4.4认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性（课件）-《建筑材料》同步教学（航空工业出版社）

项目四 混凝土 1 混凝土又称砼，是指由胶凝材料、粗骨料、细骨料和水等按比例拌和的混合物，经一定时间硬化后形成的人造石材。混凝土是当代最主要的建筑材料之一，广泛应用于建筑、桥梁、公路、隧道、水利等工程，还应用于海洋开发、造船业、机械工业等领域。 项目导读 2 混凝土要应用于实际工程中，需满足以下四个基本要求。 ① 在规定龄期内应能达到设计所要求的强度。 ② 具有良好的施工和易性。 ③ 具有适应所处环境的耐久性。 ④ 在满足前三条的前提下，材料组成应经济合理，成本低。 项目导读 3 了解混凝土的优缺点、分类以及其他品种混凝土。 熟悉普通混凝土的基本组成材料及外加剂，掌握骨料颗粒级配的测定及评定。 熟悉混凝土拌和物的和易性及混凝土强度。 了解硬化混凝土的变形及耐久性。 掌握普通混凝土的配合比设计。 知识目标 4 能测定并计算砂的颗粒级配。 会计算混凝土配合比及其施工配合比。 技能目标 5 目 录/CONTENTS 一 二 三 任务一 认识混凝土 任务二 认识混凝土拌和物的和易性 任务三 认识混凝土的强度 四 五 任务四 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 任务五 普通混凝土配合比设计 六 任务六 认识其他品种混凝土 6 四 任务四 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 7 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 一、硬化混凝土的变形 根据是否承受荷载作用，混凝土的变形可分为非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。 非荷载作用下的变形 1 非荷载作用下的变形包括混凝土的化学收缩、干湿变形和温度变形。 8 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 在混凝土硬化过程中，水泥水化物的固体体积比反应前物质总体积小，导致混凝土收缩，这种收缩称为化学收缩。 化学收缩不能恢复，其收缩值较小，对混凝土结构无破坏，但可能会使混凝土内部产生微细裂缝，从而影响承载状态和耐久性。 （1）化学收缩 9 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 混凝土由于周围环境湿度变化而产生的变形，称为干湿变形。干湿变形的表现为干缩湿胀。 混凝土的湿胀变形量很小，一般对混凝土无破坏作用。干缩变形对混凝土危害较大，干缩能使混凝土表面产生较大的拉应力而导致混凝土开裂，使混凝土抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性降低。 通过减小水胶比、减少水泥用量、增加骨料含量、选用粗水泥颗粒、采用湿热养护等措施，可减小混凝土的干湿变形。 （2）干湿变形 10 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 混凝土随着温度变化而产生的热胀冷缩变形，称为温度变形。对于大体积混凝土、纵长的混凝土结构、大面积混凝土工程等来说，温度变形易造成这类混凝土产生裂缝。通过采用低热水泥、减少水泥用量、掺入缓凝剂、人工降温、设温度伸缩缝、结构内配制构造钢筋等措施，可减少温度变形对混凝土质量的影响。 （3）温度变形 11 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 荷载作用下的变形 2 混凝土是弹塑性体，受力时既产生弹性变形，又产生塑性变形，如图4-4-1所示。卸荷后能恢复的应变为混凝土的弹性应变ε弹；剩余的不能恢复的应变为混凝土的塑性应变 ε塑。 （1）混凝土在短期荷载作用下的变形 图4-4-1 混凝土在压力作用下的应力—应变曲线 12 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 混凝土在持续荷载作用下，除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外，还会产生随时间增长的变形，称为徐变，如图4-4-2所示。荷载初期，徐变变形增长较快，然后逐渐变慢并平稳下来。卸荷后，一部分变形瞬时恢复，恢复值小于加荷时瞬间产生的瞬时变形。卸荷之后一段时间内继续恢复的变形，称为徐变恢复。最后残存的、不能恢复的变形，称为残余变形。 （2）混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变 图4-4-2 徐变变形和徐变恢复 13 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重新分配，从而缓和混凝土构件中的局部应力。例如，对于大体积混凝土，徐变能消除一部分温度变形所产生的破坏应力。但徐变也会减小钢筋的预加应力，导致构件强度降低。 混凝土的徐变是水泥石中的胶凝体在长期荷载作用下产生黏性流动，向毛细孔内迁移所致。通过增加混凝土内毛细孔数量、增加水泥用量、增大水胶比、增大所受应力、采用弹性模量大的骨料等措施，可增大混凝土的徐变。 14 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 提示 通常，对弹性体施加一个应力，弹性体会发生形状改变，这种形状改变称为应变。应力除以应变，称为该材料的弹性模量。 15 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 二、混凝土的耐久性 混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，保持结构安全和正常使用的能力，称为混凝土的耐久性。混凝土的耐久性能应满足设计要求，具体实验方法参见国家标准《