混凝土徐变收缩
混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。一般分为塑性收缩(又称沉缩),化学收缩(又称自身收缩),干燥收缩及碳化收缩,较大的收缩会引起混凝土开裂。混凝土徐变(creep of concrete)：混凝土在荷载的长期作用下所产生的变形。
混凝土徐变收缩基本信息
| 中文名 | 混凝土徐变收缩 | 外文名 | The creep of concrete shrinkage |
|---|---|---|---|
| 定 义 | 体积缩小现象 | 影 响 | 相对空气湿度 |
| 概 念 | 混凝土 | 学 科 | 土木工程 |
综合国内外混凝土收缩徐变的研究报告,混凝土收缩徐变的主要影响因素有:
(1)相对空气湿度。气候越干燥,混凝土收缩和徐变的效应越明显。
(2)混凝土的龄期。混凝土在荷载开始时的龄期对徐变的影响非常之大,随着加载龄期有限的增大,徐变变形将有显著的降低。
(3)构件厚度的影响、尺寸效应。随着构件尺寸的增大,混凝土收缩徐变的效应将有所降低"混凝土收缩和徐变均是构件体积与表面积之比的函数,并随着比值的增大而降低。
(4)水灰比。一般而言,徐变随水灰比的降低而减小。
(5)环境温度。周围空气的环境温度会影响混凝土的干燥,从而影响混凝土的收缩和徐变。
(6)混凝土集料和强度等级。集料的弹性模量越高,徐变率越低,徐变值越小。
混凝土徐变收缩造价信息
混凝土收缩徐变除了导致预应力损失外,还影响梁部结构和线形。采用挂篮悬浇施工的预应力连续刚构桥和连续梁桥在结构合龙、体系转换时,徐变是主要的考虑因素之一。
就桥梁工程而言,混凝土收缩徐变的影响主要有:
（1）由于梁部混凝土受压区的混凝土收缩和徐变,引起梁体挠度增大;
（2）徐变会增大偏心受压柱的弯曲,增大初偏心，从而降低承载能力;
（3）导致预应力混凝土构件的预应力损失;
（4）对组合截面的构件(含不同材料组合截面,如钢筋混凝土组合截面,或不同龄期混凝土组合截面等),徐变会使截面二的应力重
（5）对超静定结构，混凝土徐变会导致结构内力重分布,即引起结构的次内力:
（6）在混凝土局部受力处,徐变可降低应力峰值;
（7）由于收缩内应力,容易引起构件外表面裂缝等。2100433B
混凝土体内所含水分的变化、化学反应以及温度降低等物理化学因素引起其本身体积缩小的现象，统称为混凝土的收缩。它是不依赖于荷载，而与时间有关的一种变形。
当混凝土处于自由状态时，混凝土的收缩不会导致什么不良后果，但实际上混凝土结构由于基础、钢筋或相邻部分的牵制而处于不同程度的约束状态。混凝土的收缩因受到约束会引起拉应力，由于混凝土的抗拉强度不高，因而收缩容易引起混凝土开裂。对于承重混凝土结构，裂缝可能会影响承载能力、建筑物安全以及使用寿命。混凝土的收缩往往持续很长时间，甚至在28年以后还在继续收缩。长期收缩中有一部分是由于碳化，收缩的速度则随时间而急剧降低。若以20年的总收缩值为标准，则在2个星期内完成20%～30%，在3个月内完成50%～60%，在1年内完成75%～85%。
混凝土的收缩主要有五种：塑性收缩(plastic shrinkage)、温度收缩(temperature shrinkage)、碳化收缩(carbonation shrinkage)、自生收缩(autogenous shrinkage)和干燥收缩(drying shrinkage)。引起各种收缩的原因和机理可以解释为：
(1)塑性收缩(凝缩)是由于混凝土终凝前水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现的体积减缩现象。塑性收缩都发生在t昆凝土拌和后约3～12h以内，因为发生时混凝土仍处在塑性状态，因此把这种凝缩叫塑性收缩。凝缩的大小约为水泥绝对体积的1%，随混凝土用水量、水灰比增大而增大。
(2)温度收缩是混凝土由于温度下降(在0℃以上)而发生的收缩变形，又叫冷缩。对于大体积混凝土，裂缝主要是由温度变化引起的。
(3)碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的C02(在有水分的条件下，真正的媒介是H2C03)发生化学反应的结果。碳化收缩的主要原因在于水泥水化物中的Ca(OH)2结晶体碳化成为CaCO3沉淀。碳化收缩的速度取决于混凝土的含水率、环境相对湿度和构件的尺寸，当空气中相对湿度为100%或小至25%时，碳化收缩停止。碳化收缩相对发展得较晚，而且一般只局限于混凝土表面。
(4)干燥收缩是混凝土干燥时的体积改变，是由于混凝土中水分在新生成的水泥石骨架中的分布变化、移动及蒸发引起的。结构收缩计算主要是针对干燥收缩。国内外有关文献对混凝土的干燥收缩机理进行了分析，认为干燥收缩是由于混凝土内部毛细水分的扩散消失所致。
(5)自生收缩是指混凝土在密封(与外界无水分交换)条件下，因水泥水化反应而产生的自身体积变形。干燥收缩则是混凝土暴露在空气中时因为空隙水散失而引起的体积变形。我们一般所说的收缩是两者之和，即全收缩。根据H．E．Davis等的研究，普通混凝土的极限自收缩应变最大仅为100×10～，因此从实用角度出发可忽视其影响(只有在大体积混凝土中考虑)，而只需考虑干燥收缩的作用。然而高强混凝土因为水灰比小、水泥用量大，表现出的自收缩更早、更快、更明显。有关文献中证实高强混凝土的干燥收缩远小于自生收缩(大约为3：7)，而高强混凝土的自收缩在初始阶段急剧增加，尔后随时间慢慢增大，90%以上的自生收缩都发生在前28d，故其影响不可无视。因此对于干燥条件下的高强混凝土必须同时考虑自生收缩和干燥收缩。
混凝土徐变收缩常见问题
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混凝土徐变(creep of concrete)：混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即，应力维持不变时),产生的塑性变形。徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀的重新分布，对大体积混凝土能消除...
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混凝土徐变值定义为：混凝土在荷载的长期作用下所产生的变形幅度，称之徐变值；混凝土徐变系数定义为：混凝土徐变幅度值与缓凝土瞬间承压应变的值得比值。
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混凝土徐变：混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即，应力维持不变时), 其应变随时间而增长的现象。 1.产生徐变的主要原因： 水泥胶体的塑性变形； 混凝土内部微裂缝的持续发展。 2.影响徐变的因素: 内...
混凝土徐变收缩文献
混凝土徐变收缩
混凝土的收缩与徐变 1 混凝土的收缩 混凝土在硬化过程中要发生体积变化， 最大的变化是当混凝土在大气中或湿 度较低的介质中硬化时产生的体积减小。这种变形称为混凝土收缩。 一般认为，混凝土的收缩包括自生收缩、干燥收缩和碳化收缩，引起各种收 缩的原因和机理可以解释为 : 1．自生收缩是在没有水分转移下的收缩，其原因是水泥水化物的体积小于 参与水化的水泥和水的体积，因此， 这是一种因水泥水化产生的固有收缩， 对于 普通混凝土来讲，自生收缩相对于干燥收缩微不足道，而对于高强混凝土来讲， 由于其具有较高的水泥含量， 因此，早期水泥水化所产生的自生收缩占总缩量的 比重较大，应予以考虑。 2．干燥收缩的原因是混凝土内部水分的散失，需要指出的是，干燥开始时 所损失的自由水不会引起混凝土的收缩，干燥收缩的主要原因是吸附水的消失。 3．碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的 CO2 发生化学反应的结果。 水泥
内容简介
《混凝土徐变与收缩》由黄国兴、惠荣炎、王秀军编著。《混凝土徐变与收缩》阐述了作者的多年研究成果，同时也介绍了国内外学者有关文献资料。《混凝土徐变与收缩》可供水利、水电、铁道、交通、冶金等土建工程技术人员及高等院校有关专业师生参考。
作者简介
黄国兴，男，1940年生，江苏江阴人，教授级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴专家。1965年毕业于华东水利学院(现为河海大学)。曾先后任中国水利水电科学研究院结构材料研究所所长、总工程师，并兼任中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会副理事长、混凝土耐久性专业委员会主任委员等职。退休后赴中国长江三峡工程开发总公司试验中心任技术顾问长达7年。承担过多项国家自然科学基金项目、国家科技攻关项目和省部级重点研究项目，发表论文近40篇，曾执笔编写出版专著《混凝土的徐变》、《混凝土的收缩》，与他人合作编写出版专著《大体积混凝土》、《水工混凝土建筑物修补技术及应用》、《混凝土建筑物修补材料及应用》等。获省部级科技进步三等奖2项、中国电力科学技术一等奖1项。
惠荣炎，男，1934年生，安徽濉溪人，教授级高级工程师。1956年毕业于北京水电学校，1963年获北京水利学院函授部大学本科毕业证书。长期担任中国水利水电科学研究院结构材料研究所徐变专题组长，负责混凝土徐变与干缩试验仪器设备与试验技术，以及各种混凝土徐变与干缩性能等试验研究工作，取得大量科研成果。发表论文数十篇，执笔编写出版专著《硅粉混凝土及其应用》，与他人合作出版专著《混凝土的徐变》、《混凝土的收缩》、《大体积混凝土》等。
王秀军，女，1961年生，北京人，高级工程师。1987年毕业于中国科学院职工科技大学。长期工作在中国水利水电科学研究院结构材料研究所科研第一线，主要从事水工材料的研究和开发。承担过多项国家自然基金、国家科技攻关项目和省部级重点研究项目，与他人合作出版专著《硅粉混凝土及其应用》。在不同的刊物及全国性学术会议上发表了多篇学术论文，获电力部科技进步三等奖1项。
前言
上篇 混凝土徐变
1 基本概念
1.1 瞬时变形
1.2 基本徐变及干燥徐变
1.3 徐变恢复
1.4 应力松弛
2 影响混凝土徐变的内部因素
2.1 水泥
2.2 骨料
2.3 水胶比
2.4 灰浆率
2.5 外加剂
2.6 粉煤灰
3 影响混凝土徐变的外部因素
3.1 加荷龄期
3.2 加荷应力
3.3 持荷时间
3.4 相对湿度
3.5 温度
3.6 试件尺寸、形状及各向异性
3.7 浸泡的介质
3.8 碳化
4 不同应力状态下的徐变
4.1 拉伸徐变
4.2 多轴徐变
4.3 扭转徐变
4.4 周期应力徐变
4.5 高应力徐变
4.6 横向徐变及徐变泊松比
5 徐变恢复
5.1 基本概念
5.2 影响因素
5.3 不同应力状态下的徐变恢复
6 徐变机理与流变模型
6.1 徐变理论
6.2 徐变假设
6.3 流变模型
7 徐变试验仪器设备
7.1 压缩徐变设备
7.2 拉伸徐变设备
7.3 多轴压缩徐变设备
7.4 扭转和弯曲徐变设备
7.5 徐变量测仪器
7.6 徐变自动化测量系统
8 常荷载作用下的徐变
8.1 徐变表达式
8.2 徐变的估算方法
8.3 从短期试验资料预报长期徐变
9 徐变计算理论和方法
9.1 有效模量法
9.2 老化理论
9.3 弹性徐变理论
9.4 弹性老化理论
9.5 继效流动理论
9.6 龄期调整有效模量法
9.7 徐变计算理论的比较
10 各种混凝土的徐变
10.1 水工大体积混凝土
10.2 碾压混凝土
10.3 溜槽(面板)混凝土
10.4 泵送混凝土
10.5 膨胀混凝土
10.6 聚合物浸渍混凝土
10.7 糠醛树脂混凝土
10.8 环氧树脂混凝土
10.9 聚酯树脂混凝士
11 混凝土的应力松弛
11.1 基本概念
11.2 松弛系数的计算方法
11.3 松弛系数与徐变系数的关系
11.4 混凝土应力松弛试验设备
下篇 混凝土收缩
12 混凝土收缩变形的种类
12.1 基本概念
12.2 收缩变形的种类
12.3 湿胀变形
13 影响混凝土收缩的因素
13.1 水泥品种的影响
13.2 掺合料种类及掺量的影响
13.3 骨料品种及含量的影响
13.4 混凝土配合比的影响
13.5 外加剂种类和掺量的影响
13.6 周围介质条件的影响
13.7 养护条件的影响
13.8 混凝土龄期的影响
13.9 结构特征的影响
13.10 碳化作用的影响
14 收缩机理
14.1 水泥浆体的结构
14.2 干燥收缩机理
14.3 化学收缩机理
14.4 自收缩机理
14.5 水泥石的收缩过程
15 试验仪器设备与试验方法
15.1 干缩试验室及基准值
15.2 干缩试验
15.3 自生体积收缩试验
15.4 自收缩试验
15.5 凝缩试验
16 估算收缩的方法
16.1 收缩表达式
16.2 估算收缩的方法
16.3 从短期收缩试验资料推断长期收缩变形
17 各种混凝土的收缩
17.1 水工大体积全级配混凝土
17.2 碾压混凝土
17.3 面板(溜槽)混凝土
17.4 泵送混凝土
17.5 高强混凝土
17.6 纤维混凝土
17.7 不同品种骨料混凝土干缩的比较
18 减小收缩的措施
18.1 减小干燥收缩的措施
18.2 减小温度收缩的措施
参考文献
混凝土徐变优点
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及温度湿度力，也可由于徐变得到松弛，这对水工混凝土结构是有利的。
混凝土徐变缺点
但徐变使结构变形增大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2~3倍，使长柱的附加偏心距增大，还会导致预应力构件的预应力损损失。
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