混凝土的发展历史:
混凝土在古代西方曾经被使用过,罗马人用火山灰混合石灰,砂制成的天然混凝土曾在古代的一些建筑中使用。天然混凝土具有凝结力强,坚固耐久,不透水等特性,使之在罗马得到广泛应用,大大促进了罗马建筑结构的发展,而且拱和穹顶的跨度上不断取得突破,造就了一大批仍为人们津津乐道的在型公共建筑。公元前1世纪中,天然建筑在券拱结构中几乎完全排斥了石材。
自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛(见无机胶凝材料)。
20世纪初,水灰比等学说初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。
60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土;多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。
现代混凝土的发展方向——商品混凝土
商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品,它应包括:大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳定、经济、性价比高,必须严格选择所需的原材料和优化混凝土的配合比。实践证明,现代混凝土配合比全计算法设计为此提供了简单快捷和可靠的技术途径。
商品混凝土是指以集中搅拌、远距离运输的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。严格地讲商品混凝土是指混凝土的工艺和产品,而不是混凝土的品种,它应包括大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、高强混凝土、大体积混凝土、防渗抗裂混凝土或高性能混凝土等。因此、商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合,它的普及程度能代表一个国家或地区的混凝土施工水平和现代化程度。集中搅拌的商品混凝土主要用于现浇混凝土工程,混凝土从搅拌、运输到浇灌需1,2h,有时超过2h。因此商品混凝土 搅拌站合理的供应半径应在l0km之内。
混凝土徐变是指混凝土在应力不变时,其应变随时间而持续增长的特性。而徐变度是指单位应力下混凝土产生的徐变变形
长期荷载作用下的变形——徐变:混凝土在一定的应力水平(如50%,70%的极限强度)下,保持荷载不变,随着时间的延续而增加的变形称为徐变。徐变产生的原因主要是凝胶体的粘性流动和滑移。加荷早期的徐变增加较快,后期减缓,如图4-16所示。混凝土在卸荷后,一部分变形瞬间恢复,这一变形小于最初加荷时产生的弹塑性变形。在卸荷后一定时间内,变形还会缓慢恢复一部分,称为徐变恢复。最后残留部分的变形称为残余变形。混凝土的徐变一般可达300×10-6,1500×10-6m/m。
混凝土的徐变在不同结构物中有不同的作用。对普通钢筋混凝土构件,能消除混凝土内部温度应力和收缩应力,减弱混凝土的开裂现象。对预应力混凝土结构,混凝土的徐变使预应力损失大大增加,这是极其不利的。因此预应力结构一般要求较高的混凝土强度等级以减小徐变及预应力损失。图4-16混凝土的应变与荷载作用时间的关系
影响徐变的因素除了和时间有关外,还与下列因素有关:
(1)应力条件:此应力一般指长期作用在混凝土结构上的应力:如恒载;同时活载大小也是其中的一个因素。经过实验表明,徐变与应力大小有直接关系。应力越大,徐变也越大。实际工程中,如果混凝土构件长期处于不变的高应力状态是比较危险的,对结构安全是不利的。
(2)加荷龄期。初始加荷时,混凝土的龄期越早,徐变越大。若加强养护,使混凝土尽早结硬或采用蒸汽养护,可减少徐变。
(3)周围环境。养护温度越高,湿度越大,水泥水化作用越充分,徐变就越小;试件受荷后,环境温度低,湿度大,徐变就越小。
(4)混凝土中水泥用量越多,徐变越大;水灰比愈大,徐变愈大。
(5)材料质量和级配好,弹性模量高,徐变小。
徐变的优缺点:
优点:
混凝土的徐变会显著影响结构或构件的受力性能。如局部应力集中可因徐变得到缓和,支座沉陷引起的应力及温度湿度力,也可由于徐变得到松弛,这对水工混凝土结构是有利的。
缺点:
但徐变使结构变形增大对结构不利的方面也不可忽视,如徐变可使受弯构件的挠度增大2~3倍,使长柱的附加偏心距增大,还会导致预应力构件的预应力损损失。
混凝土的塑性变形一般指混凝土拌合物没有硬化以前由于失水收缩产生的变形,徐变变形是混凝土硬化后的缓慢变形。
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