混凝土的变形性
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。
《混凝土的变形性能》PPT课件
精选ppt
24
(1).砼的弹塑变形:
➢加荷载σ,应变ε, 弹塑
干燥收缩（Dry Shrinkage）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。
精选ppt
8
干缩示意图
干燥环境
精选ppt
精选ppt
18
5.3 混凝土的变形性能
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
精选ppt
19
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
1.砼受力变形及破坏的4个阶段
(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(%)
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。
精选ppt
7
✓
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
精选ppt
2
混凝土的变形特性及影响因素
混凝土的变形特性及影响因素一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域的重要材料。
在使用过程中，混凝土会发生一定的变形，影响其使用效果和寿命。
因此，混凝土的变形特性及其影响因素是研究混凝土性能的重要方面。
二、混凝土的变形特性1. 弹性变形弹性变形是指混凝土在承受外力时，产生的瞬时变形。
当外力消失时，混凝土能够恢复原来的形状。
弹性变形是混凝土最常见的变形类型。
2. 塑性变形塑性变形是指混凝土在承受外力时，产生的持久性的变形。
当外力消失时，混凝土不能完全恢复原来的形状。
塑性变形是混凝土长期使用过程中的主要变形类型。
3. 蠕变变形蠕变变形是指混凝土在长时间受压的情况下，由于混凝土内部微观结构的变化而产生的持久性的变形。
蠕变变形是混凝土长期使用过程中的主要变形类型之一。
4. 疲劳变形疲劳变形是指混凝土在反复受到荷载作用时，产生的逐渐积累的变形。
疲劳变形是混凝土长期使用过程中的主要变形类型之一。
三、影响混凝土变形的因素1. 混凝土配合比混凝土配合比的不同会对混凝土的变形特性产生重要影响。
配合比中水灰比对混凝土的强度、抗裂性和变形特性有着重要的影响。
2. 外部环境条件外部环境条件，如温度、湿度等会对混凝土的变形特性产生影响。
高温会导致混凝土的强度和刚度下降，从而影响其变形特性。
3. 荷载类型混凝土承受的荷载类型不同，其变形特性也会受到不同的影响。
静荷载和动荷载对混凝土的变形特性的影响不同。
4. 混凝土龄期混凝土的龄期对其变形特性有着重要影响。
当混凝土的龄期较小时，其变形特性会比较大。
5. 混凝土强度混凝土强度的大小对其变形特性也会产生影响。
强度大的混凝土更加抗变形。
6. 混凝土中添加剂的使用混凝土中添加剂的使用，如膨胀剂、缩微剂等，会对混凝土的变形特性产生影响。
7. 混凝土的质量混凝土的质量对其变形特性的影响非常重要。
混凝土的质量差，变形特性也会受到明显的影响。
四、结论综上所述，混凝土的变形特性及其影响因素是研究混凝土性能的重要方面。
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。
混凝土的徐变特眭对钢筋混凝土，特别是对预应力混凝土及大体积｝昆凝土的温度应力计算，影响裉大。
对于一般受力构件，常常能消除一部分集中应力的影响，能将力自混凝土传递到钢筋上，使混凝土中的应力重新分布而变得均匀；会减少不均匀收缩产生的应力，减少裂缝开展，有利于防止结构物裂缝的形成。
但是，在预应力结构中，徐变则能引起预应力的损失。
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。
硬化混凝土的变形性能
硬化混凝土的变形性能硬化混凝土的变形性能混凝土的变形主要有三种，一是弹性变形，二是收缩，三是徐变。
下面一起和店铺来详细了解一下!(1)弹性变形：混凝土是一种多相复合材料，是弹塑性体，而不是真实的弹性材料。
混凝土在静力受压时，其应力(σ)与应变(ε)之间的关系是非线性关系，如下图所示，这是由于混凝土的变形不可逆所致。
(2) 收缩：混凝土收缩主要有以下五种：化学收缩，温度收缩，干燥收缩，自收缩和碳化收缩。
另外，在混凝土硬化前，由于塑性阶段混凝土表面失水而产生的收缩，称为塑性收缩。
(3) 徐变：混凝土在长期荷载作用下会发生徐变现象。
混凝土徐变是指混凝土在恒定荷载长期作用下，随时间而增加的变形。
混凝土的.耐久性：混凝土耐久性是指混凝土在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响的能力。
耐久性包括：混凝土的抗渗性，混凝土的抗冻性，混凝土的抗侵蚀性，以及混凝土的碳化和碱集料反应。
外加剂和混凝土掺合料1混凝土外加剂定义：混凝土外加剂是指在混凝土拌制过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，其掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。
外加剂作用：改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土力学性能和耐久性，节约水泥用量，降低成本，调节混凝土的凝结、硬化速度，改善混凝土的细观结构等。
2凝土掺合料在配制混凝土时加入一定量的掺合料，可以改善新拌混凝土的工作性，降低混凝土内部的温度升高，提高后期强度，并可以优化混凝土的内部结构，提高抗腐蚀能掺合料的分类：(1) 胶凝性掺合料如水硬性石灰等(2) 火山灰性掺合料如粉煤灰等(3) 同时具有胶凝性和火山灰性的掺合料如高钙灰等(4) 其他，比如石英砂等，本身具有一定化学反应性的材料。
【硬化混凝土的变形性能】。
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。
（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。
混凝土的变形特性
混凝土的变形特性混凝土是一种常见的结构材料，用于建筑、道路和其他基础设施的施工。
在使用混凝土时，了解它的变形特性至关重要，因为这将有助于确保结构的强度和稳定性。
本文将详细介绍混凝土的变形特性，包括弹性变形、塑性变形和收缩变形。
1. 弹性变形弹性变形是混凝土受到外部力作用时，临时发生的可逆性变形。
当施加外力时，混凝土会发生弹性延展，并在外力消失后恢复原状。
这种变形主要受到混凝土的弹性模量和应力的影响。
弹性变形是目前建筑设计和结构分析中的重要参数，可以帮助工程师评估材料和结构的强度。
2. 塑性变形塑性变形是混凝土在受到一定程度的外力作用后，不能完全恢复原状的永久性变形。
当施加大于混凝土抗压强度的荷载时，混凝土会发生塑性变形，如压缩、弯曲或剪切等。
这种变形会导致结构的变形，还可能对结构的承载能力产生负面影响。
因此，在设计混凝土结构时，必须考虑到塑性变形的限制，以确保结构的安全性和耐久性。
3. 收缩变形混凝土在硬化过程中存在收缩现象，即体积缩小。
收缩变形主要由于混凝土中的水分蒸发，以及水泥胶体凝固和水化引起的晶体体积收缩。
这种变形是不可避免的，但需要在设计和施工中加以考虑。
如果在混凝土的收缩变形未被妥善处理，可能会导致结构的裂缝和其他损害。
为了减少混凝土变形对结构的不利影响，可以采取以下措施：1. 控制混凝土的水灰比，以减少水分蒸发造成的收缩变形。
2. 使用掺有外加剂的混凝土材料，如膨胀剂，以减少晶体体积收缩引起的收缩变形。
3. 在施工过程中采取适当的养护措施，确保混凝土充分湿润和保持温度，以减少收缩变形的风险。
4. 在结构的设计中考虑负荷的分布和重力效应，以最大限度地减少塑性变形的发生。
总结：混凝土的变形特性包括弹性变形、塑性变形和收缩变形。
了解和控制混凝土的变形特性对于保证结构的强度和稳定性至关重要。
在混凝土结构的设计和施工过程中，必须采取适当的措施来减少变形对结构的不利影响，从而确保结构的安全和耐久性。
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。
混凝土的变形性
四、荷载作用下的变形 1、短期荷载作用下的变形 混凝土在短期荷载作用下的变形可分为四个阶段。 第一阶段是混凝土承受的压应力低于30%极限应力时： 在粗骨料和砂浆基体两者的界面过渡区中，由于养护历程 的泌水、收缩等原因形成的原生界面裂缝（也称为界面粘 结裂缝）基本保持稳定，没有扩展趋势。尽管局部界面区 域可能有极少量新的微裂缝引发，但也很稳定而无明显作 用。因此，在这一阶段，混凝土的受压应力-应变曲线近似 呈直线。
2、长期荷载作用下的变形---徐变 混凝土在长期荷载作用下，除产生瞬间的弹性变形和塑 性变形外，还会在沿着作用力方向产生随时间而增长的非弹 性变形，这种在长期荷载作用下的变形通常称为徐变。徐变 一般要延续2~3年才逐渐趋于稳定。
混凝土在长期荷载作用下，一方面在开始加荷时发生瞬 间变形（又称瞬变，即混凝土受力后立刻产生的变形，以弹 性变形为主）；另一方面发生缓慢增长的徐变。在荷载作用 初期，徐变变形增长较快，然后逐渐减慢且稳定下来。当变 形稳定以后，卸掉荷载后，一部分变形瞬时恢复，还有一部 分要过一段时间才恢复，称徐变恢复。剩余不可恢复部分， 称残余变形。
混凝土的弹性模量在结构设计、计算钢筋混凝土的变形 和裂缝的开展中是不可缺少的参数。但由于混凝土应力-应变 曲线的高度非线性，因此给混凝土弹性模量的确定带来困难。 对硬化混凝土的静弹性模量，目前有三种处理方法。 （1）初始切线模量 该值为混凝土应力-应变曲线的原点对曲线所作切线的斜 率。由于混凝土受压的初始加荷阶段，原来存在于混凝土中 的裂缝会在所加荷载作用下引起闭合，从而导致应力-应变曲 线开始时稍呈凹形，使初始切线模量不易求得。另外，该模 量只适用于小应力应变，在工程结构计算中无实用意义。
为了减少大体积混凝土体积变形引起的开裂，目前常用 的方法有： 1、用低水化热水泥和尽量减少水泥用量； 2、尽量减少用水量，提高混凝土强度； 3、选用热膨胀系数低的骨料，减小热变形； 4、预冷原材料； 5、合理分缝、分块、减轻约束； 6、在混凝土中埋冷却水管； 7、表面绝热，调节表面温度的下降速率等。
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。
混凝土的变形特性原理
混凝土的变形特性原理一、引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，具有优良的耐久性、耐久性和可塑性，被广泛应用于建筑和基础工程。
然而，由于混凝土的物理和化学特性的限制，它在使用过程中会发生一些变形和破坏。
因此，深入了解混凝土的变形特性原理，是混凝土结构设计和施工的重要前提。
二、混凝土的物理特性混凝土由水泥、砂、石子和水等原材料混合而成。
在混凝土制作过程中，水泥与水发生化学反应，形成硬化的胶结材料，将砂和石子紧密地粘合在一起。
混凝土的物理特性主要包括密度、强度、弹性模量、膨胀系数和渗透性等。
三、混凝土的变形特性混凝土在受到外部荷载作用时会发生变形，这些变形主要包括弹性变形、塑性变形和破坏变形。
混凝土的变形特性主要受到以下因素的影响。
1.荷载作用荷载是引起混凝土变形的主要原因。
荷载作用下，混凝土会发生弹性变形、塑性变形和破坏变形。
2.时间效应混凝土的变形特性还受到时间效应的影响。
混凝土在长期受荷作用下，会发生时间效应，即随着时间的推移，混凝土的变形会逐渐增大。
3.温度变化温度变化也会引起混凝土的变形。
随着温度的升高，混凝土会发生膨胀变形；而随着温度的降低，混凝土会发生收缩变形。
四、混凝土的弹性变形混凝土受到荷载作用后，会发生弹性变形。
弹性变形是指混凝土在荷载作用下，在荷载消失后能够恢复原状的变形。
混凝土的弹性变形主要受到两个因素的影响。
1.弹性模量弹性模量是衡量混凝土抵抗弹性变形的能力的指标。
弹性模量越大，混凝土的抗弹性变形能力也越强。
2.截面形状混凝土的截面形状也会影响其弹性变形。
当混凝土的截面形状越大，其抵抗弹性变形的能力也越强。
五、混凝土的塑性变形混凝土在受到荷载作用后，会发生塑性变形。
塑性变形是指混凝土在荷载作用下无法完全恢复原状的变形。
混凝土的塑性变形主要受到以下因素的影响。
1.混凝土的强度混凝土的强度越大，其抵抗塑性变形的能力也越强。
2.荷载作用的大小和位置荷载作用的大小和位置也会影响混凝土的塑性变形。
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、混凝土的变形特性概述混凝土作为一种常见的建筑材料，其变形特性是影响结构安全可靠性的重要因素之一。
混凝土的变形特性主要指其在受力过程中产生的各种形变，包括弹性变形、塑性变形和破坏变形等。
混凝土的变形特性受到多种因素的影响，如混凝土本身的材料性质、外部荷载的大小和作用方式、温度和湿度等环境因素等。
二、混凝土弹性变形特性混凝土的弹性变形是指在受到轻微荷载作用时，混凝土会发生可逆的形变，当荷载消失时，混凝土将恢复原来的形态。
混凝土的弹性模量是影响其弹性变形的主要因素之一，一般来说，混凝土的弹性模量随着混凝土强度的增加而增加。
此外，混凝土的弹性变形还受到温度和湿度等环境因素的影响，高温会降低混凝土的弹性模量，湿度的增加也会导致混凝土弹性模量的降低。
三、混凝土塑性变形特性当混凝土受到较大的荷载作用时，其会发生不可逆的塑性变形，这种塑性变形是由于混凝土内部微观结构的变化所引起的。
混凝土的塑性变形主要表现为应力-应变曲线的平台段和下降段。
塑性变形的大小取决于混凝土的强度、荷载的大小和作用方式、混凝土的水灰比等因素。
在混凝土受到周期性荷载作用时，会引起混凝土的徐变现象，即在持续荷载的过程中，混凝土的应变会不断增加，但应力并不随之增加，这种现象会导致混凝土结构的破坏。
四、混凝土破坏变形特性混凝土的破坏变形是指在混凝土受到极限荷载作用时，其内部发生的破坏现象，主要表现为裂缝和断裂。
混凝土的破坏变形受到多种因素的影响，如混凝土的强度、荷载的大小和作用方式、混凝土的水灰比等因素。
在混凝土受到单向压力作用时，其破坏方式主要表现为沿着压力方向的裂纹，而在混凝土受到双向压力作用时，则会形成交错的裂纹网格。
五、混凝土变形特性的影响因素混凝土的变形特性受到多种因素的影响，如下所述：1. 混凝土强度：混凝土的强度是影响其变形特性的主要因素之一。
一般来说，混凝土的强度越高，其弹性模量和塑性变形能力都会增强。
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。
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。
- 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)。
割线弹性模量 Eh = tan 2； 切线弹性模量 Et = tan 3。
原点切线
3
切线
只适用于切点处荷载变化 很小的范围内，工程意义 也不大
割线
1 2
(3)影响混凝土弹性模量的因素
单相匀质材料的弹性模量和密度有直接关系； 混凝土是多物相复合材料，因此，其弹性模量取决 于下列因素： 各物相的体积分数； 各物相的密度； 各物相的弹性模量 界面过渡区的特性
三峡大
大体积混凝土的内部降温管
Cement Concrete
三峡大坝搅拌站
Cement Concrete
3、混凝土的徐变
什么是徐变？
在持续（恒定）荷载作用下，混凝土产生随 时间而增加的变形称为徐变。
徐变曲线特征？
徐变产生的机理？
徐变对混凝土结构有何影响？
干 缩 值 比
普通混凝 土范围
骨料的体积百分数(%)
骨料体积含量对混凝土干缩的影响
(2) 自收缩
自收缩（微应变） 自收缩（微应变）
W/C=0.45 W/C=0.25 硫铝酸盐 普通硅酸盐 W/C=0.35 中热水泥 W/C=0.30 快硬铁铝酸盐
1000 900 1000 800 800 700 600 600 500 400 400 300 200 200 100 0 0
龄期(天)
问题？
混凝土的干燥收缩与自干燥收缩有何异同？ 解答：
相同点：机理相似，水分损失、毛细张力等； 不同点：
水分损失的原因不同，前者是因环境湿度变化引起的， 后者是由水泥水化引起的； 前者主要发生在表面层，而后者发生在整个体积，尤 其在中心部位更大。
(3) 温度变形
吸附水 0.5的水泥石干缩的影响 水损失对水灰比为
(%)
-1.4
0
5
10
15
20
25
水损失量（质量百分数 %) 分离压
干燥收缩的危害
路面板、桥面板、机场道面、停车场 等暴露面积大且厚度较小的结构物干 缩最为显著； 当混凝土的干燥收缩受到约束时，将 导致裂缝，影响混凝土的强度和耐久 性。
混凝土干缩的影响因素
不可恢复 弹性变形
加荷后的时间(天)
徐变产生的机理：
水泥石中的水化物凝胶颗粒之间的粘性流动和剪切 滑移； 在荷载作用下，凝胶体内的吸附水被挤出； 骨料的延后弹性变形 ； 过渡区裂缝的扩展或产生。
加荷后，水泥石首先变形，骨料上的应力 增大，骨料产生弹性变形——延后弹性变形
吸附水
徐变机理
问题？
裂缝成为连续 过渡区裂缝扩 体系－破坏 基体相中 展，但基体相 产生裂缝 没有裂缝
界面过渡区 的微裂缝
(2) 混凝土的弹性模量
弹性模量E：静力弹性模量与动荷载弹性模量 混凝土的应力－应变行为不完全遵循胡克定律， －曲线是 我国现行标准指定以应力 =1/3 fcp时的加荷割 非线性的，所以，混凝土的弹性模量不是一个恒定值。 难以准确测量，应力水平 线弹性模量定义为混凝土的弹性模量 Eh——静力 为了工程设计，故常对应力~应变曲线的初始阶段作近似直 很低，实用意义小。 线处理，有三种处理方式： 弹性模量。
与其它材料一样，混凝土也具有热胀冷缩的性质； 混凝土的热膨胀系数为1×10－5 m /C； 温度变形对大体积混凝土不利，因水泥水化放热， 造成内外温差较大，内外膨胀不均，导致外部开裂； 混凝土的热膨胀系数取决于骨料的热膨胀系数。
三峡大坝泄洪 段－发电段 大体积混凝土
Cement Concrete
2、混凝土在非荷载作用下的变形
干燥收缩 自收缩 温度变形
(1) 湿胀干缩变形
应变 膨胀
连续浸泡 下的湿胀
收缩
第1次干燥
不可逆收缩 可逆收缩
时间
水泥石或混凝土在干湿循环下的变形行为
混凝土的干缩机理
干缩来自材料内部水的损失，二者的关系如图所示， 收缩值随着水的损失变化的斜率不一致。 环境湿度不同，有以下几种不同的干缩机理：
毛细张力 毛细孔和较大的凝胶孔中的自由水因大气水蒸
0.0 气压降低而蒸发时，表面张力增加，产生拉伸应力，使得 -0.2 变 孔壁受压而收缩； 形 -0.4 百 分离压 水泥石中的凝胶孔中的吸附水使得孔壁间存在分 分 -0.6 离压力(湿胀的原因),因干燥而吸附水损失时，将降低孔壁 率 -0.8 毛细水 的分离压，引起整体收缩； -1.0 层间可挥发水的迁移 -1.2
1、荷载作用下的变形
单轴受压时的应力－应变行为 混凝土的弹性模量 混凝土弹性模量与组成关系 混凝土弹性模量的主要影响因素； 弹性模量与抗压强度的关系；
(1) 单轴受压时的应力－应变行为
力受 在压应力作用下，骨料是弹性体，水泥石也是弹性体， －压 但由骨料与水泥石组成的混凝土是一种弹塑性体。 骨料 应时 特点：混凝土在压应力作用下，既产生弹性变形，也产 变， 混凝土 生塑性变形。 曲骨 线料 在较低应力(＜极限应力fcp的30%)下，以弹性变形为主； 、 在较高应力(＞ fcp的30%)下，产生弹塑性变形，应力水平越高， 水泥石 水 塑性变形量越大； 泥 混凝土强度越低，塑性变形越大。 石 和 混 凝 土 塑 弹 的 应 -应变曲线 混凝土受压的应力－应变全曲线 重复荷载作用下的应力 混凝土受压的应力－应变全曲线
影响徐变的因素有那些？
徐变曲线特征：
加上恒定荷载时，混凝土立即产生瞬时弹性变形， 随后，徐变随时间增加较快，然后逐渐减慢。 卸荷后，
一部分变形可恢复，称为弹性恢复；
卸荷 其后将有一个随时间而减小的应变恢复称为徐变恢复； 最后残留下来的变形成为不可逆徐变。 弹性恢复
徐变变形
徐变恢复
吸附水排出
徐变
徐变的影响：
1000 800 600 400 200 0
3
自收缩（微应变）
0 0.5 1.5 0 0.5 内部相对湿度 (%)1.5 0 0.5
1.5
3
时间（天） 时间（天）
3
4.5 4.5
4.5
6
6
6
时间（天）
水泥品种对自收缩的影响 水灰比对自收缩的影响 外加剂对自收缩的影响
自收缩测量装置 水泥石内部相对湿度随龄期的变化