混凝土的弹性模量与集料弹性模量---贵阳防水材料的质量怎么样
7)混凝土的强度评价方法
南于混凝土材料自身的非匀质性特征,混凝土质量的评定通常以相同配合比、相同施T条件的若。r组数据组成验收批进行评定。根据斟家标准C.BJ l07—87,混凝土质量按以下方法评定:
(1)已知标准差的统}卜方法 当混凝土生产条件在较长时间内能保持一致,日.同一品种混凝土强度变异性能保持基本稳定时,应南连续的三组试件组成一个验收批。当混凝土强度等级≤C20时,验收批混凝土强度满足式(3.12)、式(3.13)和式(3.14)要求,则该批混凝土强度合格;当混凝土强度等级>C20时,验收批混凝土强度满足式(3.12)、式(3.13)和式(3.15)要求,则该批混凝土强度合格。
1)非荷载作用下的变形
混凝土在非荷载作用下产生的变形包括初期体积变化、硬化过程-I z体积变化、硬化后体积变化。
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(1)沉降收缩(settlement shrinkage) 沉降收缩是指混凝土凝结自玎在垂直方向上的收缩,南集料下沉、泌水、气泡上升引起。沉降不均或过大会使同时浇筑的不同K寸构件在交界处产生裂缝,在钢筋上方的混凝土保护层产生顺筋开裂等。掺加引气剂、提高砂率、降低拌合物流动性等可以减少沉降收缩。
(2)塑性收缩(plastic shrinkage) 混凝土成型后、凝结硬化前,南于表面失水而产生的收缩称为塑性收缩。混凝土成型后,若保湿养护不足,表面失水速度大于内部水向表面的迁移速度,则会产生因水分蒸发形成的毛细管,在毛细管压力作用下产生塑性收缩,在混凝土表面形成塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝多产生在路面、地坪、楼板、桥面等大表面积T程。加强保湿养护、混凝土表面覆盖、二次振捣和抹压等措施均可有效减小塑性收缩,控制由此产生的裂缝。
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(3)化学变形(chemical shrinkage) 水泥水化物的体积比水化前水泥和水总体积小而产生的收缩,成为宏观收缩的一部分,但水化收缩大部分变成水泥石r I-的孔隙。混凝土的化学变形与胶凝材料矿物组成有关。
(4)自收缩(Self-shrinkage) 混凝土白收缩是指在没有与外界发生水分交换的情况下,水泥水化消耗毛细孔水导致浆体自身的。r燥和体积的减少。水灰比越小,白收缩越大。水灰比大于0.5时自收缩可以忽略;水灰kteJ,于0.42时白收缩极其显著,不可忽略。混凝土的白收缩还与水泥细度、胶凝材料活性等有关。
(5)碳化收缩(carbonation shrinkage) 空气l I z C0:的体积分数约为0.04%,在相对湿度合适的条件下,C0:能与水泥石一It的Ca(OH):发生反应生成CaC0,和H:0,称为混凝土的碳化。碳化伴随着体积的减小,称为碳化收缩。混凝土碳化是南表及里进行,当碳化与下燥同时进行时,可能引起严重的收缩裂缝。
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(6)下燥收缩(drying shrinkage) 混凝土处于I:燥环境-I z,会引起体积收缩,称为下燥收缩(简称下缩)。下缩原因是混凝土在。f:燥过程l『r毛细孔水分蒸发形成负压,引起混凝土收缩;当毛细孔水蒸发完后,如果继续。r燥,则凝胶颗粒问吸附水也会发生部分蒸发,凝胶颗粒间距缩小,甚至产生新的化学结合而收缩。当I:缩后的混凝土再i欠吸水时,。f:缩一部分可恢复,另一部分为不可恢复变形,因此混凝土的。r缩量大于湿胀量,如冈3.18所示。
影响混凝土I:缩的因素包括水泥品种和细度、混凝土一I t用水量和水泥用量、集料质量和集浆比、养护条件等。
(7)温度变形(temperature deformation) 混凝土热胀冷缩变形称为温度变形。混凝土温度变形系数约为10 X 10一’ram/(mm·℃),温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土T程极为不利,、
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南于混凝土是热的不良导体,大体积混凝土一I t水泥水化放m的热量聚集在混凝土内部不易散失,使得混凝土表面温度较低而内部温度较高,内外温差可达40~50℃。较大的内、外温差造成混凝土结构表面和I hb热变形不一致,在混凝土表面产生较大拉应力,严重时甚至导致混凝土开裂。因此,对于大体积混凝土,应尽量减少混凝土水化放热,降低混凝土温升,降低内、外温差。此外,对于纵K混凝土结构和大面积混凝土T程,应根据需要设置伸缩缝或在结构『I-设置温度钢筋。
当混凝土非荷载作用下的变形受到约束时,就会在混凝土结构r I-产生约束拉应力,而当约束应力大于混凝土抗拉强度时则会在结构I I z产生裂缝。
混凝土在非荷载作用下的变形主要与胶凝材料矿物组成及用量、水灰比等关,还受到养护条件的影响。在混凝土I I z加入集料的目的不单纯是降低成本,更重要的是要减少水泥浆用量,达到减小和约束混凝土变形的目的。
2)荷栽作用下的变形
(1)短期荷载作用下的变形 混凝土在荷载作用下,将产生与荷载作用方向一致的变形。混凝土在短期荷载作用下的变形包括弹性变形和塑性变形两部分。由于粗集料的约束作用,在较低荷载水平下,经过反复多次加荷一卸荷,可使混凝土的塑性变形不再增加(如冈3.19所示),由此可以得到混凝土应力一应变_关系,从而可测试m混凝土的弹性模量(compressivemodulus of elasticity)。混凝土的弹性模量与其应力水平有_芙(如图3.20所示),结构计算时混凝土静压弹性模量取鲁。荷载水平对应的割线弹性模量为计算依据,抗弯拉弹性模量取鲁..荷载水平对应的割线弹性模量为计算依据。混凝土静压弹性模量加荷示意冈如图3.2 1所示。
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混凝土的弹性模量与集料弹性模量、集浆比、混凝土强度等有_芙。
(2)长期荷载作用下的变形 混凝土在长期荷载作用下产生的随时间延续而增加的变形,称为徐变(或蠕变)(creep),混凝土变形与时间的_关系如图3.22所示。在荷载作用初期,徐变变形增艮较快,以后逐渐变慢日.稳定下来。混凝土徐变可达(300~1 500)×10一’ram/ram。
混凝土的徐变是由于混凝土内部水泥石一l l的凝胶体在荷载作用下产生黏性流动并向毛细孔Il l移动,同时吸附在凝胶粒子上的吸附水因荷载作用而向毛细孔迁移渗透的结果。加载初期南于毛细孔多,凝胶体较易移动,因而徐变增大较快。徐变一方面可使混凝土及钢筋混凝土结构内部应力重新分布,从而消除或减少结构内部应力集一|l'部分消除大体积混凝土内的温度应力;另一方面混凝土及钢筋混凝土结构设计时必须考虑徐变对结构变形、预应力损失等的影响,否则可能会带来严重的破坏后果。
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混凝土的耐久性(durabilily)是指混凝土在规定使用年限内,在环境及气候综合作用下,不需要额外的加【古l处理而保持其安全性、正常使用性和可接受外观的能力。混凝土的耐久性直接影响到结构物的正常、安全使用寿命和维修费用等,因此混凝土的耐久性及耐久性设计越来越引起T程界的普遍关注和重视,斟内外的一些混凝土结构设计规范也正在将耐久性设计作为一项重要的设}卜要求,以提高结构物的安全使用寿命并降低结构物全寿命费用。
混凝土性能劣化类型可按冈3.23划分。
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