载(本图为0.5c f ),在加载瞬间为竖直的直线,试件受压后立即产生瞬时的应变e ε,若保持应力不变,随荷载作用时间的增加,试件的变形继续增加,产生徐变cr ε。

在加载初期,徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%—80%。

浅谈影响混凝土的收缩徐变因素

浅谈影响混凝土的收缩徐变因素

浅谈影响混凝土的收缩徐变因素摘要:本文总结了混凝土收缩徐变的基本概念及产生收缩徐变的机理,阐述了影响混凝土收缩徐变的几个重要因素。

关键词:混凝土、收缩徐变、影响因素我们都知道混凝土在整个的建筑工程项目中占据着非常重要的位置,其质量优劣直接影响着建筑物的质量,混凝土的质量不仅仅体现在其施工过程中体现出的粘合性、流动性等特性,在混凝土使用后的一段时间内发生的收缩徐变现象也体现着混凝土的质量状况,一旦混凝土后期的收缩徐变过大的话就会在很大程度上影响混凝土结构的预应力状况,对整个建筑物的质量造成不可弥补的损失,因此,我们应该针对混凝土的收缩徐变现象进行深入的研究,了解其发生的状况以及作用机制,寻求解决的办法。

1、混凝土的收缩混凝土的收缩顾名思义主要是指混凝土的体积缩小的现象,造成这种混凝土体积变化的主要原因就是混凝土内部水分的蒸发减少,进而导致的随着时间的推移混凝土的体积逐步的变小,这不仅仅是一种物理变化,有时还包含着一些化学反应。

一般说来,混凝土的收缩主要包括两种,即平均收缩和自由收缩,其中平均收缩是在几乎所有的混凝土结构中都常见的一种收缩现象,而自由收缩几乎只发生在一些较小的混凝土单元中。

详细分析的话会发现,导致混凝土收缩的主要原因及其作用机制主要有以下四种:(1)塑性收缩在混凝土刚刚施工完成后也就是还没有完全凝固之前收缩现象也是存在的,这时主要的收缩原因在于混凝土中的固体颗粒会出现沉降的现象,这种沉降就会导致混凝土颗粒之间的密实度增加,进而导致他们之间发生相互作用出现水分析出的现象,这又进一步的导致了混凝土的凝聚,最终发生收缩变形,因为这一时期的混凝土主要是呈塑性的,所以我们把这种收缩也称作塑性收缩,避免这种收缩出现的主要方法就是尽可能地做好混凝土施工前期的养护工作,杜绝开裂现象的出现。

(2)自发收缩自发收缩是指在水化过程中,由于参与水化反应的水和水泥的总体积比水化产物总体积大,从而造成了混凝土体积的缩小。

混凝土的收缩和徐变

混凝土的收缩和徐变

混凝土的收缩和徐变混凝土的收缩是指在硬化过程中由于水分的蒸发和水泥胶的缩聚引起的体积变化。

由于混凝土中的水蒸发,水泥胶会收缩并产生内应力,导致混凝土体积减小。

混凝土的收缩可分为干缩、塌落缩和碱聚缩等不同类型。

干缩是指混凝土在硬化过程中由于水分蒸发引起的收缩。

混凝土中的水分会随着时间逐渐蒸发,使水泥胶变干并收缩。

干缩是混凝土中最常见的收缩类型,它会导致混凝土表面产生裂缝,并对混凝土的强度和耐久性产生影响。

塌落缩是指混凝土在施工过程中由于混凝土内部的颗粒重排引起的收缩。

当混凝土在浇筑后失去流动性,内部的颗粒开始沉积和重拍,导致体积减小。

塌落缩会导致混凝土的表面出现凹陷和坍塌现象,对混凝土的工作性能和外观质量有影响。

碱聚缩是指由于混凝土中硅酸盐反应和碱聚胶反应引起的收缩。

当混凝土中含有活性硅酸盐和高碱度材料时,可能会发生硅酸盐反应和碱聚胶反应,这些反应产生的产物会导致混凝土收缩。

碱聚缩会引起混凝土的内部应力增加,导致混凝土产生开裂和变形现象。

混凝土的徐变是指在长时间荷载作用下,混凝土会出现持久性形变现象。

徐变分为瞬时徐变和持久徐变两种类型。

瞬时徐变是指混凝土在短时间内承受荷载后产生的弹性形变。

混凝土中的水泥胶在荷载作用下会发生形变,但当荷载移除后,混凝土会恢复原来的形态。

瞬时徐变对混凝土结构的影响通常较小。

持久徐变是指混凝土在长时间荷载作用下产生的持续性形变。

混凝土的持久徐变主要由水泥胶的蠕变引起,当混凝土长时间承受荷载时,水泥胶会慢慢流动,导致混凝土产生持久形变。

持久徐变对混凝土结构的影响较大,可能会导致结构的变形和损坏。

混凝土的徐变性能

混凝土的徐变性能

时间应变 图 1 在持续荷载及干燥作用下混凝土的变形曲线 混凝土的徐变和收缩性能唐义华摘要:徐变和收缩是混凝土在长期荷载作用下的固有特性。

混凝土的徐变是指在持续荷载作用下,混凝土结构的变形随时间不断增加的现象。

受拉和受扭混凝土虽然也能产生徐变,但混凝土的徐变通常是指受压徐变。

由非荷载因素引起的混凝土体积的缩小称为收缩。

本文对混凝土的徐变和收缩性能进行了阐述。

1 核心混凝土的徐变和收缩模型一般而言,长期荷载作用下混凝土的变形包括基本徐变、干燥徐变和收缩三部分[1],如图1所示。

当混凝土置于不饱和空气中时,混凝土将因水分的散失而产生干缩现象,导致长期荷载作用下的混凝土产生Pickett 效应[1,2],即当徐变和干缩同时发生时,其总变形要比相同条件下分别测得的徐变和干缩的总和要大。

就普通混凝土而言,其试验多数是在混凝土边干燥边受荷的情况下进行。

因此,普通混凝土的徐变通常包括基本徐变和干燥徐变两部分。

基本徐变是指混凝土在密闭条件下(与周围介质没有湿度交换)受持续荷载作用产生的徐变,从总徐变中减去基本徐变后的部分称为干燥徐变。

由于方钢管混凝土的核心混凝土被包围在钢管中,属于比较理想的密闭环境,由上述定义,可以认为方钢管混凝土的核心混凝土徐变属基本徐变,即不存在Pickett 效应。

在徐变过程中,由于混凝土弹性模量随龄期而增加,所以弹性变形逐渐减小。

因此,严格地说,徐变应看作是测定徐变时超过当时弹性应变的那个应变。

但不同龄期的弹性模量往往不进行测定,因此为简化起见,通常就将徐变看作是超过初始弹性应变的应变增量。

1.1 影响混凝土徐变和收缩的主要因素[1-5]影响混凝土徐变和收缩的因素很多,但归纳起来不外乎内部因素和外部因素两种。

(1)内部因素。

影响混凝土徐变和收缩的内部因素有水泥品种、骨料含量和水灰比等。

水泥品种对徐变的影响是就它对混凝土强度有影响这一点而言的。

在早龄期加荷的情况下,混凝土随龄期的增长其强度不断提高,导致实际应力比不断下降,而不同品种的混凝土其强度增长规律并不一致,从而影响到混凝土徐变量的大小。

混凝土徐变收缩

混凝土徐变收缩

混凝土的收缩与徐变1 混凝土的收缩混凝土在硬化过程中要发生体积变化,最大的变化是当混凝土在大气中或湿度较低的介质中硬化时产生的体积减小。

这种变形称为混凝土收缩。

一般认为,混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩,引起各种收缩的原因和机理可以解释为:1.自生收缩是在没有水分转移下的收缩,其原因是水泥水化物的体积小于参与水化的水泥和水的体积,因此,这是一种因水泥水化产生的固有收缩,对于普通混凝土来讲,自生收缩相对于干燥收缩微不足道,而对于高强混凝土来讲,由于其具有较高的水泥含量,因此,早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的比重较大,应予以考虑。

2.干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失,需要指出的是,干燥开始时所损失的自由水不会引起混凝土的收缩,干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。

3.碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的CO2发生化学反应的结果。

水泥水化物中的Ca(OH)2碳化成为CaCO3,碳化收缩的主要原因在于Ca(OH)2结晶体的溶解和CaCO3的沉淀。

碳化收缩的速度取决于混凝土的含水量、环境相对湿度和构件的尺寸,当空气中相对湿度为100%或小至25%时,碳化收缩停止。

碳化收缩是相对发现得较晚,因此,大多数干燥收缩的试验数据中包含了碳化收缩。

2混凝土的徐变2.1徐变现象徐变指在应力保持不变的条件下,混凝土的应变会随荷载持续时间的增长而增大的现象。

徐变可分为两种:基本徐变和干燥徐变。

基本徐变是指在常荷载作用下无水分转移时的体积改变;干燥徐变是指在常荷载作用下试件干燥时的时变变形。

总徐变=基本徐变+干燥徐变图1 混凝土徐变与时间的关系曲线图1为混凝土棱柱体试件受压徐变的试验曲线。

对试件施加某一荷载(本图为0.5c f ),在加载瞬间为竖直的直线,试件受压后立即产生瞬时的应变e ε,若保持应力不变,随荷载作用时间的增加,试件的变形继续增加,产生徐变cr ε。

在加载初期,徐变增长较快半年后徐变可达到总量的70%-80%。

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Foundation item: Project(2008047B) supported by the Funds for Youth of Control South University of Forestry and Technology Received date: 2008−06−25; Accepted date: 2008−08−05 Corresponding author: LI Yuan-yuan, Master; Tel: +86−731−5623319; E-mail: sweet_yuan@.
410004, China; 2. School of Civil and Architectural Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)
Abstract: The effect of concrete creep on the pre-camber of a long-span pre-stressed concrete continuous rigid-frame bridge constructed by cantilever casting method was investigated. The difference of creep coefficients calculated with two Chinese codes was discussed. Based on the calculations, the pre-camber of a pre-stressed concrete continuous rigid-frame box bridge was computed for construction control purpose. The results show that the short-term creep coefficient and long-term creep coefficient calculated with the CC-1985 are larger than those calculated with the CC-2004, while the medium-term creep coefficient calculated with the CC-1985 is smaller than that calculated with the CC-2004. The difference of creep deformation calculated with these two codes is small, and the influences of concrete creep on the pre-camber for most of the segments are negligible. The deflections and stresses of the box girder measured during the construction stages agree very well with the predictions.
2 Theory for calculation of concrete creep
The calculation methods for creep are based on effective modulus method, aging theory, elastic creep theory, elastic continuation and plastic flow theory[5−6]. The most commonly used one was proposed by Bazant-Trost[7]. According to this theory, the time-dependent stress—strain relationship is given as follows:
In the CC-1985, the values of the above three items are given in diagrams or tables, which are not convenient for the calculation by computer programs. Therefore, equations that fit the diagrams and tables are proposed as
Key words: creep; pre-stressed concrete; continuous rigid-frame bridge; cantilever casting method; pre-camber
1 Introduction
The creep deformation of concrete is non-elastic and depends on the load and time. It is about 1 to 3 times of the elastic deformation in long-span concrete bridges and is not negligible[1]. With the development of computational theory and construction technology, the spans of bridges have been increased unceasingly in the past 40 years. It is very difficult to construct bridges crossing great rivers with the traditional method with scaffolds. In 1950, cantilever casting method, one of the existing methods without scaffolds, was firstly adopted by German engineers to build continuous pre-stressed concrete girder bridges[2]. The girder is constructed on the finished piers and symmetrically hanged out segment by segment along the longitudinal direction. The construction of long-span bridges has been greatly enhanced by the application of this method. However, there are some difficulties in the construction process, such as to determine the changes of secondary internal forces and displacements. In order to ensure the quality and safety of bridge, it is necessary to adjust the pre-camber and pre-stressing force during the construction stages. In the CC-1985[3], the calculation method for creep deformation was adopted from the Eurocode CEB-FIP1978. The calculation formulae have
HE Guo-jing(贺国京)1, 2, LI Yuan-yuan(李媛媛)1, ZOU Zhong-quan(邹中权)2, DUAN Liang-liang(段靓靓)1 (1. College of Civil and Architecture and Mechanics, Central South University of Forestry and Technology, Changsha
338
Based on the aging theory, JIN proposed a simple expression for the aging coefficient x(t, t0)[8]:
χ
(t
,
t
0
)
=
1

e
1
−φ
(t
,t0
)

φ
1
(t, t0
)
(2)
It is the most important to choose a suitable creep mode in Eqn.(1). Several creep modes have been proposed, such as CEB-FIP1978 mode, BP2 mode and ACI209 mode, etc. In the CC-1985[3], the specified formula for creep calculation is as follows:
J. Cent. South Univ. Technol. (2008) 15(s1): 337−341 DOI: 10.1007/s11771−008−376−1
Effect of concrete creep on pre-camber of continuous rigid-frame bridge
φ(t, τ)=βα(τ)+0.4βd(t−τ)+φf[βf(t) −βf(τ)]
(3)
where βα(τ) is the initial unrecoverable plastic deformation; 0.4βd(t−τ) is elastic strain lag dependent on time, and φ f [β f (t) − β f (τ )] is the plastic strain lag dependent on the age of concrete.
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