5.5 硬化混凝土的变形（课件）-高一《建筑材料》（高教版 第4版）

单元 5 混凝土（砼） 概 述 广义的混凝土是由胶凝材料、骨料和水，必要时掺入化学外加剂和混合材料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经硬化而成的人造石材（砼）。 混凝土的分类： 按所用胶凝材料：水泥砼、石膏砼、沥青砼等 按用途：结构砼、道路砼、抗辐射砼等 按表观密度：重砼、普通砼、轻砼 按强度等级：低强度砼、中强度砼、高强砼、超高强砼 按施工工艺：泵送砼、喷射砼、震动灌浆砼等 按掺合料：纤维砼、粉煤灰砼等 普通混凝土（水泥混凝土）是由水泥作为胶凝材料、石子和砂为粗细骨料和水，必要时掺入化学外加剂和矿物质混合材料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经硬化而成的人造石材。 ※水泥混凝土常按表观密度分为： （1）重混凝土 干表观密度大于2500kg/m3，采用特别密实的集料（如钢屑、重晶石、铁矿石等）制成，主要用于防护原子射线的建筑物。 （2）普通混凝土 干表观密度为1900～2500kg/m3，采用天然或人工砂、石为集料制成，主要用于各种建筑物的承重结构。 （3）轻混凝土 干表观密度小于2000kg/m3，采用轻质多孔的集料或不用集料而掺入加气剂或泡沫剂制成的多孔结构，主要用于轻质结构和保温结构。 混凝土的特点： 优点： （1）原材料丰富，成本低，砂石等材料占80%以上； （2）凝结前具有良好的可塑性； （3）硬化后具有较高的强度和耐久性； （4）与钢筋有牢固的粘接力； （5）按不同要求，通过调整配合比可得到不同性能的混凝土； （6）可利用工业废料，利于环境保护。 缺点： （1）自重大； （2）比强度低、属刚性材料，抗拉强度低； （3）硬化速度慢，生产周期长； （4）导热系数大； （5）强度波动因素多。 普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌和，经硬化而成的一种人造石材。 普通混凝土结构示意图 1—石子 2—砂子 3—水泥浆 4—气孔 各组成材料的作用： 砂、石在混凝土中称为细集料、粗集料，占混凝土总体积约80%以上，一般不与水泥起化学作用，在混凝土中起总体的骨架作用，减少水泥用量和减少混凝土体积收缩。 水泥、砂和水形成水泥砂浆，包裹在粗骨料表面并填充骨料间的空隙，在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，便于施工；水泥浆体硬化后将骨料胶结在一起，产生强度，形成坚固的整体。 在混凝土中还常残留少量的空气，硬化后混凝土结构见上图。 普通混凝土的组成结构 水 水泥 石子 砂 5.5 硬化混凝土的变形 一、非载荷作用下的变形 非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。 1.化学收缩 化学收缩是指由于混凝土中水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小（约1% ），致使混凝土产生收缩。 混凝土的这一体积收缩变形是不能恢复的。其收缩量随龄期延长而增加，但是观察到的收缩率很小。所以，对混凝土的影响不大，但水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。 2.干湿变形 干湿变形是指由于混凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝土的干湿变形，表现为干缩、湿胀。 （1）产生原因 混凝土在干燥过程中，由于毛细孔内水分的蒸发，使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的降低，孔内负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。同时，水泥凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩，即干缩。 当混凝土在水中硬化时，体积产生微膨胀，即湿胀。 因此干缩的混凝土在吸水时，干缩变形有一部分会恢复，也有一部分不能恢复（约30%～60%）。 干缩率：混凝土的干缩变形的大小由干缩率表示， 其值约为3～5×10-4 。 龄期 水中养护 空气中养护 膨胀 收缩 混凝土的干湿变形示意图 （2）危害性   混凝土的湿涨变形量很小，一般无破坏作用。 但干缩变形对混凝土危害较大，干缩能使砼表面产生较大的拉应力而导致开裂，降低混凝土的抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能。 （3）影响因素 ① 水泥细度及品种的影响 ② 用水量和水泥用量的影响   ③ 骨料的影响   ④ 施工质量的影响 3．温度变形 温度变形是指混凝土随着温度的变化而产生热胀冷缩变形。温度变形对大体积混凝土、纵长的砼结构、大面积砼工程极为不利，易使这些混凝土造成温度裂缝。 可采取的防治措施为：采用低热水泥，减少水泥用量，掺加缓凝剂，采用人工降温，设温度伸缩缝，以及在结构内配置温度钢筋等措施，以减少因温度变形而