混凝土变形性能

混凝土变形原理与分析方法

一、混凝土变形原理

混凝土作为一种常用的建筑材料，其变形特性对于工程结构的设计和施工起着非常重要的作用。混凝土的变形主要包括弹性变形和塑性变形两种形式，其中弹性变形是指在加载过程中，混凝土会发生短暂的弹性变形，当外力作用消失后，混凝土会恢复到原始形态；而塑性变形则是指在加载过程中，混凝土会发生持久的变形，当外力作用消失后，混凝土只能部分恢复到原始形态。

混凝土的变形原理主要涉及到以下几个方面：

1.混凝土的成分和配合比

混凝土的成分和配合比是影响混凝土变形的重要因素之一。通常情况下，混凝土的强度越高，其变形性能也就越差。这是因为高强度混凝土中的水泥胶体含量较高，胶体之间的相互作用力也就越强，从而导致混凝土的变形性能变差。

2.混凝土的孔隙结构

混凝土的孔隙结构也会影响混凝土的变形特性。一般来说，孔隙结构越密集，混凝土的变形性能也就越好。这是因为孔隙结构密集的混凝土可以更好地分散外力作用点的应力，从而降低混凝土的变形量。

3.混凝土的应力状态

混凝土的应力状态也是影响混凝土变形的重要因素之一。在受到拉应力或剪应力时，混凝土的变形性能较差，而在受到压应力时，混凝土的变形性能较好。这是因为混凝土在受到拉应力或剪应力时，其内部的胶体结构容易破坏，从而导致混凝土的变形性能变差。

二、混凝土变形分析方法

混凝土变形分析方法是指通过一系列的试验和计算，对混凝土的变形性能进行评估和分析的方法。以下是常用的混凝土变形分析方法：

1.混凝土弹性模量试验

混凝土弹性模量试验是一种常用的混凝土变形试验方法。该试验通过施加不同大小的单轴压力，测量混凝土的应变和应力，从而计算出混凝土的弹性模量。该试验可以反映混凝土在弹性阶段的变形性能。

2.混凝土压缩试验

混凝土压缩试验是一种常用的混凝土变形试验方法。该试验通过施加不同大小的单轴压力，测量混凝土的应变和应力，从而计算出混凝土的压缩强度和应变。该试验可以反映混凝土在压缩阶段的变形性能。

浅谈高性能混凝土的变形性能及其控制　叶伟江　（浙江中企建设集团有限公司浙江绍兴３１２０００）　科学论坛　●Ｉ　

［摘　要】随着混凝土科学的发展，高性能混凝土的使用也越来越广泛，因此对高性能混凝土的变形性能及其控制措施的研究很有必要。本文阐述了高性　能混凝土变形性能的各种类型及其控制方法。　［关键词】高性能混凝土变形性能控制　中图分类号：Ｕ４４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１３Ｘ（２０１０）１６　００８５　０１　随着混凝土应用技术的进步，高性能混凝土在实际工程中获得了越来越厂‘　泛的应用。但在已有的工程实践中也相继暴露了高性能混凝土的一一些弱点。　所以，对高性能混凝土的变形性能及其对不利变形的控制的深入研究，对高性　能混凝土在我国的应用具有重要的理论价值和实际意义。　１高性能混凝土的变形性艟　１．１化学收缩　混凝土的化学收缩是指在混凝土内水泥水化的过程中，水化产物的绝对体　积同水化前水泥和水的绝对体积之和相比有所减少的现象。硅酸盐水泥的水　化收缩率大约在７％－９％的范围内，但水化收缩在混凝土初凝前后的宏观表现形　式并不完全相同，初凝前拌合物具有良好的塑性，因此化学收缩时通过宏观体　积的减少得以表现出来：初凝后拌合物逐步失去塑性而形成了水泥石骨架，化　学收缩并不直接引起宏观体积的变化，而是以形成内部孔隙结构的形式表现出　来。　１．２塑性收缩　混凝土浇注成型后初凝前，由于重力的作用，粗细骨料及胶凝材料颗粒比　重大，产生沉降：水分比重小，上浮至混凝土表面，产生泌水。水浮至混凝土表　面则产生外分层：水泥净浆沉至粗骨料下方，产生内分层。混凝土泌水产生塑　性收缩，是一种不可逆的变形。而高性能混凝土的水胶比较低，自由水分少，成　型后基本不泌水，表面水分蒸发快，所以高性能混凝土比普通混凝土更容易产　生塑性收缩。　１　３干燥收缩　混凝土的干燥收缩，主要是由于毛细管压力导致的。混凝土中的毛细管　孔隙在混凝土干燥过程中逐渐失水，毛细管也逐渐变形，产生很大的毛细管张　力，致使混凝土产生体积收缩。如果混凝土中用水量增加，水灰比增大，则毛细　管孔隙随之增多，混凝土体积干燥收缩增大。高性能混凝土的孔隙率低，所以　它的干缩率比普通混凝土小　１．４自收缩　高性能混凝土的自收缩一般发生在混凝土初凝后从流态变为粘弹塑性固　态时，因为混凝土内部水量较少，除水泥水化所需的水量外，在孔隙和毛细管中　的水也已被逐步吸收减少，在没有剩余自由水的情况下，就逐渐形成了空的孔　隙，在硬化水泥浆体内部不再存在未结合水的平衡，所以，使水泥石内部的相对　湿度显著降低了。在处于难以有水分蒸发或渗滤的封闭状态中的粘弹性固态　的胶凝材料系统中，水泥的内部相对湿度的降低，使孔中存在一定的气相，孔中　的水蒸汽由饱和状态变成不饱和状态。这种状况在长期处于封闭状态时，随着　水泥水化反应的进行越演越烈，其结果导致了毛细管中的液面形成弯月面，具　有较高的毛细管压从而产生毛细管应力，致使水泥石受负压作用，使之成为凝　结和硬化混凝土产生自收缩的主要因素。　ｉ．５湿胀开裂　高性能混凝土硬化后在水分长期的作用下，水分扩散到混凝土内部，未水　化的水泥发生水化反应，产生体积膨胀，当其膨胀应力超过混凝土的抗拉强度　时，混凝土即产生开裂。水分子进入低水胶比的水泥浆中，将产生继续水化，其　凝胶产物的体积也是未水化水泥的２．１倍。但这时没有可供凝胶生长所必须　的空间，内部膨胀力的增大，将会导致混凝土产生裂纹。所以，高性能混凝土处　于露天或水下的条件下，水的缓慢扩散过程可能导致后期继续水化，随后产生　裂缝和强度下降。　１　６徐变　尽管高性能混凝土中胶浆量较多，但由于水胶比低，硬化浆体刚性大，所以　高性能混凝土的徐变较普通混凝土要小，且在受荷载初期，徐变增长也较平缓。　与普通混凝土相比，高性能混凝土的化学收缩和干燥收缩小些，塑性收缩大些，　而温度收缩和自收缩则更大些，其中自收缩裂缝是影响高性能混凝土耐久ｌ陛的　主要内因。　２高性能混凝土收缩变形的控翩　对高性能混凝土收缩变形的控制，必须从设计、材料、施工和维护四个　方面入手。　２　１原材料及其配合比　（１）原材料及其配合比基本要求　在配合比上，高性能混凝土要尽可能地降低水泥的用量，并加大优质矿物　掺合料的掺量。水泥选用Ｃ３Ａ小于７％的５２．５以上普通水泥或矿渣水泥。掺　合料可选用Ｉ级或ＩＩ级粉煤灰、沸石粉、矿渣粉或硅粉。超塑化剂宜选用与　水泥相容性好的缓凝高效减水剂。砂石的含泥量＜１％，粗骨料选用粒径５ｍｍ一　２５ｍｍ级配的石子。　（２）掺加膨胀剂。对高性能混凝土的收缩进行补偿，在抗裂防渗要求高的　高性能混凝土结构工程中，可掺入膨胀剂。不同品种的膨胀剂掺量有所不　同。从耐久性出发，钙矾石系膨胀剂适合于地下、水工和海工等防渗结构工　程；石灰——钙矾石系膨胀剂适用于非防渗结构工程。无论用何种膨胀剂，用　其配制的补偿收缩混凝土应达到规范要求：水养１４ｄ的限制膨胀率应该控制在　≥１．５×ｌ０一。　２　２设计技术　（１）由于墙体养护较困难，有的在拆模后就发生裂缝，有的在拆模后３ｄ～５ｄ　出现裂缝。随后发展为纵向贯穿裂缝，这与高性能混凝土的收缩有一定关系。　所以，构造配筋必须增强，配筋率宜不低于０．５％，同时采用直径较小、间距不　大于１５０ｍｍ的配筋，以提高钢筋混凝土的极限拉伸变形值和分散收缩应力。边　墙与柱的配筋率不同，由于收缩落差不同，它们的连接处很容易发生纵向裂缝，　此处应插入长１ｍ一１．５ｍ的水平增强钢筋。在墙体内设置诱导缝，诱导缝间距　不大于２４ｍ，墙内纵向钢筋的量为钢筋总量的３０％。缝内嵌入止水带，在结构系　统内形成薄弱环节，当结构因温差或混凝土干缩等原因引起附加内应力时，要　求在诱导处开裂，但不能渗水，而在两条缝间的混凝土则不能出现裂缝和渗水。　（２）由于底板温度、湿度变化较小，掺膨胀剂高性能混凝土的后浇缝间距　可延长５０ｍ一６０ｍ，养护１４ｄ一２８ｄ后用大膨胀混凝土填缝。楼板采用细而密的双　层构造配筋，超长楼板也可采用部分预应力的补偿收缩混凝土浇注，后浇缝间　距为５０ｍ－－６０ｍ，施加预应力后用大膨胀混凝土（ＵＥＡ掺量１４％～１５％）进行填缝。　开口部或空出部位易开裂，应增强构造钢筋。也可在高性能混凝土中掺入钢纤　维或尼龙纤维。　３旄工和维护　高性能混凝土拌和时要先加砂石和部分水，再加水泥、掺合料（膨胀剂）　和剩余水，最后加入高效减水剂，拌和时间３ｍｉｎ。由于高性能混凝土流动性很　高，因此只需用低频振捣器振捣且可加大振点间距，缩短振捣时间。过振会使　砂浆上浮过多，产生塑性收缩开裂。　板面混凝土抹压后应立即用塑料薄膜覆盖，硬化后蓄水（浇水）养护不少于　１４ｄ，冬季旌工用塑料薄膜和保湿材料覆盖，保湿保温养护不少于１４ｄ。柱子应　尽早拆模，拆模后应立即用麻袋片紧贴，再外包塑料薄膜，并浇水养护不少于　７ｄ。墙体最易开裂，拆模时间不少于７ｄ，以减少温差收缩。为及早养护，在混　凝土硬化ｌｄ后，即可松动模板螺丝２ｍｍ一３ｍｍ，并在墙体顶架设淋水花管，不断地　淋水进行养护，７ｄ后拆模，然后用麻袋片紧贴墙体表面，继续淋水养护７ｄ。墙　体混凝土浇注完毕后要尽快覆盖，以利于保湿保温。　结语　高性能混凝土是追求高耐久、高强度和高工作性的混凝土。随着混凝　土技术的发展，高性能混凝土已具有许多优良性能。本文提出的高能性混凝土　收缩变形的控制技术对于高性能混凝土的裂缝控制是积极有效的。但要从根　本上解决这一问题，尚需做更深入的研究，才能使高性能混凝土的性能得到进　一步完善。　参考文献　［１］蒋家奋《浅析混凝土的自收缩》２００１年．　［２］杨全兵《水中养护两年高性能混凝土的白干燥研究》１９９８年　［３］胡萍《高性能混凝土耐久性分析和评定方法》２００９年　

混凝土的强度与变形的关系分析

一、前言

混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的建材，其强度和变形特性是评价混凝土质量的重要指标之一。混凝土的强度和变形特性不仅受材料本身的性质影响，还受到混凝土的配合比、养护条件等因素的影响。本文将从混凝土的组成、强度和变形特性的定义、影响因素等方面进行分析，以期深入探讨混凝土的强度和变形特性的关系。

二、混凝土的组成

混凝土是由水泥、砂、石子和水按一定比例配合而成的材料。其中，水泥是混凝土的胶凝材料，用于将砂、石子和水黏合在一起形成混凝土；砂和石子则是混凝土的骨料，用于提高混凝土的强度和稳定性；水则是混凝土的活性剂，用于促进水泥的水化反应，使混凝土坚硬。

混凝土的配合比是指水泥、砂、石子和水的配合比例。不同的配合比会影响混凝土的强度和变形特性。一般来说，水泥的用量越多，混凝土的强度越高；砂和石子的用量越多，混凝土的变形能力越好。

三、混凝土的强度和变形特性的定义

混凝土的强度指的是混凝土在外力作用下的抵抗能力，也就是混凝土的承载能力。混凝土的强度可以用抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等参数来衡量。其中，抗压强度是最常用的强度参数，它是指混凝土在受到垂直于其表面的压力时的最大承载能力。

混凝土的变形特性指的是混凝土在受力后发生的形变情况。混凝土的变形特性可以用弹性模量、泊松比、蠕变等参数来衡量。其中，弹性模量是最常用的变形特性参数，它是指混凝土在受力后发生的弹性变形程度。

四、混凝土的强度和变形特性的影响因素

1. 材料本身的性质

混凝土的强度和变形特性受材料本身的性质影响。不同品种的水泥、不同规格的砂和石子，其成分和性质都不尽相同，因此会影响混凝土的强度和变形特性。一般来说，使用优质的水泥、砂和石子可以提高混凝土的强度和变形能力。

2. 配合比的影响

混凝土的配合比是影响混凝土强度和变形特性的重要因素。不同的配合比会影响混凝土中水泥、砂、石子和水的含量，从而影响混凝土的强度和变形特性。一般来说，水泥的用量越多，混凝土的强度越高；砂和石子的用量越多，混凝土的变形能力越好。

混凝土结构变形标准

一、前言

混凝土结构作为建筑工程中最常用的一种结构形式之一，其变形控制是保证工程质量和安全的重要指标之一。因此，混凝土结构变形标准在建筑工程中具有重要的意义。本文将从混凝土结构变形的定义、分类、原因等方面详细介绍混凝土结构变形标准。

二、混凝土结构变形的定义

混凝土结构变形是指在荷载作用下，混凝土结构在空间位置和形状上发生的变化。混凝土结构变形包括弹性变形和塑性变形两种类型。弹性变形指在荷载作用下，混凝土结构发生的可恢复的变形；塑性变形指在荷载作用下，混凝土结构发生的不可恢复的变形。

三、混凝土结构变形的分类

根据混凝土结构变形的性质和形式，混凝土结构变形可分为以下几种类型：

1.整体变形：指混凝土结构整体产生的变形，如梁、柱、墙等整体的弯曲、挤压等变形。

2.局部变形：指混凝土结构局部产生的变形，如裂缝、变形缝、板的变形等。

3.短期变形：指在荷载作用下，混凝土结构的短期变形，如荷载作用下的弹性变形、瞬间变形等。

4.长期变形：指在长时间荷载作用下，混凝土结构的长期变形，如混凝土收缩、膨胀、徐变等。

四、混凝土结构变形标准的制定原则

混凝土结构变形标准是保证混凝土结构质量和安全的重要标准之一。混凝土结构变形标准的制定应遵循以下原则：

1.技术可行性原则：混凝土结构变形标准的制定应考虑到实际工程的可行性和可操作性。

2.合理性原则：混凝土结构变形标准的制定应考虑到混凝土结构的实际情况和使用要求，保证标准的合理性。

3.科学性原则：混凝土结构变形标准的制定应考虑到混凝土结构变形的基本原理和规律，保证标准的科学性。

4.先进性原则：混凝土结构变形标准的制定应考虑到国内外最新的科研成果和技术发展趋势，保证标准的先进性。

五、混凝土结构变形标准的内容

混凝土结构变形标准应包括以下内容：

1.变形限值：混凝土结构变形标准应规定混凝土结构在荷载作用下的变形限值，保证混凝土结构的稳定性和安全性。