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時間和環(huán)境條件對力學性能的影響

2015-04-22 18:25  建設工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯】

水泥與水產(chǎn)生的水化作用,從水泥顆粒的表層往內(nèi)部慢慢深入發(fā)展,混凝土逐漸成熟,這一過程將持續(xù)數(shù)十年而不終止。在此期間, 混凝土周圍的環(huán)境條件既影響水泥水化作用的程度(即混凝土的成熟度),又與混凝土材科發(fā)生多種物理的和化學的作用, 對混凝土的力學性能造成各種有利或不利的影響。

隨著混凝土齡期的增長,水泥凝膠體的粘結強度不斷增強、流動性不斷減弱,因而提高了混凝土的強度和彈性模量值。另一方面,混凝土在應力的長期作用下,由于水泥凝膠體發(fā)生持續(xù)的粘性流動和內(nèi)部微裂縫的發(fā)展,其變形將隨時間而增大(徐變)。長期強度將有所降低。

周圍環(huán)境的溫度變化使混凝土內(nèi)部形成不均勻溫度場,因而影響水泥的水化作用速度,產(chǎn)生溫度變形和內(nèi)應力,甚至出現(xiàn)裂縫。環(huán)境的濕度影響混凝土內(nèi)水分的遷移速度和數(shù)量、含水量分布、收縮變形和內(nèi)應力狀態(tài),以及微裂縫的出現(xiàn)。這些都將使混凝土的強度和變形發(fā)生相應的變化。、

大氣中的CO2氣體使混凝土表層碳化,碳化層隨時間而逐漸加厚;環(huán)境中的某些化學介質對混凝土有腐蝕作用等,都影響混凝土的微裂縫擴展、強度和耐久性。

混凝土材料特點,決定了其力學性能的復雜、多變和離散,再加上混凝土原材料的性質和配合比的差別, 更造成從微觀的定量理論分析來研究混凝土力學性能的困難。從結構工程的觀點,通常取尺度為≧70mm或3—4倍粗骨料粒徑的混凝土試件作為單元,看作是連續(xù)、等向的均質材料,且性能在短時間(小時級)內(nèi)穩(wěn)定,以其平均的強度、變形值以及宏觀的破壞形態(tài)作為研究的標準,并且用同樣尺度的試件進行力學性能測定,經(jīng)過總結、分析后建立強度準則和本構關系,應用于實際工程具有足夠的準確度。

責任編輯:ivor
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