混凝土家族之“干硬性混凝土”by徐变十年
混凝土徐变名词解释
混凝土徐变名词解释
混凝土徐变（Concrete Creep）是指混凝土在长期受载状态下，due to the presence of stress, 其受力构件由于物理化学变化的影响而引起的持续变形的变形过程。
它是一种常见的材料性能，广泛应用于结构工程，包括建筑物、桥梁、隧道、道路、涵洞、堤坝等。
混凝土的徐变是一个复杂的力学过程，其主要是由于混凝土中水分和材料中混合物对软化的作用所致。
细观上，混凝土徐变是混凝土中颗粒相互间的连续性、形状和空间位置的变化，这种变化会影响混凝土的力学性能。
此外，混凝土徐变还受拉伸应变率、温度、湿度等因素的影响。
其中，拉伸应变率是影响混凝土徐变最重要的因素，变形速率越大，混凝土徐变量就越大。
温度表明介质的热能累积情况，影响混凝土的力学特性，从而影响徐变的大小。
同时，湿度也会影响混凝土的力学性能和徐变值。
混凝土徐变的主要影响因素包括混凝土材料的本质特性、局部缺陷、外加载荷和外界环境条件。
对于混凝土徐变的研究，当前的研究方向集中在混凝土徐变机理、模型和试验测试等方面。
徐变
梁场
WLD－32Q－152 WLD－32Z－189 WLD－32Z－215 WLD－32Z－240
注：“计算值”栏内的数值，括号外系按“预张－初张－终张－60d徐变”计算，括号内则按“终张－徐变60天”计算求得。
平均徐变增量（64－67天）为：3.8 mm；
2、各阶段弯矩变化情况
3、各阶段应力变化情况
中跨合拢后结构应力分布
徐变330天后结构应力分布
二期恒载（120kN/m）完成后应力分布
动力荷载（动力系数：1.043）组合工况下结构应力分布
4、结构部分动力特性及支座位移情况
静活载下 跨中挠度 静活载下梁 端竖向转角
工 况 类 别
竖向自振频率
－－－
混凝土徐变特性
2009年8月
于
营口
前 言
由于混凝土徐变特性的存在，对于预应力结构来说，无论是静定结构还是 超静定结构，由于在施工的过程中，均具有阶段施工（或称顺序施工）的特点， 所以，随着结构边界条件的改变、各种荷载在不同时段的加入，结构自身也会 在不同的阶段表现出不同的变形和应力状态。 而高速铁路对于线路长期、稳定的高平顺要求，使得我们对于结构工程不 得不将关注的重点放在结构的（动态的或静态的）变形过程方面（这也是将路 基作为一个结构物来进行设计和施工的原因所在）。 这个讲座的目的，就是想在诸位都经历了一段高速铁路施工后，再深入的
316 516 716 916 1116 1316 1516
二、40+64+40m连续梁
1、各阶段挠度变化情况
14 12 10 8 6 4 2 0 100 200 300
(11.0)
(13.4)
(5.7)
残余徐变：3.1－5.7＝-2.6 mm
干硬性混凝土基本性能
干硬性混凝土基本性能干硬性混凝土是一种坍落度为零的混凝土拌和物，其干硬度用维勃度(s)表示。
根据干硬度的大小，干硬性混凝土可分为普通干硬性混凝土和特殊干硬性混凝土。
生产上一般采用普通干硬性混凝土。
与塑性混凝土不同，干硬性混凝土较为干稠难以流动，因此对流动性的表示方法也不同。
干硬性混凝土具有快硬高强的特点，能够广泛应用于装配式及预应力钢筋混凝土结构。
同时，干硬性混凝土的强度提高也能够提高早期强度。
采用于硬性混凝土可以降低水灰比，从而提高混凝土强度。
在冬季施工，采用于硬性混凝土辅以简单的蓄热措施，就可以保证满足强度要求。
在常温下施工，还可以起到提前拆模、增加模板周转率的目的。
由于干硬性混凝土的用水量少，混凝土中的游离水分相应减少，内部留存的空隙和毛细管也随之减少，混凝土的密实性得以提高，从而可以提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
同时还可以提高钢筋的握裹强度，减小干缩等，其他一系列物理性能，都可以得到相当的改善。
在保持混凝土的强度及硬化条件不变的情况上，干硬性混凝土较塑性混凝土能节省水泥。
干硬性混凝土与塑性混凝土不同之处主要在于单位用水量小、水灰比小、砂率小。
由于干硬性混凝土的用水量少，混凝土密实度得以提高，从而提高了混凝土的抗渗性和抗冻性。
干硬性混凝土具有许多优点，例如硬化快、密实度大、强度高、水泥用量少等。
在水泥的凝结和硬化一章中已经详细介绍了水泥的硬化原理。
当水泥与水接触后，水泥颗粒表面会与水产生水化作用，生成Ca(OH)2并溶解于水中。
这种作用将一直进行，直到形成Ca(OH)2的饱和溶液。
水泥的凝结与硬化速度与液相中Ca(OH)2饱和溶液的形成速度密切相关。
而Ca(OH)2饱和溶液的形成，一方面取决于水泥水化过程中生成的Ca(OH)2数量及速度，另一方面则与水化的起始石灰浓度有关。
前者属于水泥品种、矿物组成及硬化温度等方面的问题，后者则属于混凝土中用水量的问题。
由于干硬性混凝土单位用水量少，因此在水化过程中，Ca(OH)2饱和溶液的形成速度较快。
干硬性混凝土基本性能
干硬性混凝土基本性能干硬性混凝土是指坍落度为零，显得干稠而难以流动的混凝土拌和物。
由于拌和物比较干稠，不易流动，因此对流动性的表示方法，与塑性混凝土不同。
塑性混凝土用坍落度表示，而干硬性混凝土则用干硬度即维勃度(s)表示。
根据干硬度的大小可把干硬性混凝土分成两类：普通干硬性混凝土(干硬度为30～200s)和特殊干硬性混凝土(干硬度大于200s)。
生产上一般多采用普通干硬性混凝土。
1.快硬早强于硬性混凝土是一种快硬高强度混凝土，既能提高混凝土质量，又能节省水泥，可以广泛应用于装配式及预应力钢筋混凝土结构。
干硬度较低的也可以应用在现场浇筑少筋及无筋的整体结构中。
如果同时掺入减水剂，则更可以提高混凝土的强度。
采用于硬性混凝土，由于减少了单位用水量，在保持水泥用量不变的情况下，等于降低了水灰比，因而可以提高混凝土强度的50%左右。
当水灰比在0.4以下时，混凝土28d强度可以超出所使用的水泥标号。
干硬性混凝土强度的提高，不仅表现在28d强度上，同时也可以大大提高早期强度：ld可以达到28d 强度的15%，3d可以达到28d强度的50/，7d可以达到28d疆度的70%。
如果再适当掺入些早强剂，早期强度还可以提高的更多一些。
这样，就可以在不采用其他加热养护的条件下，使混凝土达到快硬早强的目的：如果在冬季施工，采用于硬性混凝土，只要辅以简单的蓄热措施，就可以保证满足强度要求。
在常温下施工，还可以起到提前拆模、增加模板周转率的目的。
2.节省水泥由于干硬性混混凝土的用水量少，混凝土中的游离水分相应减少，内部留存的空隙和毛细管也随之减少，混凝土的密实性得以提高，从而可以大大提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
同时还可以提高钢筋的握裹强度，减小干缩等，其他一系列物理性能，都可以得到相当的改善。
在保持混凝土的强度及硬化条件不变的情况上，干硬性混凝土较塑性混凝土能节省水泥101}1～95≯。
干硬性混凝土与塑性混凝土不同之处归纳起来主要是：单位用水量小，塑性混凝土的用水量一般约为180kg/m3左右，而干硬性混凝土的用水量一般只有110_150kg/m3;水灰比小，配制快硬高强度的干硬性混凝土，水灰比一般都在0.5以下，有的低至0. 30甚至0. 25;砂率小，由于和易性不同于塑性混凝土，因此砂率可以减少。
干硬性混凝土抗压强度检测的研究[建筑工程]
![干硬性混凝土抗压强度检测的研究[建筑工程]](https://img.taocdn.com/s3/m/fb504119a8956bec0875e300.png)
干硬性混凝土抗压强度检测的研究［建筑工程］干硬性混凝土抗压强度检测的研究,建筑工程,宋功业杨梅刘瑛黄新刘存约3749字摘要:干硬性混凝土用水量少,可以用少量的水泥作胶结料,可以节约水泥。
但是,干硬性混凝土的抗压强度检测方法一直未能很好解决。
本文就目前采用的几种干硬性混凝土试块的留置方法进行分析比较,思考着新的解决途径。
关键词:干硬性混凝土试块留置方法1 干硬性混凝土的性能研究1.1 塑性混凝土的主要性能在混凝土建筑物中,由于各个部位所处的环境不同,工作条件也不相同,对混凝土性能的要求也不一样,故必须根据具体情况,采用不同性能的混凝土,达到在满足性能要求的前提下,经济效益显著的目的。
混凝土的主要性能包括混凝土强度、混凝土拌和物的和易性和易性和混凝土的其它性能等。
1.1.1 塑性混凝土拌和物的和易性混凝土拌和物的和易性是指混凝土在施工中是否易于操作,是否具有能使所浇筑的构件质量均匀、成型易于密实的性能[1]。
和易性是一项综合性能,包括流动性、黏聚性和保水性。
1.1.2 混凝土的强度混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪,其中以抗压强度为最高,所以混凝土主要用来抗压。
混凝土的抗压强度是一项最重要的性能指标。
按照国家规定,以边长为150mm的立方体试块,在标准养护条件下(温度为20?左右,相对湿度大于90%)养护28d,测得的抗压强度值,称为立方抗压强度fcu。
1.1.3 混凝土的其它性能除了强度、和易性外,还有混凝土的变形性质以及混凝土的耐久性等[2],这里不再赘述。
1.2 干硬性混凝土及其稠度1.2.1 干硬性混凝土的稠度所谓干硬性混凝土,就是拌和物的坍落度小于10mm且需用维勃稠度来表示其稠度的混凝土。
混凝土的稠度有两种表示方法,对于塑性混凝土,一般用坍落度(单位:毫米或厘米)表示。
对于干硬性混凝土一般用维勃稠度表示(单位:s)。
见表1。
干硬性混凝土用水量非常少,几乎没有什么流动性,其工作性能可以通过调整水灰比W/C及加减水济等来实现。
钢筋混凝土结构的徐变性能研究
钢筋混凝土结构的徐变性能研究一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑工程中最常见的结构形式之一，其具有优良的耐久性、承载能力和抗震性能，但在长期使用过程中，钢筋混凝土结构会受到外力和环境等多种因素的影响，导致其徐变性能发生变化，进而影响结构的安全性。
因此，深入研究钢筋混凝土结构的徐变性能，对于提高结构的可靠性和安全性具有重要意义。
二、徐变的概念及影响因素1. 徐变的概念徐变是指在恒定的外部载荷下，材料在一段时间内产生的变形，该变形随时间增长而逐渐增大，称为徐变变形。
徐变变形是由于材料中的微观组织结构发生改变所致，这种改变可以表现为晶格缺陷的积累、位错的移动和扩散等。
2. 影响因素钢筋混凝土结构的徐变性能受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）温度：温度是影响钢筋混凝土结构徐变性能的主要因素之一。
当温度升高时，材料的徐变速率会加快，从而导致徐变变形增大。
（2）湿度：湿度也是影响钢筋混凝土结构徐变性能的重要因素之一。
湿度会使得材料吸水膨胀，从而导致徐变变形增大。
（3）荷载水平：荷载水平是影响钢筋混凝土结构徐变性能的另一个重要因素。
当荷载水平增大时，材料的徐变速率也会加快。
（4）时间：时间也是影响钢筋混凝土结构徐变性能的一个因素。
随着时间的推移，材料的徐变变形会逐渐增大。
三、徐变试验方法为了研究钢筋混凝土结构的徐变性能，需要进行相应的试验。
目前，常用的徐变试验方法主要包括以下几种：1. 恒定荷载法恒定荷载法是最常见的徐变试验方法之一。
该方法是在恒定荷载下进行试验，通过测量材料的变形和时间的关系，来确定材料的徐变特性。
2. 断裂能法断裂能法是一种比较新的徐变试验方法，该方法是通过测量材料的断裂能来确定其徐变特性。
该方法具有试验过程简单、试验时间短等优点。
3. 微观试验法微观试验法是一种通过观察材料的微观结构来确定其徐变特性的试验方法。
该方法可以直接观察到材料中的晶格缺陷和位错等微观结构的变化，从而确定其徐变特性。
混凝土—混凝土的徐变
• 应力大小、加载时混凝土的龄期、混凝 土的组成成分和配合比、养护及使用条 件下的温度与湿度、构件尺寸、体表比；
5. 徐变对工程的影响
思考题
以承受恒荷载为主的钢筋 混凝土结构能否长时间处 于高应力状态？
混凝土的徐变
01 徐变的概念
02 徐变的特点
03 产生徐变的原因
04 影响徐变的因素
05 徐变对工程结构的影响
徐变的概念
在荷载的长期作用下， ε
混凝土的变形随时间而
增加，即在应力不变的
情况下，混凝土的应变
随时间持续增长，这种 现象称为混凝土的徐变。 A
εcc（徐变） εci （瞬时应变）
B C
D
εeir（瞬时恢复应变） εehr（弹性后效）
εcp （残余应变）
T（时间）
ห้องสมุดไป่ตู้
徐变的特点
徐变开始时发展很快，
2～3年后趋于稳定，一 ε
般前6个月可完成总徐变 的 70 ～ 80% ， 一 年 内 完 成90%；
εcc（徐变）
徐变变形比较大，一般 为瞬时变形的1～4倍；
A εci （瞬时应变）
当σ≤ 0.5ƒc 时，徐变与初应力σ成正比， 称为线性徐变；
当0.5ƒc <σ< 0.8ƒc时，徐变比应力增加 快，称为非线性徐变；
当σ＞0.8ƒc 时，徐变的发展将最终导致 破坏，所以一般取σ= (0.75～0.8)ƒc 作 为混凝土在长期荷载作用下的抗压强度。
2. 加载时混凝土的龄期
加载时混凝土的龄期越短，则徐变变形越大。
卸荷后可恢复部分变形为“瞬时恢复+弹性后效”。
B C
D
εeir（瞬时恢复应变） εehr（弹性后效）
混凝土的徐变和收缩读书报告2
混凝土的徐变和收缩——钢筋混凝土非线性分析读书报告之一混凝土的徐变和收缩一． 混凝土的徐变1．概述长期荷载作用下，混凝土的应力保持不变，他的应变随着时间的增长而增大的现象叫做混凝土的徐变。
徐变有两部分组成：（1）基本徐变或称真实徐变，即在湿度平衡条件下产生的徐变值。
这是密封试件在荷载下实测的徐变值，主要和常值应力大小和时间有关。
（2）干缩徐变，这是受力试件和周围环境中湿度交换的结果，随时间而引起的变形。
干缩徐变区别于收缩，主要是收缩是混凝土在不受力情况下引起的体积变形。
混凝土在应力作用的当时（混凝土龄期为τ天）产生瞬时弹性应变εel ，随荷载作用时间（t ）的延续，徐变变形εcr 不断增长，经过一段时间后卸载，即时产生的弹性恢复变形εel ′<εel ，以后继续有徐变恢复又称弹性后效（迟后弹性变形）εel′′，但仍有残留的永久变形，称流动变形εcr ′。
如下图。
2．徐变应变值表达式 sd sb s εεε+=sh sb s εεεQ +=式中，εs ＝徐变总应变，εsb ＝基本徐变应变，εsd ＝干缩徐变应变，εsh ＝同一时期内的收缩应变，Q ＝系数，为常数值。
一般把未密封试件荷载所得随时间而增加的应变值，减去未受荷试件的相应的收缩应变值，即徐变应变。
时间（t ） 受荷混凝土时间－变形曲线3．混凝土徐变产生的原因（1）混凝土结硬以后，骨料之间的水泥浆的一部分变为完全弹性的结晶体，其他为填充在晶体间的凝胶体而具有黏性流动的性质。
水泥石在承受荷载的瞬间，结晶体和凝胶体共同受力。
然后，随着时间的推移，凝胶体由于粘性流动而逐渐卸载，此时晶体承受过多的外力，并产生弹性变形，从而使水泥石变形（混凝土徐变）增加，即由水泥凝胶体和水泥结晶体之间产生应力重分布所致。
（2）混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断增加，从而导致应变的增加。
在应力不大时，徐变以第一种原因为主；应力较大时，以第二种原因为主。
4．混凝土的徐变与混凝土应力大小的关系应力越大，徐变越大，随着混凝土应力的增加，混凝土的徐变将发生不同的情况。
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混凝土家族之“干硬性混凝土”
一、定义
干硬性混凝土是指坍落度小于10mm，显得干稠而难以流动的混凝土拌和物。
由于拌和物比较干稠，不易流动，因此对流动性的表示方法，与塑性混凝土不同。
塑性混凝土用坍落度表示，而干硬性混凝土则用干硬度即维勃稠度(秒)表示。
依据维勃稠度值的大小，干硬性混凝土拌和物可分为四级：
干硬性混凝土几乎没有什么流动性, 坍落度很小，施工时必须采用强力振捣密实，否则易产生较多孔隙而影响混凝土质量，成型需要外力的作用，比如压路机的碾压等。
二、性能特点
干硬性混凝土具有硬化快、密实度大、强度高、收缩小、水泥用量少等优点。
干硬性混凝土是一种快硬高强度混凝土，既能提高混凝土质量，又能节省水泥。
采用干硬性混凝土，由于减少了单位用水量，在保持水泥用量不变的情况下，等于降低了水灰比，因而可以提高混凝土强度的50%左右。
干硬性混凝土强度的提高，不仅表现在28d强度上，同时也可以大大提高早期强度：ld可以达到28d强度的15%，3d可以达到28d 强度的50%，7d可以达到28d强度的70%。
这样，就可以在不采用其他加热养护的条件下，
使混凝土达到快硬早强的目的：如果在冬季施工，采用干硬性混凝土，只要辅以简单的蓄热措施，就可以保证满足强度要求。
在常温下施工，还可以起到提前拆模、增加模板周转率的目的。
干硬性混凝土与塑性混凝土比较，之所以能够提高强度，可以从干硬性混凝土的组织结构来进行分析。
在混凝土中，如果砂率大，水泥浆多，则骨料间的砂浆层增厚。
但由于砂浆是薄弱部分，因此混凝土强度不高。
而干硬性混凝土，由于砂率小，水泥砂浆相对减少，经过强力振捣，石子在混凝土中将形成紧密的骨架，骨料间砂浆层较薄。
当外荷作用时，主要由石子骨架来支承。
由于石子强度高，所以混凝土强度就高。
另外，由于干硬性混凝土用水量少，水灰比小，能减少析水，改善了界面区的结构，从而能增加混凝土的密实度，提高水泥浆与砂粒、水泥浆与粗骨料间的胶结强度。
由于干硬性混混凝土的用水量少，混凝土中的游离水分相应减少，内部留存的空隙和毛细管也随之减少，混凝土的密实性得以提高，从而可以大大提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
同时还可以提高钢筋的握裹强度，减小干缩等，其他一系列物理性能都可以得到相当的改善。
三、桥梁工程应用
1、广清高速省道S114跨线桥加固工程
省道S114跨线桥为主线上跨省道S114，结构为20m和30m左右的连续箱梁。
为提高结构承载能力和耐久性，改善结构受力性能，加固采用布置在箱梁腹板外侧的有粘结预应力，并将墩顶附近腹板加厚，提高墩顶附近截面的抗剪承载能力。
设计考虑到加厚段与翼板下缘连接处，不易振捣密实，收缩后易脱开的特点，采用了10cm高的干硬性混凝土，并要求“先立模浇注腹板加厚段下部混凝土，在下部混凝土初凝之前灌注上部干硬性混凝土并成型”，较好的解决了这个问题。
2、椒江二桥组合梁桥面板
椒江二桥主桥为主跨480m的双塔双索面五跨连续斜拉桥,主梁截面采用半封闭钢箱
组合梁。
组合梁桥面板的混凝土收缩徐变受到钢箱梁的约束，易发生开裂现象，影响混凝土耐久性。
根据论文《椒江二桥C60干硬性混凝土配合比设计》，该桥桥面板采用了C60干硬性混凝土，取得了较好的效果。
但从混凝土坍落度试验数据来看，不太满足干硬性混凝土对于坍落度的相关要求，是否可定义为干硬性混凝土，值得商榷。