混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中,混凝土在不受力情况下出现的体积缩小现象。混凝土的收缩可分为 6 种类型,依次为干燥收缩、塑性收缩、温度收缩、化学收缩、碳化收缩以及自收缩。混凝土的收缩应变可以表示为收缩应变终值与时间函数的乘积,即
式中 ε sh ,∞ ——收缩应变终值;
f (t-t 0) ——从 t 0 至 t 产生的收缩应变值与收缩应变终极值的比值;
t 0 ——开始干燥时刻或者拆模时刻混凝土的龄期;
t ——混凝土的龄期。
混凝土徐变是指混凝土在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形。受正常工作应力持续影响的混凝土,会引发瞬时变形和徐变变形。其中,瞬时变形包含可恢复的弹性变形;徐变变形由可恢复的滞后弹性变形以及不可恢复的流动变形组成,一般来说,徐变变形比瞬时弹性变形大 1 ~ 3 倍。
影响混凝土随时间变形的因素概括起来有两点,分别为荷载和干燥。一般情况下,把总徐变变形定义为总变形与对比试件(不加荷试件)的体积变形(补偿变形)之差,把基本徐变定义为混凝土处于密封条件下(与周围介质没有湿度交换)以及持续荷载作用下引起的徐变,把干燥徐变定义为总徐变值与基本徐变之差,即总徐变=基本徐变+干燥徐变。
一般情况下,采用徐变系数 φ ( t , t 0 )表示混凝土的徐变程度,目前有两种比较常用的徐变系数定义:第一种是CEB-FIP MODEL CODE(标准规范,1978 年版)和英国标准BS5400 第四部分(1984 年版)等采用的定义[式(2.2)];第二种是美国ACI209 委员会报告中(1982 年版)采用的定义[式(2.3)],第二种定义认为在不同混凝土养护环境的情况下,应当采用不同的混凝土标准加载龄期。
式中 ε c( t , t 0) ——作用于混凝土的常应力 σ c(t0) 从 t 0 时刻至 t 时刻产生的徐变应变;
E c(28) ——混凝土 28 d龄期的弹性模量。
式中 E c( t 0) ——混凝土 t 0 时刻的弹性模量。