瞎闹腾 发表于 2024-12-11 10:12:49

水泥混凝土在非荷载作用下的变形

1.化学收缩
由于水泥水化产物的总体积小于水化反应前的总体积,这种由于水化反应而产生的体积变形称为化学收缩。化学收缩是不可恢复的,收缩量随混凝土龄期的延长而增长,一般在混凝土成型后40d内增长较快,以后逐渐趋于稳定。化学收缩量很小(小于1%)​,对混凝土结构没有破坏作用,只是在混凝土内部产生细微裂纹。

2.干湿变形
混凝土因周围环境的湿度发生变化,会产生干燥收缩和潮湿膨胀,统称为干湿变形。混凝土在水中硬化时,由于凝胶体中的胶体离子表面的吸附水膜增厚,使得胶体粒子间距增大,引起混凝土产生微小的膨胀,即为湿涨。混凝土在干燥过程中,其内部的水分蒸发。气孔内自由水的蒸发并不会引起混凝土的收缩;但毛细孔水的蒸发,使毛细孔形成负压,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,导致混凝土收缩。此外,水泥凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发,由于分子引力作用,粒子间距离变小,也会使混凝土产生收缩。混凝土的这种体积收缩,在重新吸水后大部分可以恢复,但不能完全恢复,残余收缩为收缩量的30%~60%。混凝土的湿涨变形量很小,对混凝土无损害作用。但干缩变形对混凝土危害较大,一般条件下,混凝土的极限收缩值达(50~90)×10-5mm/mm,能使混凝土表面出现拉应力而导致开裂,严重影响混凝土的耐久性。干缩主要是由水泥石引起的,因此,降低水泥用量,减小水灰比是减小干缩的关键。

3.温度变形
同其他材料一样,在温度发生变化时,混凝土也会产生热胀冷缩。温度每升降1℃,每m混凝土涨缩0.01~0.015mm。混凝土的温度变形,除了受温度升降影响外,还有混凝土内外温差的影响。在混凝土硬化初期,水泥水化放出大量的热,而混凝土又是热的不良导体,散热较慢,在混凝土内部的温度就比外部的高,有时温差可达50~80℃,这将使内部混凝土的体积产生较大膨胀,而外部混凝土却随气温降低而收缩。内部膨胀和外部收缩相互制约,在外层混凝土中将会产生很大拉应力,严重时会使混凝土产生裂缝。为了防止温度变形带来的危害,大体积混凝土施工时,需采取一些措施来减小混凝土内外层温差,目前常用的方法有以下几种:①采用低热水泥,尽量减少水泥用量,以减少水泥水化热;②在混凝土中掺入缓凝剂和掺合料,降低水泥水化速度,使水泥水化热不至于在早期过分集中放出;③预先冷却骨料,用冰块代替水,以抵消部分水化热;④在混凝土中预埋冷却水管,向管子内注入冷水,将混凝土内部的水化热带出;⑤对混凝土结构合理分缝、分块、减轻约束。
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