[科普中国]-混凝土徐变

混凝土徐变(creep of concrete)：混凝土在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变。

含义混凝土结构或者材料在长期恒定荷载作用下，变形随时间增长的现象称为徐变。混凝土的徐变特性主要与时间参数有关，通常表现为前期增长较快，而后逐渐变缓，经过2～5年后趋于稳定。一般认为，引起混凝土徐变的原因主要两个：1)当作用在混凝土构件上的应力不大时，混凝土具有黏性流动性质的水泥凝胶体，在荷载长期作用下产生黏性流动；2)当作用在混凝土构件上的应力较大时，混凝土中微裂缝在荷载长期作用下持续延伸和发展。

混凝土的典型徐变曲线如图1所示。可以看出，当对棱柱体试件加载，应力达到0.5时，其加载瞬间产生的应变为瞬时应变。若保持荷载不变，随着加载作用时间的增加，应变也将继续增长，这就是混凝土的徐变。一般情况下，徐变开始增长较快，以后逐渐减慢，经过较长时间后就逐渐趋于稳定。1

徐变原因自身内部因素（1）是混凝土受力后，水泥石中的胶凝体产生的黏性流动（颗粒间的相对滑动）要延续一个很长的时间；

（2）另一方面骨料和水泥石结合面裂缝的持续发展。

（3）混凝土在本身重力作用下发生的塑性变形（类似与土的固结）

外部因素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。

压应力σc≤0.5fc ── 线性徐变，具有收敛性；

σc>0.5fc ── 非线性徐变，随时间、应力的增大呈现不稳定现象；

σc>0.8fc ── 砼变形加速,裂缝不断地出现、扩展直至破坏（非收敛性徐变）。

一般地, 混凝土长期抗压强度取（0.75~0.8）fc徐变系数：φ=εcr/εce= ECεcr/σ。

性能影响在荷载长期作用下，受弯构件的挠度增加；

细长柱的偏心距增大；

预应力混凝土构件将产生预应力损失等。

徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀的重新分布，对大体积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。但在预应力混凝土结构中，徐变将使混凝土的预加应力受到损失。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学