[科普中國(guó)]-混凝土徐變

混凝土徐變(creep of concrete)：混凝土在荷載保持不變的情況下隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形稱為徐變。

含義混凝土結(jié)構(gòu)或者材料在長(zhǎng)期恒定荷載作用下，變形隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變?；炷恋男熳兲匦灾饕c時(shí)間參數(shù)有關(guān)，通常表現(xiàn)為前期增長(zhǎng)較快，而后逐漸變緩，經(jīng)過2～5年后趨于穩(wěn)定。一般認(rèn)為，引起混凝土徐變的原因主要兩個(gè)：1)當(dāng)作用在混凝土構(gòu)件上的應(yīng)力不大時(shí)，混凝土具有黏性流動(dòng)性質(zhì)的水泥凝膠體，在荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生黏性流動(dòng)；2)當(dāng)作用在混凝土構(gòu)件上的應(yīng)力較大時(shí)，混凝土中微裂縫在荷載長(zhǎng)期作用下持續(xù)延伸和發(fā)展。

混凝土的典型徐變曲線如圖1所示?？梢钥闯觯?dāng)對(duì)棱柱體試件加載，應(yīng)力達(dá)到0.5時(shí)，其加載瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r(shí)應(yīng)變。若保持荷載不變，隨著加載作用時(shí)間的增加，應(yīng)變也將繼續(xù)增長(zhǎng)，這就是混凝土的徐變。一般情況下，徐變開始增長(zhǎng)較快，以后逐漸減慢，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后就逐漸趨于穩(wěn)定。1

徐變?cè)蜃陨韮?nèi)部因素（1）是混凝土受力后，水泥石中的膠凝體產(chǎn)生的黏性流動(dòng)（顆粒間的相對(duì)滑動(dòng)）要延續(xù)一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間；

（2）另一方面骨料和水泥石結(jié)合面裂縫的持續(xù)發(fā)展。

（3）混凝土在本身重力作用下發(fā)生的塑性變形（類似與土的固結(jié)）

外部因素影響徐變的因素除了和時(shí)間有關(guān)外，還與下列因素有關(guān)：

（1)應(yīng)力條件：此應(yīng)力一般指長(zhǎng)期作用在混凝土結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力：如恒載；同時(shí)活載大小也是其中的一個(gè)因素。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，徐變與應(yīng)力大小有直接關(guān)系。應(yīng)力越大，徐變也越大。實(shí)際工程中，如果混凝土構(gòu)件長(zhǎng)期處于不變的高應(yīng)力狀態(tài)是比較危險(xiǎn)的，對(duì)結(jié)構(gòu)安全是不利的。

（2）加荷齡期。初始加荷時(shí)，混凝土的齡期越早，徐變?cè)酱?。若加?qiáng)養(yǎng)護(hù)，使混凝土盡早結(jié)硬或采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，可減少徐變。

（3）周圍環(huán)境。養(yǎng)護(hù)溫度越高，濕度越大，水泥水化作用越充分，徐變就越??；試件受荷后，環(huán)境溫度低，濕度大，徐變就越小。

（4）混凝土中水泥用量越多，徐變?cè)酱螅凰冶扔?，徐變愈大?/p>

（5）材料質(zhì)量和級(jí)配好，彈性模量高，徐變小。

徐變的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)混凝土的徐變會(huì)顯著影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力性能。如局部應(yīng)力集中可因徐變得到緩和，支座沉陷引起的應(yīng)力及溫度濕度力，也可由于徐變得到松弛，這對(duì)水工混凝土結(jié)構(gòu)是有利的。

缺點(diǎn)但徐變使結(jié)構(gòu)變形增大對(duì)結(jié)構(gòu)不利的方面也不可忽視，如徐變可使受彎構(gòu)件的撓度增大2~3倍，使長(zhǎng)柱的附加偏心距增大，還會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損損失。

壓應(yīng)力σc≤0.5fc ── 線性徐變，具有收斂性；

σc>0.5fc ── 非線性徐變，隨時(shí)間、應(yīng)力的增大呈現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象；

σc>0.8fc ── 砼變形加速,裂縫不斷地出現(xiàn)、擴(kuò)展直至破壞（非收斂性徐變）。

一般地, 混凝土長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度取（0.75~0.8）fc徐變系數(shù)：φ=εcr/εce= ECεcr/σ。

性能影響在荷載長(zhǎng)期作用下，受彎構(gòu)件的撓度增加；

細(xì)長(zhǎng)柱的偏心距增大；

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件將產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失等。

徐變可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，使應(yīng)力較均勻的重新分布，對(duì)大體積混凝土能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。但在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變將使混凝土的預(yù)加應(yīng)力受到損失。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊曉紅 - 副教授 - 西南大學(xué)