摘 要：早期混凝土的拉压蠕变规律和結构徐变应力的计算方法是早期裂缝有效预测控制的关键。现有的徐变研究主要集中在成熟混凝土方面，对早期混凝土徐变的科学研究还有待于进一步研究。本文综述了早龄期混凝土的压缩和拉伸徐变的研究成果、徐变徐变的试验方法和徐变应力的计算方法。研究表明：混凝土早期抗拉和抗压蠕变试验没有规则和相关试验数据缺乏；早龄期混凝土的徐变预测模型没有考虑其非线性特性应在低应力水平下；早龄期混凝土结构非线性徐力理论分析方法是不完美的。在凝固理论和基于早期混凝土结构考虑非线性蠕滑力计算方法的拉伸和压缩应力松弛特性应该是不同的混凝土非线性徐变模型理论体系构建的实验研究，提高早期年龄结构有限元模拟的精度。
关键词：早龄混凝土；拉伸徐变；压缩徐变；固化理论；徐变应力
1 混凝土早龄期压缩徐变
研究表明，成熟混凝土的压缩徐变与混凝土强度等级、加载龄期、持荷时间、体表比、养护温度、湿度、配筋和粉煤灰掺量等因素相关。
早龄混凝土的压缩徐变与成熟混凝土徐变影响参数基本相同，有可能对某些影响参数更敏感。基于3d加载的压缩徐变试验发现混凝土早龄期压缩徐变与其强度发展速率存在一定的相关性，而与自身的设计强度等级关系不大。对加载龄期为1、3、7d的密封混凝土早龄徐变进行了试验研究，结果表明其压缩徐变较成熟混凝土明显偏大。相对于成熟混凝土压缩徐变而言，混凝土早龄期压缩徐变对加载龄期更敏感。有些参数对早龄期和成熟混凝土压缩徐变的影响甚至呈现相反的规律，这一点可由已有的研究成果可以看出。明粉煤灰对成熟混凝土的压缩徐变有抑制作用，但增大了早龄期压缩徐变。
2 混凝土早龄期拉伸徐变
混凝土拉伸徐变随加载龄期增大而逐渐减小，随环境湿度升高而降低。应力强度比小于0.6时拉伸徐变与应力呈线性关系，应力强度比在0.6～0.8之间时，拉伸徐变与应力呈非线性关系。Ya啊等对掺30%矿渣的混凝土在23℃、33℃和约束作用下早龄期拉伸徐变进行了试验研究，发现掺入矿渣和养护温度升高均加剧了混凝土早龄期拉伸徐变。在混凝土早龄期拉伸徐变预测模型方面既有成熟混凝土的压缩徐变模型不能直接应用于早龄混凝土拉伸徐变预测。
研究表明，压缩徐变随粉煤灰掺量增加而增大，而拉伸徐变随粉煤灰掺量增加而减小，粉煤灰掺量对混凝土早龄期拉伸和压缩徐变影响呈现相反的规律。
3 混凝土早龄期徐变测试方法
早龄混凝土和成熟混凝土的徐变影响参数基本相同。因此，可借鉴成熟混凝土的徐变研究方法设计试验对混凝土早龄期拉伸、压缩徐变进行研究。成熟混凝土的徐变试验有标准试验方法，试验手段成熟。早龄混凝土的徐变试验尚无规范可循。此外，混凝土早龄期强度较低，拉伸及压缩徐变试验均不易进行，试验的关键在于早龄徐变仪。早龄混凝土的徐变试验装置应具备以下功能特点：为消除试件重力对测试结果的影响，徐变试件应卧置，且应采用有效手段减小试件和接触面间的摩阻力；能实现不同的应力水平加载，并具备良好的持荷能力；可自动、连续地采集试验数据。
4 早龄混凝土结构徐变应力理论分析方法
混凝土结构在其施工期间的早期开裂现象较为普遍，这些裂缝对结构安全性和耐久性产生极为不利的影响。而早龄期结构开裂的有效预测并采取针对性控制措施依赖于对其应力的准确预测。随着计算机的普及和有限元法的广泛应用，复杂结构的徐变应力求解成为可能。由于混凝土早龄期徐变预测模型的缺乏，以成熟混凝土的压缩徐变代替早龄期徐变进行混凝土结构受力分析，其误差较大，建议采用拉伸徐变模型对结构早龄期非荷载裂缝进行数值模拟分析。采用混凝土拉伸徐变模型对高性能混凝土早期收缩应力进行预测，获得了较好的结果。分别采用混凝土早龄期拉伸和压缩徐变预测模型对地下连续墙养护期间的水化热温致应力进行了对比分析，计算结果表明采用拉伸与压缩徐变预测模型其结果相差较大，在早龄期受拉应力状态下使用压缩徐变规律会得到偏于不安全的计算结果。除了能反映混凝土材料性能的早龄期徐变预测模型外，适用的徐变应力理论分析方法亦尤为重要。目前，早龄混凝土结构徐变应力分析一般采用增量初应变法，即将混凝土徐变历程分为若干时步，每一计算时步采用上一时步的徐变应变增量计算徐变应力增量。
而徐变应力分析结果决定性因素为徐变计算理论。经典的徐变计算理论主要有老化理论、有效模量法、弹性老化理论、弹性徐变理论及继效流动理论等。上述算法及理论均假定混凝土徐变与应力呈线性关系，并服从叠加原理。线性徐变理论未考虑混凝土的不可恢复徐变在不同应力水平下的非线性性质。如大体积混凝土在水化时经历先升温后降温的过程，对徐变应力的求解需要考虑内力的加载和卸载时程，应采用相应的非线性徐变理论计算。
综上所述：混凝土早龄期徐变理论计算方法是实现对徐变应力准确求解的关键。目前国内外相关研究已取得了一定的成果。但对于早龄混凝土结构，在低应力水平条件下其徐变即表现出非线性性质。如何在早龄期徐变应力理论分析中，既反映其早龄期在受拉和受压时两种不同的松弛特性，又考虑其非线性特征，是有待深入研究的问题。
5 结语
（1）混凝土早期的拉压蠕变试验方法不规范，试验数据缺乏。一方面对早龄期混凝土的徐变试验较少，早期的拉伸和压缩蠕变试验研究，现有的研究主要从强度、加载龄期、应力水平和其他参数的早龄期混凝土的徐变，构件尺寸效应（比表面积）、粉煤灰和配筋率等参数对混凝土早期年龄蠕变不明确的量。（2）混凝土早龄期拉伸、压缩徐变预测模型不足。目前混凝土早龄期徐变预测模型还少有比较明确的规定。少数几个修正模型基本上源于成熟混凝土压缩徐变模型的修正，未能反映混凝土早龄期物理力学性能的发展和徐变的不可恢复性。因此现有徐变规律并不能准确反映混凝土早龄期徐变性能。（3）早龄混凝土结构徐变应力理论分析方法不尽完善。早龄混凝土结构在受拉和受压时其应力具有不同松弛特性。此外，早龄混凝土结构的徐变应力理论计算方法应考虑其非线性特征。基于固化徐变理论，建立早龄混凝土结构同时考虑受拉和受压不同应力松弛特性的非线性徐变应力理论计算方法，应可满足该要求。
参考文献：
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