第三节混凝土的变形性能

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。

混凝土结构试验方法标准GB50152—92 第一章总则主编部门：中华人民共和国原城乡建设环境保护部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1992年7月1日关于发布国家标准《混凝土结构试验方法标准》的通知建标［1992］29号根据原国家计委计综［1986］2630号文的要求，由中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制的《混凝土结构试验方法标准》，已经有关部门会审。

现批准《混凝土结构试验方法标准》GB50152—92为国家标准，自1992年7月1日起施行。

本标准由建设部负责管理，由中国建筑科学研究院负责解释。

出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部1992年1月7日编制说明本标准是根据原国家计委计综［1986］2630号文的要求，由中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制而成。

在本标准的编制过程中，标准编制组进行了广泛的调查研究，认真总结我国建国以来的科研成果和试验工作的实践经验，参考了有关国际标准和国外先进标准，针对主要试验技术问题开展了科学研究与试验验证工作，并广泛征求了全国有关单位的意见，最后，由我部会同有关部门审查定稿。

鉴于本标准系初次编制，在执行过程中，希望各单位结合混凝土结构试验工作实践和科学研究，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交我部中国建筑科学研究院结构所（北京安外小黄庄），以供今后修订时参考。

中华人民共和国建设部1991年10月第一章总则第 1.0.1条为确保混凝土结构试验的质量，正确评价混凝土结构的基本性能，统一混凝土结构的试验方法，特制定本标准。

第1.0.2条本标准适用于工业与民用建筑和一般构筑物的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构的荷载试验。

不适用于有特殊要求的研究性试验，以及处于高温、负温、侵蚀性介质等环境条件下的结构试验。

第1.0.3条在执行本标准时,还应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10—89、《建筑结构荷载规范》GBJ9—87以及其它有关标准、规范的规定。

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。

混凝土基础知识混凝土是以胶凝材料与骨料按适当比例配合，经搅拌、成型、硬化而成的一种人造石材。

按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土等，本章主要介绍广为应用的水泥混凝土。

第一节普通混凝土的组成及基本要求一混凝土的组成混凝土是由水泥、水、砂和石子组成。

水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料。

在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的空气。

二、混凝土的基本要求1、混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物必须具有与施工条件相适应的和易性。

2、强度：混凝土经养护至规定天数，应达到设计要求的强度。

3、耐久性4、经济性第二节普通混凝土的组成材料一、水泥水泥标号的选择，根据混凝土的强度要求确定，使水泥标号与混凝土强度相适应。

水泥的强度约为混凝土强度的1.5-2.0倍为好。

二、细骨料粒径为5㎜以下的骨料称为细骨料，一般采用天然砂。

混凝土用砂的质量要求，主要有以下几项：1、砂的粗细程度及颗粒级配粒径越小，总表面积越大。

在混凝土中，砂的表面由水泥浆包裹，砂的总表面积越大，需要的水泥浆越多。

当混凝土拌合物的流动性要求一定时，显然用粗砂比用细砂所需水泥浆为省，且硬化后水泥石含量少，可提高混凝土的密实性，但砂粒过粗，又使混凝土拌合物容易产生离析、泌水现象，影响混凝土的均匀性，所以，拌制混凝土的砂，不宜过细，也不宜过粗。

评定砂的粗细，通常用筛分析法。

该法是用一套孔径为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160㎜的标准筛，将预先通过孔径为10.0㎜筛的干砂试样500克由粗到细依次过筛，然后称量各筛上余留砂样的质量，计算出各筛上的“分计筛余百分率”和“累计筛余百分率”，计算如下：筛孔尺寸/㎜分计筛余（克）分计筛余百分率（%）累计筛余百分率（%）5.00 m1a1=m1/mß1=a12.50 m2a2=m2/mß2=a1+a21.25 m3a3=m3/mß3=a1+a3+a30.630 m4a4=m4/mß4=a1+a2+a3+a40.315 m5a5=m5/mß5=a1+a2+a3+a4+a50.160 m6a6=m6/mß6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗细程度，，工程上常用细度模数μf表示，其定义为：μf=（ß2+ß3+ß4+ß5+ß6）-5ß1/100-ß1细度模数越大，表示砂越粗。

混凝土结构试验作业指导书第一章总则第1.0.1条为确保混凝土结构试验的质量，正确评价混凝土结构的基本性能，统一混凝土结构的试验方法，特制定本标准。

第1.0.2条本标准适用于工业与民用建筑和一般构筑物的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构的荷载试验。

不适用于有特殊要求的研究性试验，以及处于高温、负温、侵蚀性介质等环境条件下的结构试验。

第1.0.3条引用GB50152－92标准。

在执行本标准时，还应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10－89、《建筑结构荷载规范》GBJ9－87以及其它有关标准、规范的规定。

第二章试验结构构件的制作及材料基本力学性能第2.0.1条试验结构构件的材料、截面几何尺寸和施工质量应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》、《预制混凝土国家质量检验评定标准》及有关标准、规范的要求。

制作研究性试验结构构件时，应保证量测仪表用预埋件和预留孔洞的正确位置和减少截面的削弱，并应采取措施防止施工中损坏预埋传感元件。

在构件承受较大集中荷载的部位应采取钢筋网片或钢板等局部加强。

第2.0.2条试验结构钢筋的钢筋应取设计作屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯等力学性能试验。

钢筋试件的拉力试验应符合现行国家标准《金属拉力试验法》的要求。

当需要确定国家的钢筋应力时，应测定钢筋的弹性模量，并绘制应力－应变曲线。

第2.0.3条对研究性试验，在制作试验结构构件时应采用同批拌和物制作混凝土立方体试件，并与试验结构构件同条件养护。

当需要测定混凝土的应力、弹性模量或轴心抗压强度时，应制作棱柱体试件，并宜绘制混凝土的应力－应变曲线。

当进行抗裂性研究时，应同时制作用来测定抗拉强度的混凝土立方体试件。

立方体试件和棱柱体试件的制作、养护和试验应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》的要求。

第2.0.4条当采用新品种的钢筋或水泥制作试验结构构件时，材料的质量应符合国家现行有关标准、规范的要求。

第2.0.5条对成批生产的预制构件的抽样检验，其试验构件的钢筋和混凝土的力学性能指标，试验前应由送检单位提供。