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关于混凝土徐变，读这一篇就够了

时间：2024-09-10 阅读：226

混凝土作为一种广泛应用于建筑工程中的材料，其力学性能不仅包括强度、弹性模量等静态参数，还包括长期承载条件下的变形特性。徐变（creep）是指混凝土在恒定应力作用下，随着时间推移逐渐产生的不可逆变形。这种现象在桥梁、大型建筑物和水坝等长期受力结构中尤为重要，因为它会导致结构变形、裂缝甚至安全隐患。

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一

混凝土徐变的成因

混凝土是由水泥、砂石、水及其他外加剂组成的复合材料。在长期荷载作用下，内部的微观结构会发生缓慢的变化，导致不可逆的变形。这种现象的主要成因包括以下几个方面：

1.水泥水化反应：随着时间的推移，水泥中的水化产物不断发生化学反应，使得混凝土内部结构发生变化。
2.孔隙水迁移：混凝土中含有大量的毛细孔，外界施加的荷载会使孔隙中的水分发生迁移，导致体积收缩。
3.微观裂缝的扩展：混凝土在应力作用下，内部微裂纹会缓慢扩展，使得变形逐渐积累。

二

进行混凝土徐变试验的必要性

混凝土徐变试验的主要目的是评估混凝土材料在长期恒定荷载作用下的变形特性。具体来说，试验的意义包括以下几点：

1.预测结构变形：通过徐变试验可以获得混凝土的徐变曲线，从而预测大型结构在使用过程中的变形情况，尤其是在桥梁、大坝和高层建筑中，长期荷载会显著影响结构的稳定性。
2.优化设计：了解混凝土的徐变特性后，设计师可以根据徐变参数对结构设计进行调整，确保建筑物的长期安全性。
3.减少开裂风险：徐变引起的变形可能导致混凝土结构出现裂缝，尤其是在约束条件较强的情况下，及时进行徐变测试能帮助工程师预测并减小裂缝的风险。

三

混凝土徐变试验的基本步骤

进行混凝土徐变试验，通常需要遵循一套标准化的流程，以确保数据的准确性和结果的可靠性。以下是试验的主要步骤：

1.试件准备：根据试验要求制作标准尺寸的混凝土试件。通常试件为圆柱体或棱柱体，具体尺寸可按照相关规范确定。试件的材料配比应与实际工程中的混凝土保持一致。
2.加恒定荷载：在试验开始时，使用徐变仪对混凝土试件施加恒定的外力，通常荷载大小为混凝土抗压强度的一定比例（如30%或40%）。确保荷载保持恒定，且不产生任何波动。
3.长期测量：在施加荷载后，使用高精度的测量仪器，如应变计或激光测距仪，定期记录混凝土试件的变形量。通常，试验时间可能长达几个月甚至几年，以获得足够的长期数据。
4.数据分析：通过测量数据，绘制混凝土的徐变曲线（即变形量随时间的变化曲线）。通过分析这条曲线，可以提取出关键参数，如初始变形、徐变速率和最终徐变值等。

四

混凝土徐变试验的影响因素

混凝土的徐变受多种因素的影响，因此在进行试验时需要充分考虑以下条件：

1.材料配比：水灰比、砂石比例以及外加剂的使用都会影响混凝土的徐变特性。通常，水灰比越大，混凝土的孔隙率越高，徐变也就越明显。
2.荷载水平：施加的荷载越大，混凝土产生的徐变越显著。如果荷载接近混凝土的极限强度，徐变将更加显著。
3.湿度和温度：外界环境条件对混凝土徐变有重要影响。在干燥条件下，水分蒸发较快，徐变效应会更明显，而在潮湿条件下，徐变则相对较缓。
4.龄期：混凝土的徐变行为在其龄期内会发生显著变化。龄期较短的混凝土水化反应尚未结束，徐变效应会更为显著。

混凝土徐变是建筑工程中不可忽视的现象，尤其在长期受荷的结构中，徐变会对整体结构性能产生重要影响。通过开展混凝土徐变试验，可以深入了解材料的长期变形特性，帮助工程师优化设计，确保建筑物在全生命周期内的安全性与稳定性。随着实验技术的进步和材料科学的不断发展，未来的徐变试验方法将更加精确，为工程建设提供更可靠的数据支撑。