建筑材料 教学课件 ppt 作者李国新。 第四节 混凝土的变形性能
31页1、第四节 混凝土的变形性能,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,硬化混凝土体积变形的后果,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和弹性模量E(= E)。 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。,砼的变形2种类型:,非荷载作用下的变形 化学收缩;干燥收缩; 自收缩;温度收缩; 塑性收缩;碳化收缩.,荷载作用下的变形 短期荷载作用下的变形(弹塑变形); 长期荷载作用下的变形(徐变).,化学收缩 干燥收缩 塑性收缩 温度收缩,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。 特点: 化学收缩是不可恢复的。 其收缩量是随混凝土硬
2、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。,一、非荷载作用下的变形,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。 处理方法:防风、降温、洒水、覆盖及喷养护剂等。 毛细现象解释负压的产生。,一.非荷载作用下的变形,3、干湿变形,(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。,一.非荷载作用下的变形,干燥环境,干缩示意图,泌水速率 蒸发速率,
3、开裂,混凝土表面,干缩示意图,干湿变形机理示意图,弯月面,影响干燥收缩的因素,水泥品种:P.P和P.S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; 骨料质量:级配好,杂质含量,针片状颗粒含量少,干缩小。 养护条件:湿度越高,湿养时间越长,干缩小。,4、温度变形(温度收缩、冷缩),(1)、定义: 混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变形。 (2)、参数: 混凝土的温度线膨胀系数 :(11.5)10-5/,即温度升高1,每m膨胀0.01mm。 (3)、危害: 温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利,易使这些混凝土造成温度裂缝。,热裂缝出现的机理,在混凝土硬化初期,水泥水化放出较多热量,而混凝土又是热的不良导体,散热很慢,因此造成混凝土内外温差很大,有时可达5070, 这将使混凝土产生内胀外缩,结果在外表混凝土中将产生很大的拉应力,严重时使混凝土产生裂缝。,大体积砼温度应力裂缝的控制,我国规定结构断面最小尺寸超过1m 的混凝土,叫大体积混凝土。 美国混凝土学会(
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