混凝土主要因素影响

混凝土的弹性模量和抗压强度随龄期的增长规律不同。弹性 模量Ec(t)在早期(t<28天）的增长速度较快，在后期(t>28天） 增加幅度较小。主要原因是混凝土中粗骨料的性能稳定，弹性 模量与龄期无关。
2.5收缩
搅拌成的流态混凝土，以及湿养护期的成形混凝土，因饱含 水分而体积基本不变．以后混凝土在空气中逐渐硬化，水分散
此外，空气中二氧化碳和混凝土表层的碳化作用， 也引起少量的局部收缩。
这些原因也决定了混凝土的收缩是个长期过程。已 有试验说明，收缩变形在混凝土开始干燥时发展较快， 以后逐渐减慢，大部分收缩在龄期3个月内出现，但 龄期超过20年后收缩变形仍未终止。
收缩变形随时间的发展如表。
根据试验结果，水泥加水后的纯水泥浆凝固后的收 缩量很大，达(2 000～3 000) ×10-6。混凝土中的岩石 骨料收缩量极小，一般可予忽略。制成混凝土后，骨 料约束了水泥浆体的收缩，故混凝土的收缩量远小于 水泥浆体的收缩。在此同时，混凝土内形成初始内应 力。
1.抗压强度 混凝土的抗压强度在一般情况下随龄期单调增长，
但增长速度渐减并趋向收敛。两种主要水泥制作的混 凝土试件，经过普通湿养护后，在不同龄期的强度变 化如表：
混凝土抗压强度随龄期变化的数学描述，经验公式：
混凝土抗压强度随龄期变化的数学描述，经验公式：
fc (t )
lg t lg n
fc (n)
发，体积发生收缩．混凝土的长度收缩变形，在经历数十年后 一般可达（300～600）× 10-6，在不利的条件下甚至可达 （800～1000）×10-6。但是，若将混凝土放人水中，体积会有
所膨胀，最大的长度变形可达150× 10-6。
混凝土的收缩应变值超过其轴拉峰值应变(εt,p)的3～5倍，成 为其内部微裂缝和外表宏观裂缝发展的主要原因。
βsc取决于水泥种类，如
cso RH [160 sc (90 fc )]106
普通水泥和快硬水泥取5，40% RH % 99% 快硬高强水泥取8；
RH
1.55[1 ( RH )3] 100
βRH取决于环境的相 对湿度RH％：
RH % 99%
RH 0.25
收缩应变随时间变化的系数取为：
缝，但引起的结构反应，一般不至于造成安全度的明显降低。 所以，在构件计算时可不考虑收缩的影响，只是采取一些附加 构造措施，如增设钢筋或钢筋网作为补偿。
一些重要的大型结构，需要有定量的混凝土收缩变形值进行
结构分析时，有条件的应进行混凝土试件的短期收缩试验，用 测定值推算其极限收缩值，或可按有关设计规范提供的公式和 参数值进行计算。
可见，应力水平越低，发生破
坏的应力持续时间越长。荷载长 期持续作用，而混凝土不会破坏 的最高应力，称为长期抗压强度， 一般取为0.80fc。
2、弹性模量
混凝土的弹性模量值随龄期(t/天)的增长变化如图： 模式规范CEB-FIP MC90采用了一个简单的计算式
Ec (t) Ec t
式中，Ec—龄期t=28天时 的混凝土弹性模量; βt-同前。
t,ts
s (t ts )
混凝土的龄期和开始发生收缩时的龄期，天；
(t ts ) 0.035( 2Ac )2
u
(t
ts)
fc 混凝土的抗压强度, Mpa；
Ac 构件的横截面面积，mm2;
u 与大气接触的截面周界长度，mm.
模型中考虑了5个主要因素对混凝土收缩变形的影响。
⑴水泥种类（βc）； ⑵环境相对湿度(RH％）；
• 一般结构在承受荷载之前就出现了裂缝，或者使用多年以后 外表龟裂。
• 混凝土的收缩变形加大了预应力损失，降低了构件的抗裂性， 增大了构件的变形，并使构件的截面应力和超静定结构的内力 发生不同程度的重分布等。
• 这些都可能对实际结构产生不利影响，在设计和分析时应给 予必要的注意。
混凝土在空气中凝固和硬化过程中，收缩变形是不 可避免的。其主要原因是水泥水化生成物的体积小于 原物料的体积（化学性收缩，凝缩），以及水分蒸发 后骨料颗粒受毛细管压力的压缩（物理性收缩，干 缩），与混凝土是否受力无关。
fc (t )
t a bt
fc (28)
式中 fc(t), fc(n)和fc(28)—龄期为t、n和28天时的混凝土抗压强 度；
a、b—取决于水泥品种和养护条件的参数。
模式规范CEB-FIP MC90中，混凝土抗压强度随龄期增长的
计算式为：
f c (t ) t f c
e s (1 28 / t ) t
式中 s取决于水泥种类，普通水泥和快硬水泥取为0.25，快硬 高强水泥取为0.20.
理论曲线见图，给出的混凝土
后期强度一般偏低，适合工程中 应用。
混凝土在压应力持续作用下，应
变将随时间而增长，称为徐变。 当试件应力水平较低（σ＜0.8fc） 时， 经过长时间后变形的增长渐
趋收敛，达一极限值。若应力水 平很高（σ≥0.8fc），混凝土进入 不稳定裂缝发展期，试件的变形 增长不再收敛，在应力持续一定 时间后发生破坏，得到强度极限 线。
模式规范CEB-FIP MC90中，计算混凝土收缩的适用范围为： 普通混凝土在正常温度下，湿养护不超过14天，暴露在平均温度 (5～30℃）和平均相对湿度RH％=40％～50％的环境。素混凝土 构件在未加载情况下的平均收缩（或膨胀）应变的计算式为：
式中：名义收缩系数（即极 限收缩变形）取为
cs (t, ts ) csos (t ts )
⑶构件尺寸（2Ac／u)； ⑷时间(t, ts) ； ⑸混凝土的抗压强度（fc）。
试验证明，混凝土强度值本身并不影响其收缩变形量。 只是因为混凝土中的水泥用量、水灰比、骨料状况、养护 条件等影响收缩的因素，在结构分析或设计时无法预先确
定，但它们都在不同程度上与混凝土强度有联系，计算式 中引入混凝土抗压强度作为间接地综合反映这些因素的影 响。按上述公式计算的混凝土收缩变形，随各主要因素的 变化规律和幅度如图。

影响混凝土收缩变形的主要因素有：
1.水泥的品种和用量
2.骨料的性质、粒径和含量
3.养护条件
4.使用期的环境条件
5.构件的形状和尺寸
6.其它因素
配制混凝土时的各种添加剂、构件的配筋率、混凝土的受力 状态等在不同程度上影响收缩量。
混凝土的收缩变形，因为影响因素多，变化幅度大，一般难 以准确定量。对于普通的中小型构件，收缩变形能促生表面裂