土木工程专业英语lesson 4 Volume Changes of Concrete

LESSON4VolumeChangesofConcreteConcreteundergoesvolumechangesduringhardening.Ifitlosesmoisturebyevaporation.itshrinks,butiftheconcretehardensinwater,itexpands.Thecausesofthevolumechangesinconcretecanbeattributedtochangesinmoisturecontent,chemicalreactionofthecementwithwater，variationintemperature，andappliedload.混凝土在硬化过程中产生了体积的变化。如果由于蒸发失去水分，它会缩小，但如果混凝土在水中变硬，它会膨胀。混凝土体积变化的原因可以归咎于水含量的变化，水泥与水的化学反响和所承受的荷载。Undergovt.经历，遭受，忍受Evaporationn.蒸发(作用〕Shrinkagen.收缩ShrinkageThechangeinthevolumeofdryingconcreteisnotequaltothevolumeofwaterremoved.Theevaporationoffreewatercauseslittleornoshrinkage.Asconcretecontinuestodry,waterevaporatesandthevolumeoftherestrainedcementpastechanges,causingconcretetoshrink,probablyduetothecapillarytensionthatdevelopsinthewaterremaininginconcrete.Emptyingofthecapillariescausesalossofwaterwithoutshrinkage.Butoncetheabsorbedwaterisremoved,shrinkageoccurs．参考译文枯燥中的混凝土体积的变化不等于失去水分的体积。自由水分的蒸发作用导致很少或没有收缩。随着混凝土继续枯燥，导致混凝土收缩的水蒸发和有限的水泥浆体积的变化可能应归于在混凝土中的剩余的水中开展的毛细管张力。排空毛细管造成水丧失不会收缩。但是一旦丧失所吸收的水分，收缩产生了。capillarya.毛细作用的moisturecontent含水量，含湿度cementpaste水泥浆thecapillarytension毛细管张力，微张力Shrinkage[1]Manyfactorsinfluencetheshrinkageofconcretecausedbythevariationsinmoistureconditions．1．Cementandwatercontent.Themorecementorwatercontentintheconcretemix.thegreatertheshrinkage．2．Compositionandfinenessofcement.High-early-strengthandlow—heatcementsshowmoreshrinkagethannormalPortlandcement.Thefinerthecement,thegreateristheexpansionundermoistconditions．参考译文[1]许多因素影响混凝土中由水分条件变化引起的收缩。1、水泥和含水量。混凝土混合物中的水泥和含水量越多，收缩越大。2、水泥成分和细度。快硬水泥和低热水泥比普通硅酸盐水泥表现更多的收缩。水泥越细，在潮湿条件下的膨胀越大。

Shrinkage3．Type，amount，andgradationofaggregate.Thesmallerthesizeofaggregateparticles,thegreateristheshrinkage.Thegreatertheaggregatecontent,thesmalleristheshrinkage．4．Ambientconditions,moisture,andtemperature.Concretespecimenssubjectedtomoistconditionsundergoanexpansionof200to300×10-4,butiftheyarelefttodryinair,theyshrink.Hightemperaturespeedstheevaporationofwaterand,consequently,increasesshrinkage．参考译文3、骨料的品种,数量和级配。骨料粒子越小，收缩越大。骨料含量越大，收缩越小。4、环境条件、水分和温度。潮湿条件下混凝土试样会膨胀200到300×10-4，但如果在枯燥空气中就会缩小。高温加速了水蒸发，从而增加了收缩。gradationofaggregate骨料级配Ambienta．周围的；n.周围环境Specimenn．样品，样本，试样

Shrinkage5．Admixtures．Admixturesthatincreasethewaterrequirementofconcreteincrease.theshrinkagevalue．6．Sizeandshapeofspecimen.Asshrinkagetakesplaceinareinforcedconcretemember,tensionstressesdevelopintheconcrete,andequalcompressivestressesdevelopinthesteel.Thesestressesareaddedtothosedevelopedbytheloadingaction.Therefore,cracksmaydevelopinconcretewhenahighpercentageofsteelisused.Properdistributionofreinforcement,byproducingbetterdistributionoftensilestressesinconcrete，canreducedifferentialinternalstresses．

参考译文5、添加剂。添加剂增加，需水量增加，收缩等值。6、试件的大小和形状。像钢筋混凝土构件产生收缩那样，张拉应力在混凝土中产生，而等量的压应力作用在钢筋上。这些压力将与荷载作用产生的压力叠加。因此，当混凝土中使用高百分比钢筋时裂缝可能发育。通过在混凝土中产生更好的拉伸应力的分布，适当分布的钢筋，可以减少不同的内应力。

ShrinkageThevaluesoffinalshrinkageforordinaryconcretevarybetween200and700×10-6．Fornormal—weightconcrete,avalueof300×10-6maybeused.TheBritishCodeCPll0givesavalueof500×10-6，whichrepresentsanunrestrainedshrinkageof1.5mmin3mlengthinthin,plainconcretesections.Ifthememberisrestrained,atensilestressofabout10N／mm2(1400psi)arises.Ifconcreteiskeptmoistforacertainperiodaftersetting,shrinkageisreduced;therefore,itisimportanttocuretheconcreteforaperiodofnofewerthan7days．参考译文普通混凝土的最终收缩值在200到700×10-6之间变化。对常规混凝土，可使用300×10-6。英国混凝土标准CP110给出值500×10-6，其表达的是3米长无钢混凝土有1.5mm的自然收缩。如果构件受限，张拉应力上升约10N/mm2(1400psi)。如果浇筑后混凝土保持湿润一段时间，收缩减少；因此，养护混凝土不少于7天是很重要的。TheBritishCodeCP110英国混凝土标准CP110ShrinkageExposureofconcretetowindincreasestheshrinkagerateontheupwindside.Shrinkagecausesanincreaseinthedeflectionofstructuralmembers,whichinturnincreaseswithtime.Symmetricalreinforcementintheconcretesectionmaypreventcurvatureanddeflectionduetoshrinkage．Generally,concreteshrinksatahighrateduringtheinitialperiodofhardening,butatlaterstagestheratediminishesgradually.Itcanbesaidthat15％to30％oftheshrinkagevalueoccursin2weeks，40%to80%occursin1month.and70％to85％occursinlyear．参考译文

暴露于风中的混凝土迎风一侧的收缩率增加。收缩导致的结构构件翘曲随时间增加而增加。混凝土构件的对称加固可以防止由收缩引起的弯曲和挠度。一般来说，混凝土在硬化初期将以高速率收缩，但后期逐渐减小。可以说收缩值的15%至30%发生在2星期内，40%至80%发生在1个月内，70%至85%发生在l年内。

ExpansionduetoRiseinTemperatureConcreteexpandswithincreasingtemperatureandcontractswithdecreasingtemperature.Thecoefficientofthermalexpansionofconcretevariesbetween4and7×10-6perdegreeFahrenheit.Anaveragevalueof5．5×10-6perdegreeFahrenheit(12×10-6perdegreeCelsius)canbeusedforordinaryconcrete．参考译文混凝土随温度上升膨胀并温度下降而收缩。混凝土的热膨胀系数在4至7×10-6每华氏度之间变化。普通混凝土可采用平均值5.5×10-6每华氏度〔12×10-6每摄氏度〕。

Thecoefficientofthermalexpansionofconcrete混凝土热膨胀系数ExpansionduetoRiseinTemperatureTheB.S.Codesuggestsavalueof10-5perdegreeCelsius.Thisvaluerepresentsachangeoflengthof10mmina30mmembersubjectedtoachangeintemperatureof33℃．Ifthememberisrestrainedandunreinforced.astressofabout7N／mm2(1000psi)maydevelop．参考译文B.S.法规建议10-5每摄氏度。这一数值代表长度30米构件承受33℃温度变化有10毫米的变化。如果该构件受限且无钢筋，可能有7N/mm2(1000psi〕的应力。

TheB．SCode英国标准标准ExpansionduetoRiseinTemperatureInlongreinforcedconcretestructures,expansionjointsmustbeprovidedatlengthsof100to200ft(30to60m).Thewidthoftheexpansionjointisabout1in．(25mm)．Concreteisnotagoodconductorofheat,whereassteelisagoodone.Theabilityofconcretetocarryloadisnotmuchaffectedbytemperature．参考译文长的钢筋混凝土结构，必须在100到200英尺〔30到60米〕的长度上设置伸缩缝。伸缩缝的宽度是约1英寸(25mm)。混凝土是不良导体热，而钢材是。混凝土的负载能力不太受温度影响。

theexpansionjoint伸缩缝

CreepConcreteisanelastoplasticmaterial,andbeginningwithsmallstresses,plasticstrainsdevelopinadditiontoelasticones.Undersustainedload,plasticdeformationcontinuestodevelopoveraperiodthatmaylastforyears.Suchdeformationincreasesatahighrateduringthefirst4monthsafterapplicationoftheload.Thisslowplasticdeformationunderconstantstressiscalledcreep．参考译文混凝土是一种弹塑性材料，从小的应力开始，除弹性应变外塑性应变亦开展。在持续荷载下,塑性变形持续开展可能会持续多年。这种变形在负载后的头4个月期间内以高速率增加。这种在恒定压力下缓慢的塑性变形称为蠕变。

Creepn.徐变,蠕变

Creep

Fig．4．1showsaconcretecylinderthatisloaded.Theinstantaneousdeformationisε1,whichisequaltothestressdividedbythemodulusofelasticity.Ifthesamestressiskeptforaperiodoftime,anadditionalstrainε2，duetocreepeffect,canberecorded.Ifloadisthenreleased,theelasticstrain,ε1,willberecovered,inadditiontosomecreepstrain.Thefinalpermanentplasticstrain，ε3，willbeleft,asshowninFig．4．1．Inthiscaseε3=(1一α)ε2，whereαistheratiooftherecoveredcreepstraintothetotalcreepstrain．参考译文Fig.4.1显示加载的混凝土圆柱。瞬时变形是ε1，其等于应力除以弹性模量。如果一段时间内保持相同的压力，可以记录到源自蠕变效应的额外应力ε2。如果负载被释放，除塑性应变外，弹性应变ε1将被复原。最终的永久塑性应变ε3会被留下，如Fig.4.1所示。这里ε3=(1-α)ε2，α为复原的蠕变与总蠕变之比。

Creep

Theratioαrangesbetween0.1and0.2．Themagnitudeofcreeprecoveryvarieswiththepreviouscreepanddependsappreciablyupontheperiodofthesustainedload.Creeprecoveryratewillbelessiftheloadingperiodisincreased,probablyduetothehardeningofconcretewhileinadeformedcondition．

参考译文比率α在0.1和0.2之间。蠕变的规模随以前的蠕变变化并明显取决于持续负载的期间。如果加载期间增加，蠕变恢复率将会减少，这可能缘于混凝土在变形条件下时硬化。

CreepCreepTheultimatemagnitudeofcreepvariesbetween0.2×10-6and2×10-6perunitstress(1b／in.2)perunitlength.Avalueof1×10-6canbeusedinpractice.Theratioofcreepstraintoelasticstrainmaybeashighas4．Creeptakesplaceinthehardenedcementmatrixaroundthestrongaggregate.Itmaybeattributedtoslippagealongplaneswithinthecrystallattice,internalstressescausedbychangesinthecrystallattice,andgraduallossofwaterfromthecementgelintheconcrete．参考译文蠕变的最终量级在0.2×10-6和2×10-6每单位应力〔1b/in.2〕单位长度之间。在实践中，可以使用1×10-6的值。蠕变应变，弹性应变的比例可能高达4。蠕变在强骨料周围已硬化的水泥基质中发生。它可能归因于沿晶格内位面的滑动，由晶格改变引起的内部应力，混凝土中水泥凝胶水分的逐步丧失。

crystallattice晶体点阵，晶格cementgel水泥凝胶体CreepThedifferentfactorsthataffectthecreepofconcretecanbesummarizedasfollows．1．Thelevelofstress．[2]Creepincreaseswithanincreaseofstressinspecimensmadefromconcreteofthesamestrengthandwiththesamedurationofload．2．Durationofloading.Creepincreaseswiththeloadingperiod.About80％ofthecreepoccurswithinthefirst4months；90％Occursafterabout2years．参考译文

影响混凝土蠕变的不同因素可以归纳如下。1、应力水平。[2]对相同强度混凝土制成的试件及相同的负载期限，蠕变随应力的增加而增加。2、加载的持续的时间。蠕变随加载期间增加。大约80%的蠕变出现在头4个月；90%发生在随后大约2年内。

Creep3．Strengthandageofconcrete.Creeptendstobesmallerifconcreteisloadedatalateage.Also,creepof2000psi-(14N／mm2)strengthconcreteisabout1.41×10-6whereasthatof4000psi-(28N／mm2)strengthconcreteisabout0.8×10-6perunitstressandlengthoftime．4．Ambientconditions.Creepisreducedwithanincreaseinthehumidityoftheambientair．5．Rateofloading.Creepincreaseswithanincreaseintherateofloadingwhenfollowedbyprolongedloading．参考译文3、强度和混凝土的年龄。如果混凝土晚期加载蠕变趋于更小。此外，2000psi(14N/mm2)强度混凝土约为1.41×10-6，而4000psi(28N/mm2)强度混凝土约为0.8×10-6每单位应力和时间长度。4、环境条件。增加周围空气的湿度蠕变会减少。5、负荷率。蠕变随长时间加载率增加而增加。

Creep6.Percentageanddistributionofsteelreinforcementinareinforcedconcretemember.Creeptendstobesmallerforhigherproportionorbetterdistributionofsteel．7.Sizeoftheconcretemass.Creepdecreaseswithanincreaseinthesizeofthetestedspecimen．8.Type,fineness,andcontentofcement.Theamountofcementgreatlyaffectsthefinalcreepofconcrete,ascementcreepsabout15timesasmuchasconcrete．

参考译文6、钢筋混凝土构件中钢筋的分布与百分比。钢筋比例越高或分布越好那么蠕变趋于越小。7、混凝土质量的大小。蠕变随试件尺寸的增加而减小。8、品种，细度和水泥含量。水泥含量极大地影响混凝土最终的蠕变，因为水泥蠕变约为混凝土的15倍。

Creep9．Water—cementratio.Creepincreaseswithanincreaseinthewater-cementratio.10．Typeandgradingofaggregate.Well—gradedaggregatewillproducedenseconcreteandconsequentlyareductionincreep．11．Typeofcuring.High-temperaturesteamcuringofconcreteaswellastheproperuseofaplasticizerwillreducetheamountofcreep.参考译文9、水灰比。蠕变随水灰比增加而增加。10、骨料类型与级配。良好级配的骨料将产生密实混凝土并因此减少蠕变。11、养护形式。混凝土高温蒸汽养护以及增塑剂的正确使用会减少蠕变量。

CreepCreepdevelopsnotonlyincompression,butalsointension,bending,andtorsion．Theratiooftherateofcreepintensiontothatincompressionwillbegreaterthanlinthefirst2weeks,butthisratiodecreasesoverlongerperiods.参考译文

蠕变不仅在压缩情况下产生；也发生在张拉、弯曲、扭转情况下。张拉与压缩的蠕变率之比在前2个星期将超过1，不过这一比率会长期下降。

CreepCreepinconcreteundercompressionhasbeentestedbymanyinvestigators.Troxell,Davis，andRaphaelmeasuredcreepstrainsperiodicallyforupto20yearsandestimatedthatofthetotalcreepafter20years，18％to35％occurredin2weeks，30％to70％occurredin3months,and64％to83%occurredin1year.

参考译文许多研究者进行了压缩下混凝土蠕变的测试。Troxell、戴维斯和拉斐尔定期测量蠕变20年并估计20年后的总蠕变，18%至35%发生在2星期内，30%至70%发生在3个月内。64%至83%发生在1年内。

CreepFornormalconcreteloadedafter28days,Cr=0