武汉中望置业有限公司办公综合楼设计外文翻译资料

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2.11.3 影响蠕变的因素

有一些独立和相互影响的因素如材料性质和组成，固化和环境条件以及负载条件影响徐变的大小。一般来说，蠕变在以下情况下增大：

1. 水泥含量高
2. 水灰比高
3. 骨料含量低
4. 含气量高
5. 相对湿度低
6. 温度（造成水分流失）高
7. 构件的尺寸/厚度很小
8. 装载发生在早期且持续时间长

2.11.4 设计的徐变系数

几种经验方法，如ACI方法[参考文献 2.29]和CEB-FIP方法[参考2.30]，已经被开发出来以达到设计目的的合理估计的徐变系数。在没有与影响徐变的因素相关的数据的情况下，“守则”（第6.2.5.1条）建议使用极限徐变系数值分别等于2.2,1.6和1.1，当龄期为7天，28天和1年。

在服务负载范围内，可以认为徐变与施加的应力成比例。这个假设有助于通过降低弹性模量的通常的线性弹性分析来估计弯曲构件的总挠度（初始加徐变挠度）。规范（C1.C 4.1）规定了此模数有效弹性模量（Ece），就短期弹性模量（Ec）和极限蠕变系数而言表达如下：

第10章介绍了由于徐变引起的钢筋混凝土梁长期挠度的计算细节。

2.12 混凝土中的收缩和温度影响

2.12.1 收缩

混凝土由于蒸发而失去水分而在硬化状态下收缩；因此，体积的减少被称为干燥收缩（往往，简单地收缩）。像徐变一样，收缩在混凝土中引入随时间变化的应变[图。2.15]。

收缩和徐变不是独立的现象。但为方便起见，通常将其效果视为分离，独立和附加的。所有与构成材料性质有关的影响徐变因素，组成，养护和环境条件，分子大小和龄期，也影响收缩。

然而，与徐变不同，收缩应变与混凝土中的应力条件无关。此外，收缩在很大程度上是可逆的，即交替的干燥和潮湿条件将导致混凝土中的交替体积变化。

当收缩受到限制时，通常是在混凝土结构中，拉伸应力发展，如果过多，可能导致开裂。类似地，由于潮湿或热梯度导致，或者是收缩的限制不同（例如，通过在梁中不对称放置的加强引起）导致的差异收缩，导致内部应力，曲率和挠度。收缩，和徐变一样，也导致预应力混凝土结构中的预应力损失。

由于收缩的主要原因是混凝土水泥浆相的水分流失，可以通过保持混合物中的单位含水量尽可能低并且总骨料含量尽可能高来减小收缩。

收缩应变设计

收缩通常表示为线性应变(mm/mm). 实证方法 2.29，2.30]可用于估计设计目的的收缩应变。最终收缩应变值的变化很大-达0.001mm/mm-已经报道。在没有可靠数据的情况下，规范（Cl。6.2.4.1）建议使用0.0003 mm / mm的极限收缩应变值；这似乎相当低，与ACI建议 [参考文献 2.29]湿养护混凝土的平均值为0.0008mm / mm相比。

第10章讨论了由于收缩引起的钢筋混凝土梁长期偏移的计算细节。

2.12.1 温度影响

混凝土随着温度升高而膨胀，随着温度的下降而收缩；事实上，热收缩产生类似于收缩的效果。

由于季节性变化的温度，内部应力在结构（超静定）中引起，由于自由运动的限制。为了限制大型平面尺寸钢筋混凝土建筑物的温度应力发展，在适当的位置设置合适的伸缩缝是可取的，特别是在计划尺寸有明显变化的地方[参考规范Cl。 27]。考虑到温差（热梯度），温度应力也会发展，如暴露在阳光下的屋顶板（特别是空调房间），或在排放热气体的烟囱中。在许多结构（如钢筋混凝土烟囱和冷却塔）的设计中，温度负载需要在设计中特别考虑。

一般来说，在裂缝可能发展的地方，在混凝土中设置一些标称钢筋（靠近表面）是很好的设计实践，由于温度和收缩的影响。在大暴露的混凝土表面（如大尺寸梁的腹板面）情况时很合理，否则没有增强。

热膨胀系数

为了设计的目的，混凝土的热膨胀系数是必需的。这被发现取决于各种因素，如水泥和骨料的类型，相对湿度，构件尺寸等。规范（Cl。6.2.6）建议的值范围为6℃times;10-6 mm / mm /ordm;C（混凝土与钙质骨料）至12times;10-6 mm / mm每ordm;C（含硅质骨料的混凝土）。但是，对于特殊结构如水箱，烟囱，仓和筒仓的设计，建议采用11times;10-6 mm / mm /ordm;C的值[Ref. 2.33]。这与钢的热膨胀系数非常接近（每oC约为12times;10-6 mm / mm）。因此钢和周围混凝土之间几乎不存在任何差别的热膨胀和相关的相对运动。

2.13 混凝土的耐久性

如果混凝土在其预期寿命期间为其设计的目的服务，它必须耐用。不幸的是，在不利环境下，过去建造的许多钢筋混凝土结构（特别是不太远的过去）已经显示出结构性困扰增加的迹象，主要由于化学侵蚀，导致混凝土变质和钢筋腐蚀。耐久性的损失导致结构的寿命缩短。为了更加重视耐久性考虑，最近对“规范”的修订加强了有关耐久性的规定，将规范从“早前的规范”附录转移到“规范”（第8章）的主体，并加强其范围和影响。这些变化符合其他国家规范，如BS 8100和ACI 318。

混凝土结构的耐久性损失主要归因于两类因素，即外部因素和内部因素。外部因素与混凝土暴露的环境类型有关，而内部因素与建筑混凝土固有的特性有关。内部因素中的主要因素是混凝土的相对渗透率，因为仅当有害化学物质进入混凝土时才能发生化学侵蚀。化学侵蚀是由水，氧气，二氧化碳，氯化物，硫酸盐和其他有害化学物质引起的（由周围的地面或海水，土壤或潮湿的空气所引起）。也可能由于原始混凝土混合物中存在有害成分（如氯化物，硫酸盐和碱反应性聚集体）而发生。相对较薄或具有不足的钢筋保护层的混凝土构件特别脆弱。缺乏避免形成水池的好的排水系统和暴露的表面被水淹没，以及混凝土中的裂缝也会导致水的侵入和混凝土的变质。抗渗透性由用于制造混凝土的成分和工艺决定。尽管具体技术取得了显着的进步，但令人遗憾的是，在印度的许多建筑工地，特别是较小规模的项目，工艺仍然很差。

如果在设计和施工阶段适当考虑（或修改）各种内部因素，可以实现混凝土的耐久性，以确保混凝土具有预期的对预期外部因素的抵抗力。否则，修复已经损坏的混凝土（由于不合适的设计和施工质量）的任务是困难和昂贵的。

在已知的不利环境中使混凝土耐化学腐蚀的最有效的方法是通过：

1. 降低渗透性

提供高质量混凝土

使用足够的水泥

使用分级好，密集的骨料

使用低水灰比

使用适当的外加剂（包括硅粉）

实现最大压实

实现有效养护

使用适当的表面涂层和防渗膜

避免尖锐的角落和压实困难的位置

在设计时尽可能减少可能的裂缝

1. 为埋置钢筋提供直接保护，防止腐蚀

提供足够的干净表面

使用适当的耐腐蚀或涂层钢

使用先进的技术，如阴极保护

提供具有对硫酸盐和/或氯化物具有预期的耐化学性的合适类型的水泥

控制混凝土组合物中的氯化物和硫酸盐含量（在“规范”第8.2.5条规定的限度内）

避免使用碱反应骨料

当需要抵抗冻融时提供引气剂

提供足够厚度的构件

提供足够的加固设计，以将裂纹宽度包含在可接受的范围内

在混凝土表面提供足够的排水，以避免水滞留（例如，“积水”在屋顶板）

2.13.1 环境暴露条件和规范要求

“守则”（第8.2.2.1条）确定了环境暴露条件的五个类别，即“轻度”，“中度”，“严重”，“非常严重”和“极度严重”，程度越来越高。这种分类的目的主要是提供一个基础，以确保某些最低要求来提供与暴露的严重程度相关的所需性能。这些要求对钢筋混凝土工程的设计和施工都有影响，涉及：

1. 混凝土最低等级（从M20到M40不等）
2. 最小净钢筋保护层（20 mm至75 mm）
3. 最小水泥含量（300至360公斤/立方米，20mm大小的骨料）
4. 最大水灰比（0.55〜0.40）
5. 表面裂缝宽度限值（0.1 mm〜0.3 mm）

对五类环境暴露的描述，以及相应的最低等级的混凝土规格， （最小钢筋保护层），钢筋混凝土工程的最小水泥含量和最大自由水灰比，总结在表2.1中。 修订后的规范中纳入的这些规定可能是“规范”中最重大的变化，具有巨大的实用（和经济）影响。这些建议早就应该规定了，符合国际惯例。

可以注意到，在相同的结构中，不同的构件可能受到不同类别的暴露。例如，位于港口城市（如钦奈或孟买）的钢筋混凝土建筑物将暴露在沿海环境中，可被分类为严重。 （或非常严重，如果它非常靠近海滩，暴露于海水喷雾）。然而，对于混凝土构件位于建筑物内（除基础），避开直接雨水和侵蚀性大气环境，暴露类别可能会降低一级，即，从严重到中度（或非常严重到严重）。

表2.1 正常骨料（公称尺寸为20 mm）混凝土的暴露条件和要求

*如果钢筋直径小于12mm，则可以减小到15mm。

**如果使用M 35或更高等级，可以减少5mm

因此，对应于严重类别中，屋顶板必须是（至少）M 30级混凝土，其钢筋应具有最小的45 mm的保护层。根据IS 456（1978）的规定，相比而言这些值可能在设计实践中采用的M 15级和15 mm保护层。由于板厚度的大幅度增加和混凝土等级的提高，资本投资的增加似乎是巨大的，但应该与结构的长期免维护使用寿命有显著的增长做出权衡。

2.13.2 混凝土渗透性

如前所述，降低混凝土的渗透率可能是提高耐久性的最有效途径。抗渗性也是主要的适用性要求-特别是在水箱，污水池，气体净化器，管道和压力容器中。在普通施工中，屋顶板要能防止雨水渗透。

混凝土的渗透性与水泥浆的孔隙率，毛细管孔的分布和微裂纹的存在（由收缩效应，拉伸应力等引起）直接相关。影响毛细孔隙度的主要因素是水灰比和水化度。使用低水灰比，足够的水泥和有效养护有助于降低渗透性。上一节中列出了降低渗透率的步骤。此外，混凝土必须密实; 这需要使用良好的分级，密实骨料和良好的压实性。对于给定的骨料，水泥含量应足以提供足够的可加工性，具有较低的水灰比，使混凝土可以用可用的方式完全压实。使用合适的化学混合物（例如减水剂）可以有助于减少水灰比，并且使用矿物混合物如硅灰可以有助于制造具有更低孔隙率的致密混凝土。提供适当的测试过的表面涂层和抗渗透膜也可在极端情况下提供额外的保护。

2.13.3 混凝土化学侵蚀

造成混凝土变质的，化学侵蚀的主要来源是硫酸盐，海水（含氯化物，硫酸盐等），酸碱聚合反应。

硫酸盐侵蚀

存在于土壤或地下（或海水）中的硫酸盐侵蚀相对渗透的硬化混凝土。钠和

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