混凝土的徐变应该怎么减少？

　　减少徐变方法
　　1、减少水灰比。
　　2、优化骨料级配。
　　3、注意骨料强度(硬度),减少其破损度。

　　影响徐变的因素
　　施加的应力：对于全部应力值，徐变-应力关系呈非线性；在一般应用的应力范围内，徐变-应力关系近似线性。
　　水灰比：水灰比越大，水泥石含量及毛细孔数量越多，徐变越大。
　　养护条件：养护温度提高，基本徐变和干缩徐变都减小。
　　温度：如在荷载作用期间，混凝土保持在较高的温度下，则其徐变量会增加到超过保持在室温下混凝土的徐变。
　　湿度：自由水的存在是发生徐变的必然条件。徐变是混凝土中可蒸发水量的函数，当不存在可蒸发水时，徐变为零。
　　水泥用量与成分
　　化学外加剂
　　集料
　　试件几何形状

(1)悬臂浇筑法1)概述 适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥。其特点是无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。2)施工准备①挂篮设计及加工：挂篮是悬浇箱梁的主要设备，它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架。就国内外现有的挂篮按结构形式可分为桁架式、三角斜拉带式、预应力束斜拉式、斜拉自锚式：按行走方式可分为滑移式和滚动式；按平衡方式可分为压重式和自锚式。对某一具体工程，应根据梁段分段情况，根据对挂篮重量的要求承受荷载及施工经验对挂篮 进行认真详细的设计。除必须满足强度、刚度、稳定性要求外，还要使其行走、锚固方便可 靠，重量不大于设计规定。挂篮由主桁架、锚固、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成，由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。②0号、1号块的施工：挂篮是利用已浇注的箱梁段，作为支撑点，通过桁架等主梁系统、底模系统，人为创造一个工作平台。对于0号、1号块挂篮没有支撑点或支撑长度不够。需采用其他方式浇注。一般采用扇形托架浇注。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成，托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外，还 须具有一定的刚度，各连续点应连接紧密，螺栓旋紧，以减少变形，防止梁段下沉和裂缝。③临时固结：对于连续箱梁，梁与墩未固结在一起，施工时，两侧悬浇施工难以保持绝对平衡，必须在施工中采取临时固结措施，使梁具有抗弯能力。临时固结一般采用在支座两 侧临时加预应力筋，梁和墩顶之间浇注临时混凝土垫块。将梁固结在桥墩上，使梁具有一定 的抗弯能力。在条件成熟时，再采用静态破碎方法，解除固结。3)悬浇施工工序①上挂篮：上挂篮前。号、1号块必须是浇注完成并张拉，对支座作了临时固结措施。● 为减小梁段上的作业，可根据起吊运输能力将挂篮杆件在加工场拼装成若干组件，再将挂篮组件吊至0号、1号块梁段上进行组装。● 在已浇筑的0号、1号块箱梁顶面进行水平及中线测量，铺设轨道，组装挂篮，并将挂篮对称行走就位、锚固。● 在底篮两侧，前后端及外模两侧均设置固定平台，内外模及箱梁前端设置悬吊工作平台。● 挂篮拼装完毕后，为验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形及其测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高，在第一次使用前对挂篮进行试压。试压的方式常用的有：水箱加载法、千斤顶高强钢筋加力法等。②模板校正、就位：● 模板分为底模、外侧模及内模。底模支撑吊篮底的纵、横梁上，外侧模一般由外框架预先装成整体，内模由侧模、顶模及内框架组成，内模的模板及框架因每一梁段均须修改高度，不宜做成整体。● 根据箱梁截面的情况确定混凝土是一次浇筑还是分次浇筑，一次浇筑时，应在顶板中部留一窗口，使混凝土由窗口进入箱内，分布到底模上。当箱梁较高时，应用减速漏斗向下传送混凝土，采用二次浇筑时，先安装底模、侧模及底板、侧板的普通钢筋、预应力筋，待浇筑第一次混凝土后，再安装内模及顶板普通钢筋及预应力筋。● 箱梁由根部至端部为二次抛物线，每浇筑一个梁端均须将底模提高一次，提高不多时，可采用支垫底模的方法，经几次提高后，高差变大时，须用提升吊篮的方法提高底模。 ● 悬臂浇筑时，为保证箱梁的设计高度和挠度，各梁段的模板均须设置一定的预加抬高量，其预加抬高量根据设计规范要求及施工经验确定，并须及时的校对调整。③普遍钢筋，预应力管道。④悬浇箱梁的普通钢筋及预应力管道除须满足一般施工工艺要求外，要特别注意对预 应力管道要严格按设计的要求布置，当与普通钢筋发生矛盾时，优先保证预应力管道的位置 正确；对预应力用的定位筋固定牢固，确保其保护层的厚度；纵向管道的接头多，接头处理必须仔细，并要采取措施防止孔管堵塞；由于纵向管道较长，一般要在管道中间增设若干个压浆三通，以便压浆时，可以作为排气孔或压浆孔，以保证孔道压浆密实。⑤混凝土浇筑。⑥悬浇箱梁的混凝土强度一般都较高，必须认真做好混凝土的配合比设计，混凝土的拌合根据条件可采用陆上拌合，水上运输至现场，或直接在水上拌合。悬浇时必须对称浇筑，重量偏差不超过设计规定的要求，浇筑从前端开始逐步向后端，最后与已浇梁端连接。分次浇筑时，第二次浇筑混凝土前必须将首次混凝土的接触面凿毛冲洗干净，对上、下梁段 的接触面应凿毛、清洗干净。底、肋板的混凝土的振动以附着式振动器为主，插入式为辅，顶板、翼板混凝土的振动以附着式为辅，插入式为主，辅以平板振动器拖平。混凝土成型后，要适时覆盖，洒水养生。⑦张拉、压浆。⑧张拉前按规范要求对千斤顶、油泵进行标正，对管道进行清洗、穿束，准备张拉工作平台等。⑨当混凝土达到设计及规范要求的张拉强度后按设计规定先后次序、分批、对称进行 张拉，严格按照张拉程序进行。张拉后按规范要求对管道进行压浆。⑩拆模及移动挂篮。⑩本梁段设计的张拉束张拉后，落底模，铺设前移轨道，移动挂篮就位，开始下一梁段的施工。4)合拢段的施工及体系转换①中间合拢段混凝土一段采用吊架最后浇筑，合拢浇筑前应及早调整两端悬浇梁段的中线及标高。合拢混凝土浇筑前要安装合拢段的劲性骨架和张拉临时束，确保合拢段混凝 强度未达到设计强度前不变形。并在合拢段两侧加压，随着合拢段混凝土的浇筑逐步减压，保持合拢段混凝土浇筑过程中荷载平衡。②为减少温度变化对合拢段混凝土产生拉应力，混凝土浇筑时间应选择一天最低气温时浇筑，混凝土强度达到设计要求强度后，按顺序对称的进行张拉、压浆。 ③在张拉压浆完成后及进的解除临时固结措施，将各墩临时支座反力转移到永久支座上，将梁体转换成连续梁体系。5)边跨施工 靠近桥台部位的梁段混凝土，一般采用支架现浇或采用在墩台旁设临时支柱，安装吊篮并进行浇注。当这一部分较短时，也可用吊架浇筑。6)施工挠度的控制及观测①悬浇施工梁体由于受自重、温度、外荷载等因素影响会产生挠度，混凝土自身的收缩、徐变等因素也会使箱梁产生标高变化，这种变化随着跨度的加大而增加。为了使成桥后的桥面线型达到或接近设计曲线，必须在悬臂浇注时进行标高控制，在施工中对已浇或准备浇注的箱梁各工序进行挠度、温度等观察，并以此随时调整悬浇段的立模标高。
②立模标高控制值＝箱梁顶面设计标高牛设计施工预拱度+挂篮自重及浇筑混凝土后的变形值±日照温差修正值。设计施工预拱值需进行修正，由于设计状态和实际施工状态的差异，为了达到设计的理论线型，必须通过实际测量资料的积累和分析，找出各阶段的挠度变化规律，以修正各项计算参数，使计算状态基本吻合实际，挂篮的变形值也要通过挂篮试压以及施工前几段产生的实际挠度数据进行修正，混凝土的收缩可用折合降低温度的方法处理。对于张拉值的修理，通过锚下应力损失理论公式以及实际观测值比较后决定。为尽量减小日照温差的影响，宜选择温度梯度较小的时候进行观察，另外，平衡力矩，施工荷载对混凝土标高也有影响，若两端荷载不一样，必然会产生一头低一头高的现象，施工中力求平衡施工，消除该项影响。同时在计算控制也考虑该项内容。③测点布置：在桥轴线及上、下腹板的中心轴线组成三条纵轴线，每段的前沿和三条纵轴的交叉点设置为测点。在。号块上设置临时水准点，观测时间在挂篮就位、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、张拉后几个阶段都进行观察，对温度观测及应力的观测根据需要进行。

混凝土变形中的徐变对混凝土是比较有利的，徐变能够消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重新分布的比较均匀，对大体积混凝土可以消除一部分温度变形所产生的破坏应力。但是预应力混凝土结构中，徐变会使混凝土的预加应力受到损失。

中国矿业大学
（1）徐州工程兵指挥学院 副教授
[摘要]混凝土徐变不仅影响结构的变形和内力，而且还直接影响结构物长期使用的性能。影响混凝土徐变的因素很多，变化规律复杂。本文主要探讨了引起预应力混凝土徐变的原因，从而能引起设计、施工及养护等相关单位和人员的注意，把损失降低到最小。
关键词：混凝土 预应力混凝土 徐变
1.引言
近年来，我国桥梁建设有了飞跃性的发展, 大跨度预应力桥梁的得到广泛应用，这种钢-混组合结构兼有混凝土结构和钢结构的优点。但预应力桥梁有一个不容忽视的问题——徐变。在持续荷载作用下,混凝土的变形随时间的增长而增加的现象称为徐变。由于混凝土徐变的时变性质,预应力混凝土桥梁的徐变效应贯穿于桥梁建造时起至整个服役期,且其效应依时而变。混凝土徐变不仅显著增加了桥梁的长期变形,而且造成了预应力钢束的预应力损失,从而对结构体系产生很大的影响。本文着重分析预应力桥梁的徐变和影响预应力桥梁徐变的因素。
2.预应力混凝土
预应力混凝土是最近几十年发展起来的一项新技术，在全世界各国都得到了广泛的应用，
特点明显。首先，能够随意控制混凝土的抗裂度。预应力混凝土能够按照人们的要求，通过施加大小不同的预应力，随意控制抗裂度。二是能够充分利用材料的强度。预应力混凝土不但充分利用了混凝土的抗拉强度，同时还充分利用了钢筋的抗拉强度，使高强度材料特别是高强度钢筋的应用成为可能。三是能够使混凝土截面全部参加工作。预应力混凝土通过预加一定的应力增加它的储备，使整个截面在使用荷载下都参加工作。四是能够预先鉴定材料和施工的质量。预加应力过程，无论是对于预应力筋还是混凝土，都是一个考验。如果质量不好，就往往经不住考验而损坏；如果经住了预加应力的考验，则在以后的使用中，也会安全可靠。
3.影响混凝土徐变的外部因素
影响混凝土徐变的因素很多，外部因素主要指加荷龄期、加荷应力比（加荷应力与混凝土强度之比）、持荷时间、环境相对湿度与温度、结构尺寸等。
3.1 加荷龄期
混凝土徐变随加荷龄期的增长而减小。在早龄期，由于水泥水化正在进行，强度很低，故徐变较大。随着龄期的增长，水泥不断水化，强度也不断提高，故晚龄期徐变较小。若以 28 天龄期加荷徐变为基准，则 3 天龄期加荷的徐变为 28天龄期的 1.6～2.3 倍。7 天龄期加荷的徐变为 28 天龄期的 1.5 倍；90 天龄期的为 28 天龄期的 70%；1 年龄期的为 28 天龄期的 35%～50%。
3.2 加荷应力
当混凝土受力不超过强度的 0.4 倍时，一般都假定徐变与应力成正比。苏联学者K.C.卡拉别加通过试验得出应力不超过强度的0.5倍时，徐变与应力成正比。
而佛劳登斯尔等人通过试验得出，只有加荷应力与强度之比（应力比）在 0.20～0.26 以下时，徐变与应力才成线性关系，有的人认为应力比在 0.3～0.4 以下，徐变与应力成正比。所以，可以肯定的是在一定的应力范围内徐变与应力成线形关系。
3.3 持荷时间
混凝土徐变随持荷时间的增长而增加。但徐变速率随持荷时间的增长而降低。混凝土徐变可以继续非常长的时间，但大部分徐变却在 1～2 年内完成。根据国内 8 个水利水电工程 15 个配比徐变试验资料统计（28 天龄期加荷），若以持荷 180 天为准，则持荷 20 天的徐变为持荷 180 天的 50%，持荷 90 天为85%，持荷 365 天为持荷 180 天的 1.15 倍。
研究表明，持荷 20 年以后仍有徐变，但很微小。若以持荷 20年的徐变为准，则持荷 1 年的徐变为持荷 20 年的 76%。20 年徐变的 18～35%在14 天内完成；40～70%在 3 个月内完成；64～83%在 1 年内完成。由此可见，用短期徐变推算极限徐变的误差较大。
3.4 湿 度
影响混凝土徐变的最重要的外部因素之一是其周围环境的相对湿度。对于某一给定的混凝土来说，相对湿度越低，徐变就越大。混凝土徐变随相对湿度的增加而减小；同时徐变速率也随相对湿度的增加而降低，但在两年以后，徐变速率与相对湿度基本无关。这是因为加荷同时经受干燥使混凝土产生附加徐变----干燥徐变，而后来试件湿度与空气相对湿度达到平衡，就不产生干燥徐变。所以，只要加荷前试件的湿度与周围环境相对湿度达到平衡（没有湿度交换），那相对湿度对徐变就没有什么影响。
暴露在野外的混凝土结构，由于受风吹日晒的影响会提高其蒸发速度。这里日晒主要是太阳辐射温度升高引起相对湿度降低。由于太阳辐射温度升高引起相对湿度降低和快速干燥。当然，这影响也受到渗出速率的限制。因桥梁位置和方位都会受到风吹和日晒的影响，从而影响大桥结构的徐变。虽然干燥混凝土的徐变较小，但重新泡湿能增加其徐变和徐变恢复，这种泡湿后增加的徐变称为湿徐变。
3.5 温 度
温度也是影响混凝土徐变的主要外部因素之一。近几年来，由于混凝土用于建造预应力混凝土核电站压力容器，温度对徐变的影响已成为兴趣日益增长的问题。在大体积混凝土结构中，即使外界气温不变，其内部仍有周期性温度变化。
一般来说，温度升高，使混凝土的粘性降低，也使其弹性模量降低，即弹性提高。1962 年英格兰特（G.L.England）和罗斯对密封试件进行了 20～125℃的徐变试验。试件先在水中养护 3 天，然后放在相对湿度为 90%的环境中养护 6 天，到第 10 天进行加荷徐变试验，其试验结果表明，最大徐变发生在大约 100℃左右的温度。
徐变速率随温度的升高（约达 70℃）而提高，此时徐变速率约为 21℃时的3.5 倍。而温度在 70～96℃之间，徐变速率降低为 21℃时的 1.7 倍。这特性可能是由于水分从凝胶体表面上解除吸附，使凝胶体本身逐渐变成承受分子扩散和剪切流变的单相物质，从而使徐变速率降低。
3.6 试件尺寸、形状及各向异性
一般认为试件的尺寸越小，徐变越大。其原因有两个：一是构件尺寸小，混凝土中的水分蒸发快，产生附加的干燥徐变；另一个是构件尺寸小，不能容纳较大粒径的骨料，单位体积内灰浆率增加，故徐变大。研究认为，当构件厚度超过 90 ㎝时，构件尺寸对徐变的影响可以忽略不计。
混凝土构件形状可用其体积与表面积之比来表示，体积与表面积之比对混凝土徐变系数（徐变与弹性变形之比）有影响。混凝土的徐变系数随体积和表面积比的增加而减小。
沿混凝土试件浇筑方向和沿垂直于浇筑方向的性能是不同的，即所谓各向异性问题。试验结果表明，沿浇筑方向的压缩徐变大于垂直于浇筑方向的，而徐变恢复却相反，即沿浇筑方向的徐变恢复小于沿垂直于浇筑方向的。
4.7 浸泡的介质
混凝土浸泡在不同介质（矿物油、石蜡油、碳氢化合物、海水等）中的徐变是不同的。锡罗萨奈（Z.N.Cilosani）发现砂浆梁试件存放在矿物油中的徐变比存放在水中的小的多，特别是在应力比 0.3 情况下，前者根本没有徐变发生。
碳氢化合物（石油、戊烷）对混凝土徐变的影响比海水大，浸泡在碳氢化合物中的徐变比浸泡在海水中的大。这可能是由于碳氢化合物中的自由水少所致。
4.结论及展望
和普通混凝土相比，预应力结构要求采用更强的混凝土。大跨度混凝土梁的工程中，采用高强度混凝土，需要考虑混凝土梁的徐变问题或梁的线形问题，若混凝土的设计强度，温度等条件基本类似，保证混凝土浇筑完后的养护时间的条件下，使混凝土达到设计的强度或者超过设计的强度，施加混凝土的预应力并且控制混凝土梁的加荷龄期，则实际的混凝土梁的徐变数值比较小，可以满足设计的要求。
对混凝土强度和匀质性的要求，预应力混凝土结构比普通钢筋混凝土更严，预应力工程设计中规定的混凝土强度，施工时应真正达到。这是因为预应力构件比钢筋混凝土构件有更多的部位承受高应力的缘故。如果在施加预应力时混凝土没有被压碎，理应能承受以后的荷载。因为混凝土的强度还会随时间而增长，而且很多结构也不会过大的超载。因此，只要设计合理，精心施工，保证混凝土的强度与均匀性是能够办到的。