混凝土的体积稳定性

混凝土
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第 3 章
混凝土
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混凝土
基本结论： 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。
常见约束类型：
• 临近结构 • 增强钢筋 • 基础
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钢筋约束
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弹性模量 • 切线模量 (A,B线) • 割线模量 （C线 )
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弹性模量的测定
混凝土
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混凝土
由于70年代美国混凝土桥面板普遍出 现开裂，因此转向使用更高强度的混凝土 ，但是看来这无济于事。根据美国国家公 路合作研究计划1995年的调查表明：10万 多块混凝土桥面板是在混凝土浇筑后一个 月内就出现了间隔1-3米的贯穿性裂缝。
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3.7.1 变形的意义和类型
混凝土
变形的类型: • 弹性变形: 外力引起 • 温度变形: 温度差异引起 (混凝土热膨胀系数: （612）X10-6/ 0C • 干燥收缩与徐变 • 自身收缩 • 碳化收缩
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抗压强度(MPa) 20 27 40 53 67
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混凝土
EC（GPa） 21 25 30 35 39
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不同等级混凝土弹性模量基本数据：
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混凝土
3.7
混凝土的体积稳定性
3.7.1 变形的意义和类型 3.7.1 弹性行为 3.7.2 温度收缩与热膨胀 3.7.3 干燥收缩与徐变 3.7.4 自身收缩 3.7.5 碳化收缩 3.7.6 延伸性与开裂
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混凝土
弹性模量的影响因素
试件的潮湿状 态和加荷条件 水泥浆的 弹性模量 过渡区的组 成及孔隙率 骨料的弹 性模量 孔隙率 体积 分数
孔隙率
试验参数
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混凝土
• 温度变形 — 引起翘曲、开裂
T
T
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2）随时间（混凝土的龄期）会不断增长；
3）弹性模量高时，虽然同样荷载作用下的 变形小；但混凝土的变形受约束时，产生的 应力则越大。
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3.7.2 弹性变形 外力作用产 生的可恢复 的产生变形
混凝土
弹性模量
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基础约束
混凝土
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工程实例
(1 ) - Bo t to m tr a n sve r se cr a ckin g (2 ) - Bo t to m lo n g it u d in a l cr a ckin g -T o p tr a n sve r se cr a ckin g (3 ) -F o r m at io n o f t h ro u g h cr a cks -Er o sio n (4 ) -F r ict io n r e d uce d on cr acks -L o a d d ist r ib u t ion lo st b / w t r a n sver se ‘b e a m s’ Tr a f f ic d ire ct ion (5 ) - Pu n ch ing sh ea r f a ilu r e
水泥浆基体
过渡区
骨料
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第 3 章
弹性模量的影响因素：
混凝土
• 混凝土的弹性模量高，即刚度大，意味着在一定荷 载作用下的变形小。
• 混凝土的弹性模量与孔隙率关系密切，因此影响强 度的各种因素，也同样影响它的弹性模量。
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变形的意义
混凝土
• 自由收缩或膨胀：材料不受任何约束，自由变形， 材料内不产生应力
收缩前
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收缩后
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混凝土
• 约束变形 — 产生应力而引起开裂
• 混凝土的弹性模量在很大程度上取决于占其主要体 积组分的骨料的弹性模量。
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混凝土
关于混凝土弹性模量的几点说明：
1）不是常数。受许多因素影响，如骨料品种、
用量和混凝土干湿状态等；