混凝土徐变综述.doc

1、混凝土徐变综述摘要：19 世纪 20 年代英国已开始水泥的工厂化生产，从此在世界范围内开始了混凝土结构的发展。但对混凝土徐变的系统研究则始于 20世纪 30 年代。本文综述了影响混凝土徐变的内部因素和外部因素，并介绍了徐变对混凝土结构的影响等问题。 关键词：混凝土；徐变；影响；综述 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 徐变是指混凝土结构在持续荷载作用下，变形随时间不断增加的现象。它是混凝土结构的固有特性，一般以徐变系数来表示：即徐变变形与弹性变形之比。大部分徐变变形 12 年内完成，其后增长缓慢，520 年后趋于稳定。一般徐变变形超过弹性变形，甚至达到弹性变形的24 倍。 混凝土

2、徐变的机理还不成熟，迄今为止还没有一种理论能完全阐释徐变产生的原因。一般认为混凝土徐变主要是应力作用下水泥凝胶体因滑动或剪切产生的粘稠变形以及混凝土内部裂纹或结晶破坏产生的永久变形。 影响混凝土徐变的因素有许多，归纳起来可分为内部因素和外部因素两部分。下面逐一进行介绍。 1 影响混凝土徐变的内部因素 影响混凝土徐变的内部因素主要有水泥、骨料、水灰比、及外加剂等。 1.1 水泥 水泥品种对混凝土徐变影响很大。不同种类的水泥加荷时混凝土强度不同，因而混凝土产生的徐变应考虑水泥品种对混凝土早期强度的影响。在加荷龄期及应力等条件相同的情况下，早期强度发展越快徐变越小。火山灰质水泥混凝早期强度较低，所以

3、徐变较大。 水泥细度影响混凝土早期强度，因而也影响混凝土徐变。水泥细度越细，所需加入的石膏越多，如不掺入额外的石膏就会产生反常的缓凝现象，而这种缓凝增大了混凝土徐变。 1.2 骨料 混凝土中的骨料在荷载作用下只产生瞬时弹性变形，因而产生的徐变很小。混凝土的徐变主要是由水泥浆产生，而骨料对水泥浆体有约束和吸水作用，约束程度取决于骨料的刚度和含量。骨料的弹性模量越大、含量越高，混凝土的徐变就越小。同时，骨料孔隙率大，则其弹性模量低，混凝土徐变越大。 1.3 水灰比 水灰比是影响混凝土徐变的主要影响因素。水灰比大的混凝土中，水泥颗粒间的间距大、空隙多、毛细孔径大，混凝土徐变较大。瓦格纳（O.Wagn

4、er）的试验结果表明:在常用水灰比 0.40.6 范围内，混凝土徐变与水灰比成线性关系。 1.4 外加剂 现代浇筑混凝土施工时，为了提高混凝土强度、节约水泥和增加混凝土和易性，几乎都掺入外加剂。对于减水剂，由于其节约水泥或降低水灰比以提高强度，故一般认为掺减水剂相应减小徐变或对混凝土的徐变基本没有影响。 2 影响混凝土徐变的外部因素 影响混凝土徐变的外部因素主要有加荷应力、加荷龄期、养护条件及试件尺寸等。 2.1 加荷应力 施加的初应力对混凝土徐变有重要影响。当混凝土应力小于 0.5fc时，徐变变形与应力成正比，称为线性变形；当应力大于 0.5fc 时，徐变的增长较应力的增大快，称为非线性变形

5、；当应力过高时，内部裂纹处于不稳定状态，徐变不收敛，最终导致混凝土的破坏，称为非收敛徐变。 2.2 加荷龄期 加荷龄期对混凝土徐变也有重要影响。加荷时混凝土的龄期越短、则徐变越大。在早龄期，水泥正在进行水化反应，强度较低，故徐变较大。随着水泥水化反应不断进行，强度也不断提高，故徐变较小。 2.3 养护条件 养护条件下的温湿度是影响徐变的重要环境因素。温度与湿度影响着水泥水化程度。受荷前养护的温度越高、湿度越大，水泥水化作用就越充分，强度就越高，因此徐变越小。反之亦然。 2.4 试件尺寸 一般认为结构尺寸越小，混凝土徐变越大。因为尺寸试件越小，混凝土中水分散失越快，同时由于小尺寸试件容纳的大粒径

6、骨料相对较少，弹性模量较小，从而导致徐变较大。 3 徐变对混凝土结构的影响 徐变对结构既有有利方面，又有不利的方面。因此，在结构设计中徐变是一个不可忽略的重要因素。 3.1 徐变对结构的不利方面 预应力混凝土构件中，由于混凝土收缩徐变导致混凝土结构中的预应力损失；偏压柱由于徐变使弯矩增加，增大了初始偏心距，从而降低了其承载力；在较厚的混凝土构件中，收缩徐变会引起表面开裂问题；大跨度结构中，徐变增大了结构的挠度，影响其正常使用，在长期高应力下甚至会导致结构破坏。因此，在这些结构中应采取措施设法减小混凝土徐变。 3.2 徐变对结构的有利方面 大体积混凝土结构中，混凝土徐变能降低温度应力，减小收缩徐

7、变；在结构应力集中区和因基础不均匀沉降引起局部应力的结构中，混凝土徐变能消减结构中的应力；在超静定结构中，混凝土徐变有利于结构内力重分布；混凝土结构中的受拉徐变亦能延缓收缩裂缝的出现。因此，在这些结构中，在保证结构强度不降低的条件下，应采取措施设法增大混凝土徐变。 4 结语 本文总结了混凝土徐变的影响因素及混凝土徐变对结构的影响。 （1）影响混凝土的因素包括内部因素和外部因素。内部因素包括水泥、骨料、水灰比、及外加剂等四个方面。不同水泥品种混凝土徐变不同；骨料对水泥浆的约束程度取决于骨料的刚度和含量；水灰比越大，徐变越大；外加剂对徐变基本没有影响。 （2）外部因素包括加荷应力、加荷龄期、养护条

8、件及试件尺寸等四个方面。加荷应力越大，徐变越大；加荷龄期越短，徐变越大；养护时温度越高、湿度越大，徐变越小；试件尺寸越小，徐变越大。 （3）当徐变不利于混凝土结构时应尽量减小徐变；当徐变有利于混凝土结构时应设法增大徐变。 参考文献 1 周履,陈永春. 收缩徐变M. 北京:中国铁道出版社,2001. 2 何淅淅. 混凝土结构设计基本原理M. 北京:科学出版社,2005. 3 刘数华,冯安勇 . 混凝土的徐变研究综述 J. 红水河,2006,25(03):118-120. 4 夏建交,谭东山. 混凝土徐变的影响因素分析J. 中国科技信息,2007,(07) :27-28. 5 姚炎炎. 混凝土徐变

9、问题分析J. 广东建材, 2010,(03) :41-44. 6 张劲文,颜东煌. 徐变对预应力混凝土结构连续性的影响J. 国外公路,1998,18(06):19-23. 7 陈平华,张世辉. 混凝土徐变对挠度的影响J. 科技资讯,2009, (04):110-111. 8 金成棣. 混凝土徐变对超静定结构变形及内力的影响J. 土木工程学报,1981,14(08):19-32. 9 陈武,段文生,侯建国,刘正伟,王静. 大体积混凝土徐变试验研究J. 武汉大学学报（工学版）,2007,40(10):519-521. 作者简介：苏丹（1980-）女，山东菏泽人，工程师，本科学历，毕业于山东建筑工程学院（现山东建筑大学）土木工程系，研究方向为建筑工程。