混凝土产生干缩湿胀的原因是什么?影响混凝土干缩变形的因素有哪些?
混凝土在干燥空气中存放时,混凝土内部吸附水分蒸发而引起凝胶体失水产生紧缩,以及毛细管内游离水分蒸发,毛细管内负压增大,也使混凝土产生收缩,称为干缩;混凝土在水中硬化时,体积不变,甚至有轻微膨胀,称为湿胀。这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚,胶体粒子间距离增大所致。
影响混凝土干缩的因素有:水泥品种和细度、水灰比、水泥用量和用水量等。火山灰质硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥干缩大;水泥越细,收缩也越大;水泥用量多,水灰比大,收缩也大;混凝土中砂石用量多,收缩小;砂石越干净,捣固越好,收缩也越小。
毛细孔隙和凝胶的存在造成混凝土在干燥时产生收缩,而毛细孔隙和凝胶的多少都直接与水灰比和水泥用量有关。故影响干缩的主要因素为水灰比和水泥用量。
混凝土的受压变形破坏特征及其破坏机理。
混凝土在外力作用下的变形和破坏过程,也就是内部裂缝的发生和发展过程。
混凝土的受压变形破坏特征如下:
I阶段:荷载到达“比例极限”(约为极限荷载的30%)以前、界面裂缝无明显变化,荷载与变形比较接近直线关系。
II阶段:荷载超过 “比例极限”以后,界面裂缝的数量、长度和宽度都不断增大,界面借摩阻力继续承担荷载,但尚无明显的砂浆裂缝。此时,变形增大的速度超过荷载增大的速度,荷载与变形之间不再为线性关系。
III阶段:荷载超过“临界荷载”(约为极限荷载的70~90%)以后,界面裂缝继续发展,开始出现砂浆裂缝,并将邻近的界面裂缝连接起来成为连续裂缝。此时,变形增大的速度进一步加快,荷载一变形曲线明显地弯向变形轴方向。
IV阶段:荷载超过极限荷载以后,连续裂缝急速发展,此时,混凝土的承载能力下降,荷载减小而变形迅速增大,以至完全破坏,荷载一变形曲线逐渐下降而最后结束。
硬化后的混凝土在未施加荷载前,由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起的砂浆体积的变化,在粗骨料与砂浆界面上产生了拉应力,同时混凝土成型后的泌水聚积于粗骨料的下缘,混凝土硬化后形成为界面裂缝。混凝土受外力作用时,其内部产生了拉应力且在微裂缝顶部形成应力集中,随着拉应力的逐渐增大,导致微裂缝的进一步延伸、汇合、扩大,形成可见的裂缝,致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。
什么是混凝土材料的标准养护、自然养护、蒸汽养护、压蒸养护?
标准养护是指将混凝土制品在温度为20士2℃,相对湿度大于95%的标准条件下进行的养护。评定强度等级时需采用该养护条件。
自然养护是指对在自然条件(或气候条件)下的混凝土制品适当地采取一定的保温、保湿措施,并定时定量向混凝土浇水,保证混凝土材料强度能正常发展的一种养护方式。
蒸汽养护是将混凝土材料在小于100℃的高温水蒸汽中进行的一种养护。蒸汽养护可提高混凝土的早期强度,缩短养护时间。
压蒸养护是将混凝土材料在8~16大气压下,175~203℃的水蒸汽中进行的一种养护。压蒸养护可大大提高混凝土材料的早期强度。
养护对混凝土强度发展有很大的影响。升高温度,水泥的水化加速,强度发展加快,但温度过高对用硅酸盐水泥和普通水泥拌制的混凝土的后期强度的发展有不利影响。温度降低,则水泥水化减慢,早期强度将明显降低。湿度同样是混凝土强度正常发展的必要条件。混凝土的抗压强度是在标准养护条件下养护后测得的值。自然养护和蒸汽养护属于非标准养护条件,强度值有一定的随意性。压蒸养护需要的蒸压釜设备比较庞大。仅在生产硅酸盐混凝土制品时应用。
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水利工程设计
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