混凝土的徐变规律有哪些

混凝土在长期荷载作用下，其应变随时间而持续增长的现象称为徐变。这一现象不仅影响着混凝土结构的性能，还是混凝土结构设计计算中不可忽视的重要因素。下面，我们从多个方面详细阐述混凝土的徐变规律。

1. 徐变的基本定义

徐变是混凝土在不变荷载长期作用下，其应变随时间而继续增长的现象。它通常表现为前期增长较快，后期逐渐减慢，最终趋于稳定。徐变的发生与混凝土的组成、配合比、养护条件等多种因素有关。

2. 徐变与时间的关系

徐变的发展规律是先快后慢。在加载初期，徐变增长较快，一般在最初六个月内可完成最终徐变量的70~80%，第一年内可完成90%左右，其余部分在以后几年内逐步完成。经过2~5年，徐变基本结束。

3. 应力条件对徐变的影响

初始加荷应力越大，徐变越大。加载时混凝土的龄期越短，徐变也越大。在实际工程中，通过加强养护使混凝土尽早结硬，可以有效减小徐变。

4. 混凝土组成对徐变的影响

混凝土的骨料越坚硬，徐变越小；水灰比越大，水泥用量越多，徐变越大。这是因为水灰比大意味着混凝土中水泥石含量及毛细孔数量多，从而增加了徐变的可能性。

5. 养护条件对徐变的影响

受荷前养护的温度越高，湿度越大，水泥水化作用就越充分，徐变就越小。这是因为良好的养护条件促进了水泥的水化反应，减少了未填满的毛细孔数量，从而降低了徐变。

6. 环境因素对徐变的影响

加荷期间温度越高，湿度越低，徐变就越大。这是因为高温低湿环境会加速混凝土中水泥石的黏性流动和毛细孔中水的迁移，从而增加徐变。

7. 徐变对混凝土结构的影响

徐变会引起混凝土结构变形增大，导致预应力混凝土发生预应力损失。严重时，徐变还会引起结构破坏。徐变的发生对结构内力重分布有利，可减小各种外界因素对超静定结构的不利影响。

8. 徐变的有利作用

徐变可消除混凝土钢筋混凝土中的应力集中程度，使应力重新分布，从而缓解局部应力集中。对于大体积混凝土工程，徐变可降低或消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。

9. 徐变的不利作用

徐变会使受弯构件的挠度增大，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失。这些不利影响需要在混凝土结构设计中予以充分考虑。

10. 徐变系数的应用

徐变大小通常采用徐变系数来描述。徐变系数是徐变变形与弹性变形之比，它反映了混凝土在长期荷载作用下的变形能力。在混凝土结构设计中，合理选用徐变系数对于保证结构的安全性和耐久性具有重要意义。

11. 徐变与混凝土弹性模量的关系

混凝土的弹性模量与其骨料与水泥石的弹性模量有关。骨料含量较多、水灰比较小、养护较好及龄期较长的混凝土具有较大的弹性模量，其徐变也相对较小。

12. 徐变与混凝土耐久性的关系

徐变不仅影响混凝土结构的力学性能，还与其耐久性密切相关。例如，徐变引起的预应力损失可能导致预应力混凝土构件的耐久性降低。在混凝土结构设计中，需要综合考虑徐变对结构性能和耐久性的影响。

13. 徐变研究的进展

随着混凝土材料科学和结构工程学的不断发展，对混凝土徐变的研究也在不断深入。国内外学者提出了多种徐变理论和计算模型，为混凝土结构的设计和施工提供了有力支持。

14. 徐变在实际工程中的应用

在桥梁、高层建筑、大体积混凝土工程等实际工程中，徐变是一个不可忽视的因素。工程师们需要根据具体工程条件选择合适的混凝土配合比、养护条件等参数，以减小徐变对结构性能的不利影响。

15. 未来研究方向

未来对混凝土徐变的研究可以进一步探索其微观机制、长期性能以及与其他因素（如温度、湿度、荷载类型等）的相互作用关系。还可以研究新的材料和技术手段来降低混凝土的徐变性能，提高混凝土结构的耐久性和安全性。