混凝土性能檢測PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 混凝土試件成型和養(yǎng)護混凝土試件成型和養(yǎng)護表表8.1-1 8.1-1 混凝土各項性能試驗采用的試件規(guī)格混凝土各項性能試驗采用的試件規(guī)格標準試件標準試件專用試件專用試件試驗項目試驗項目試件規(guī)格（試件規(guī)格（mmmm）試驗項目試驗項目試件規(guī)格試件規(guī)格(mm)(mm)抗壓強度抗壓強度150150150150150150自生體積變形自生體積變形200200600600劈裂抗拉強度劈裂抗拉強度150150150150150150導(dǎo)溫系數(shù)導(dǎo)溫系數(shù)200200400400軸向抗拉強度軸向抗拉強度100100100100550550導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)200200400400極限拉伸極限拉伸100100

2、100100550550比熱比熱200200400400抗剪強度抗剪強度150150150150150150線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)200200500500抗彎強度抗彎強度150150150150550550絕熱溫升絕熱溫升400400400400靜力抗壓靜力抗壓彈性模量彈性模量150150300300滲透系數(shù)滲透系數(shù)150150150150150150150150150150300300300300300300300300300300450450450450混凝土與鋼筋混凝土與鋼筋握裹力握裹力150150150150150150壓縮徐變壓縮徐變150150450450或或200200400400

3、抗沖磨（圓環(huán)法）抗沖磨（圓環(huán)法）外徑外徑500500、內(nèi)徑、內(nèi)徑300300、高、高100100拉伸徐變拉伸徐變150150500500抗沖磨（水下鋼球抗沖磨（水下鋼球法）法）300300100100干縮干縮100100100100515515氯離子滲透性氯離子滲透性95955050抗?jié)B等級抗?jié)B等級圓臺體：頂面圓臺體：頂面175175、底面、底面185185、高度、高度150150氯離子擴散系數(shù)氯離子擴散系數(shù)1001005050抗凍等級抗凍等級100100100100400400第1頁/共109頁一一 普通混凝土試件成型普通混凝土試件成型 試件一律采用機械成型。振動臺的頻率為試件一律采用機械成

4、型。振動臺的頻率為50Hz50Hz3Hz3Hz，空載時臺面中心振幅為，空載時臺面中心振幅為0.5mm0.5mm0.1 mm0.1 mm，承載能力不低于承載能力不低于200kg200kg。 混凝土拌和、成型方法見混凝土拌和、成型方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352-2006SL352-2006）3.13.1“混凝土混凝土拌和物室內(nèi)拌和方法拌和物室內(nèi)拌和方法”和和4.14.1“混凝土試件的成型與養(yǎng)混凝土試件的成型與養(yǎng)護方法護方法”。 混凝土抗壓強度試件成型容易出現(xiàn)的差錯是：混凝土抗壓強度試件成型容易出現(xiàn)的差錯是：試模組裝不牢固導(dǎo)致震動時漏漿并且試件外形歪斜，試模組裝不牢固導(dǎo)致震動

5、時漏漿并且試件外形歪斜，振搗完成后試模內(nèi)的拌和物過早抹平不留泌水收縮余振搗完成后試模內(nèi)的拌和物過早抹平不留泌水收縮余量，抹面時間過早試件尺寸因收縮、泌水，表面不易量，抹面時間過早試件尺寸因收縮、泌水，表面不易抹平而損傷混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，拆模時間掌握不好導(dǎo)致抹平而損傷混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，拆模時間掌握不好導(dǎo)致試件表面損傷。試件表面損傷。第一節(jié)第一節(jié) 混凝土試件成型和養(yǎng)護混凝土試件成型和養(yǎng)護第2頁/共109頁 二二 碾壓混凝土試件成型碾壓混凝土試件成型 （一）振動臺成型試件（一）振動臺成型試件 成型機具有：成型機具有： 1 1 、 振 動 臺、 振 動 臺 : : 頻 率頻 率 5 0 H z5 0 H

6、z 3 H z3 H z ， 振 幅， 振 幅0.5mm0.5mm0.1mm0.1mm，承載能力不低于，承載能力不低于200kg200kg。試模應(yīng)與振動。試模應(yīng)與振動臺臺面固定，可采用壓板和螺桿相結(jié)合的方法緊固。臺臺面固定，可采用壓板和螺桿相結(jié)合的方法緊固。 2 2成型套模：套模的內(nèi)輪廊尺寸與試模相同，成型套模：套模的內(nèi)輪廊尺寸與試模相同，高度高度50mm50mm，不易變形并能固定于試模上。，不易變形并能固定于試模上。 3 3成型壓重塊及承壓板：形狀與試件表面形成型壓重塊及承壓板：形狀與試件表面形狀一致，尺寸略小于試件內(nèi)面尺寸。根據(jù)不同試模尺狀一致，尺寸略小于試件內(nèi)面尺寸。根據(jù)不同試模尺寸，將

7、壓重塊和承壓板的質(zhì)量調(diào)整至碾壓混凝土試件寸，將壓重塊和承壓板的質(zhì)量調(diào)整至碾壓混凝土試件表面壓強為表面壓強為4.9kPa4.9kPa第一節(jié)第一節(jié) 混凝土試件成型和養(yǎng)護混凝土試件成型和養(yǎng)護第3頁/共109頁 （二）振動成型器成型試件（二）振動成型器成型試件 成型機具有：成型機具有： 1 1振動成型器：質(zhì)量振動成型器：質(zhì)量35kg35kg5kg5kg，頻率，頻率50Hz50Hz3Hz3Hz，振幅振幅3mm3mm0.2mm0.2mm。振動成型器由平板振動器和成型振頭組成。振動成型器由平板振動器和成型振頭組成。振頭裝有可拆卸有一定剛度的壓板（振頭裝有可拆卸有一定剛度的壓板（145mm145mm圓板和圓板

8、和145mm145mm方方板）。板）。 2 2成型套模：與振動臺成型所用套模相同。成型套模：與振動臺成型所用套模相同。 3 3承壓板：形狀與試件表面形狀一致，尺寸略小于承壓板：形狀與試件表面形狀一致，尺寸略小于試件表面尺寸，且有一定剛度。試件表面尺寸，且有一定剛度。 兩種成型方法皆可用于成型碾壓混凝土各項性能試驗兩種成型方法皆可用于成型碾壓混凝土各項性能試驗的試件，按的試件，按水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL35220062006）中各項）中各項性能試驗規(guī)定的裝料次數(shù)和振實時間進行。性能試驗規(guī)定的裝料次數(shù)和振實時間進行。 振動成型器成型，用于現(xiàn)場成型量較多的抽樣試件振動成型

9、器成型，用于現(xiàn)場成型量較多的抽樣試件（150mm150mm立方體和立方體和150mm150mm300mm300mm圓柱體試件）較為方便，而圓柱體試件）較為方便，而且效率較高。且效率較高。第一節(jié)第一節(jié) 混凝土試件成型和養(yǎng)護混凝土試件成型和養(yǎng)護第4頁/共109頁第一節(jié)第一節(jié) 混凝土試件成型和養(yǎng)護混凝土試件成型和養(yǎng)護第5頁/共109頁混凝土或碾壓混凝土試件成型后，靜置混凝土或碾壓混凝土試件成型后，靜置2d2d脫模，移脫模，移入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護，至規(guī)定齡期進行各項性能試驗。入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護，至規(guī)定齡期進行各項性能試驗。一一 混凝土立方體抗壓強度試驗混凝土立方體抗壓強度試驗 抗壓強度是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要

10、指標，也是抗壓強度是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標，也是配合比設(shè)計的重要參數(shù)。在現(xiàn)場機口或倉面取樣，測配合比設(shè)計的重要參數(shù)。在現(xiàn)場機口或倉面取樣，測定抗壓強度，用于評定施工管理水平和驗收質(zhì)量。定抗壓強度，用于評定施工管理水平和驗收質(zhì)量。 通常的材料試驗機皆可用于測定混凝土抗壓強通常的材料試驗機皆可用于測定混凝土抗壓強度。試件置于試驗機壓板上時，應(yīng)滿足以下要求：度。試件置于試驗機壓板上時，應(yīng)滿足以下要求： 1 1試件放置在試驗機壓板上應(yīng)該與試驗機軸試件放置在試驗機壓板上應(yīng)該與試驗機軸心線同心；心線同心； 2 2試件軸心應(yīng)與壓板表面垂直；試件軸心應(yīng)與壓板表面垂直； 3 3試驗機上壓板應(yīng)設(shè)置同心球座；試驗

11、機上壓板應(yīng)設(shè)置同心球座； 4 4壓板表面應(yīng)該平整。壓板表面應(yīng)該平整。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第6頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗 抗壓強度試驗方法見抗壓強度試驗方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程 （SL352SL35220062006）4.24.2“混凝土立方體抗壓強度試驗混凝土立方體抗壓強度試驗”和和6.56.5“碾壓混凝土立方體抗壓強度試驗?zāi)雺夯炷亮⒎襟w抗壓強度試驗”。 抗壓強度試驗容易出現(xiàn)的錯誤操作一般是：抗壓強度試驗容易出現(xiàn)的錯誤操作一般是：試驗機底板清理不干凈就放置試件，試件中心與試驗試驗機底板清理不干凈就放置試件，

12、試件中心與試驗機壓板中心對準不符合標準要求，試驗機壓板不靈活機壓板中心對準不符合標準要求，試驗機壓板不靈活導(dǎo)致試件受壓面受力不均勻，試件外形明顯歪斜、尺導(dǎo)致試件受壓面受力不均勻，試件外形明顯歪斜、尺寸不符合要求仍然進行試驗，試驗時試件不注意保水，寸不符合要求仍然進行試驗，試驗時試件不注意保水，成為半干或干試件。成為半干或干試件。第7頁/共109頁二二 混凝土劈裂抗拉強度試驗混凝土劈裂抗拉強度試驗劈裂抗拉強度試驗方法是非直接測定抗拉強度的劈裂抗拉強度試驗方法是非直接測定抗拉強度的方法之一。試驗方法簡單，對試驗機要求、操作方法方法之一。試驗方法簡單，對試驗機要求、操作方法和試件尺寸與抗壓強度試驗相

13、同，只需要增加簡單的和試件尺寸與抗壓強度試驗相同，只需要增加簡單的夾具和墊條。夾具和墊條。 在國際上得到廣泛采用，并被列入標在國際上得到廣泛采用，并被列入標準，如美國準，如美國ASTMC496ASTMC4967171和日本和日本JISA1113JISA1113。美國和日。美國和日本標準試件采用本標準試件采用150mm150mm300mm300mm圓柱體，中國圓柱體，中國水工水工混凝土試驗規(guī)程混凝土試驗規(guī)程采用采用150mm150mm150mm150mm150mm150mm立方體立方體試件。試件。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第8頁/共109頁計算劈裂抗拉強度的理論公式是由圓

14、柱體徑向計算劈裂抗拉強度的理論公式是由圓柱體徑向受壓推導(dǎo)出來的。采用立方體試件，假設(shè)圓柱體是受壓推導(dǎo)出來的。采用立方體試件，假設(shè)圓柱體是立方體的內(nèi)切圓柱，由此將圓柱體水平拉應(yīng)力計算立方體的內(nèi)切圓柱，由此將圓柱體水平拉應(yīng)力計算公式，變換成立方體計算公式，圓柱體直徑變換成公式，變換成立方體計算公式，圓柱體直徑變換成立方體邊長。立方體試件劈裂試驗，試驗機壓板是立方體邊長。立方體試件劈裂試驗，試驗機壓板是通過墊條加載，理論上應(yīng)該是一條線接觸，而實際通過墊條加載，理論上應(yīng)該是一條線接觸，而實際上是面接觸，所以墊條寬度就影響計算公式的準確上是面接觸，所以墊條寬度就影響計算公式的準確性。試驗也表明墊條尺寸和

15、形狀對劈裂抗拉強度有性。試驗也表明墊條尺寸和形狀對劈裂抗拉強度有顯著影響，見圖顯著影響，見圖8.2-18.2-1。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第9頁/共109頁第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗 中國各部頒布的行業(yè)系統(tǒng)試驗規(guī)程，劈裂抗中國各部頒布的行業(yè)系統(tǒng)試驗規(guī)程，劈裂抗拉強度統(tǒng)一采用邊長為拉強度統(tǒng)一采用邊長為150mm150mm立方體為標準試件，但立方體為標準試件，但是對墊條尺寸和形狀的規(guī)定卻不統(tǒng)一，因此在進行是對墊條尺寸和形狀的規(guī)定卻不統(tǒng)一，因此在進行同一種混凝土劈裂抗拉試驗時，采用不同試驗規(guī)程同一種混凝土劈裂抗拉試驗時，采用不同試驗規(guī)程會得出不同的結(jié)果。會得出不同的結(jié)果。

16、綜上所述，大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計算，綜上所述，大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計算，抗拉強度采用軸向抗拉強度而不采用劈裂抗拉強度，抗拉強度采用軸向抗拉強度而不采用劈裂抗拉強度，原因就在于此。原因就在于此。 劈裂抗拉強度試驗方法見劈裂抗拉強度試驗方法見水工混凝土試驗水工混凝土試驗規(guī)程規(guī)程（SL352-2006SL352-2006）4.34.3“混凝土劈裂抗拉強度試混凝土劈裂抗拉強度試驗驗”和和6.76.7“碾壓混凝土劈裂抗拉強度試驗?zāi)雺夯炷僚芽估瓘姸仍囼灐薄５?0頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗( (劈裂試件劈裂試件:15cm:15cm立方體；軸拉試件立方體；軸拉

17、試件:15:15151555cm)55cm)圖圖8.2-18.2-1墊條尺寸和形狀對劈裂抗拉強度與軸向抗拉強度關(guān)系的影響墊條尺寸和形狀對劈裂抗拉強度與軸向抗拉強度關(guān)系的影響第11頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第12頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第13頁/共109頁 三三 混凝土軸向拉伸試驗混凝土軸向拉伸試驗 混凝土軸向拉伸試驗是用直接拉伸試件的方混凝土軸向拉伸試驗是用直接拉伸試件的方法測定抗拉強度、極限拉伸值和拉伸彈性模量。計算法測定抗拉強度、極限拉伸值和拉伸彈性模量。計算時不必作任何理論上的假定，測定結(jié)果接近混凝土實時不必作

18、任何理論上的假定，測定結(jié)果接近混凝土實際應(yīng)力際應(yīng)力應(yīng)變狀況。由于測試技術(shù)上的原因，目前應(yīng)變狀況。由于測試技術(shù)上的原因，目前各國雖然都在進行研究，但標準試驗方法尚未見公布。各國雖然都在進行研究，但標準試驗方法尚未見公布。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第14頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗混凝土軸向拉伸性能測試方法，原理比較簡單，混凝土軸向拉伸性能測試方法，原理比較簡單，但要準確測定卻難度較大，制定軸向拉伸試驗方法的但要準確測定卻難度較大，制定軸向拉伸試驗方法的原則是：（原則是：（1 1）荷載應(yīng)確實軸向施加，使試件斷面上）荷載應(yīng)確實軸向施加，使試

19、件斷面上產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，沿試件長度方向有一均勻應(yīng)力段，產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，沿試件長度方向有一均勻應(yīng)力段，并且斷裂在均勻應(yīng)力段的概率高。（并且斷裂在均勻應(yīng)力段的概率高。（2 2）試件形狀應(yīng)）試件形狀應(yīng)易于制作，費用低。（易于制作，費用低。（3 3）試件夾具與試驗機裝卡簡）試件夾具與試驗機裝卡簡單易行，且能重復(fù)使用。單易行，且能重復(fù)使用。第15頁/共109頁 （一）試件裝卡和偏心（一）試件裝卡和偏心混凝土試件裝卡在試驗機上，下卡頭中的裝卡方混凝土試件裝卡在試驗機上，下卡頭中的裝卡方式往往與試件形狀相聯(lián)系，可分為外夾式、內(nèi)埋式和式往往與試件形狀相聯(lián)系，可分為外夾式、內(nèi)埋式和粘貼式三種。外夾式簡單易行，不

20、需要埋設(shè)拉桿和粘粘貼式三種。外夾式簡單易行，不需要埋設(shè)拉桿和粘貼拉板，但是試件體積大。內(nèi)埋式試件體積適中，拉貼拉板，但是試件體積大。內(nèi)埋式試件體積適中，拉桿埋設(shè)必須有胎具保證與試件對中，拉桿可以重復(fù)使桿埋設(shè)必須有胎具保證與試件對中，拉桿可以重復(fù)使用。粘貼式效率低，粘貼表面需要預(yù)先處理，但是試用。粘貼式效率低，粘貼表面需要預(yù)先處理，但是試件體積小，尤其是對混凝土芯樣試驗，除此而無更簡件體積小，尤其是對混凝土芯樣試驗，除此而無更簡便的方法。便的方法。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第16頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗 混凝土軸向拉伸試驗中一個關(guān)鍵

21、問題是試件幾混凝土軸向拉伸試驗中一個關(guān)鍵問題是試件幾何中心線與試驗機加荷軸心線同心，以保證試件斷何中心線與試驗機加荷軸心線同心，以保證試件斷面受力均勻，但是要完全做到這一點是比較困難的，面受力均勻，但是要完全做到這一點是比較困難的，實際上總有偏心發(fā)生，但應(yīng)將其減小到允許范圍以實際上總有偏心發(fā)生，但應(yīng)將其減小到允許范圍以內(nèi)。解決偏心的辦法是：（內(nèi)。解決偏心的辦法是：（1 1）試件成型幾何尺寸準）試件成型幾何尺寸準確；（確；（2 2）由胎具保證拉伸夾頭或粘貼拉板定位準確，）由胎具保證拉伸夾頭或粘貼拉板定位準確，并與試件同軸。除此之外，試驗機卡頭上都裝有球并與試件同軸。除此之外，試驗機卡頭上都裝有球

22、鉸，用以消除試件偏心對試驗機加荷活塞或絲桿的鉸，用以消除試件偏心對試驗機加荷活塞或絲桿的作用，但是球鉸并不能消除試件偏心所產(chǎn)生的附加作用，但是球鉸并不能消除試件偏心所產(chǎn)生的附加彎矩對試件的影響。彎矩對試件的影響。 第17頁/共109頁( (二二) ) 力和變形的測定力和變形的測定液壓式萬能試驗機、機械式萬能試驗機或拉力試驗機均可液壓式萬能試驗機、機械式萬能試驗機或拉力試驗機均可對混凝土試件施加軸向荷載。對混凝土試件施加軸向荷載。在荷載作用下混凝土試件變形測量，著重使用外部測量變在荷載作用下混凝土試件變形測量，著重使用外部測量變形的方法和裝置。外夾式變形測量裝置使用方便、性能可靠，形的方法和裝置

23、。外夾式變形測量裝置使用方便、性能可靠，且可以多次重復(fù)使用，經(jīng)濟耐用是人們所喜歡采用的測試方法。且可以多次重復(fù)使用，經(jīng)濟耐用是人們所喜歡采用的測試方法。外夾式變形測量裝置包括變形傳遞夾具和引伸計兩部分。引伸外夾式變形測量裝置包括變形傳遞夾具和引伸計兩部分。引伸計是對夾具傳遞過來的試件標距內(nèi)變形量的量測機構(gòu)，可分為計是對夾具傳遞過來的試件標距內(nèi)變形量的量測機構(gòu)，可分為機械式和電測式兩類。通常使用的機械式引伸計有千分表，測機械式和電測式兩類。通常使用的機械式引伸計有千分表，測定的變形量由表盤直接讀取。電測式引伸計有差動變壓器型引定的變形量由表盤直接讀取。電測式引伸計有差動變壓器型引伸計和應(yīng)變片型引

24、伸計，其將標距內(nèi)的變形量換成電量，然后伸計和應(yīng)變片型引伸計，其將標距內(nèi)的變形量換成電量，然后經(jīng)放大器放大，輸入到顯示儀表或記錄儀。經(jīng)放大器放大，輸入到顯示儀表或記錄儀。 混凝土軸向拉伸試驗方法見混凝土軸向拉伸試驗方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL35220062006）4.54.5“混凝土軸向拉伸試驗混凝土軸向拉伸試驗”和和6.86.8“碾壓混凝碾壓混凝土軸向拉伸試驗土軸向拉伸試驗”。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第18頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第19頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試

25、驗第20頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第21頁/共109頁四四 混凝土彎曲試驗混凝土彎曲試驗凡具有彎曲試臺的材料試驗機皆可進行混凝土梁凡具有彎曲試臺的材料試驗機皆可進行混凝土梁的彎曲試驗。的彎曲試驗。加荷方式有單點加荷和三分點加荷兩種方式。從加荷方式有單點加荷和三分點加荷兩種方式。從理論上講加荷方式不應(yīng)該影響混凝土彎曲抗拉強度，理論上講加荷方式不應(yīng)該影響混凝土彎曲抗拉強度，但是實際上混凝土是一種非均質(zhì)材料，加荷方式對彎但是實際上混凝土是一種非均質(zhì)材料，加荷方式對彎曲抗拉強度有明顯影響。單點集中加荷時最大彎矩在曲抗拉強度有明顯影響。單點集中加荷時最大彎矩在梁中央

26、，破壞斷面被固定。三分點加荷時最大彎矩在梁中央，破壞斷面被固定。三分點加荷時最大彎矩在兩加荷點之間，破壞斷面是隨機的，破壞將發(fā)生在此兩加荷點之間，破壞斷面是隨機的，破壞將發(fā)生在此區(qū)間最薄弱環(huán)節(jié)，所以三分點加荷方式所測彎曲抗拉區(qū)間最薄弱環(huán)節(jié)，所以三分點加荷方式所測彎曲抗拉強度更具有代表性。強度更具有代表性。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第22頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗彎曲抗拉強度計算公式推導(dǎo)是基于以下三個基本彎曲抗拉強度計算公式推導(dǎo)是基于以下三個基本假設(shè)：（假設(shè)：（1 1）中性軸上、下的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變?yōu)榫€性）中性軸上、下的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變?yōu)?/p>

27、線性變化。（變化。（2 2）中性軸上、下的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力為線性）中性軸上、下的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力為線性變化。（變化。（3 3）拉伸彈性模量等于壓縮彈性模量。由此）拉伸彈性模量等于壓縮彈性模量。由此導(dǎo)出，矩形斷面梁彎曲抗拉強度計算公式為：導(dǎo)出，矩形斷面梁彎曲抗拉強度計算公式為： (8.2-1)(8.2-1)式中：式中： RfRf 彎曲抗拉強度；彎曲抗拉強度；P P彎曲試驗破壞荷彎曲試驗破壞荷載；載；L L梁的跨度；梁的跨度；h h梁斷面高度；梁斷面高度；b b梁斷面寬度。梁斷面寬度。2bhPLRf第23頁/共109頁梁斷面實際應(yīng)力分布與理論推導(dǎo)的三個基本假設(shè)是有梁斷面實際應(yīng)力分布與理論推導(dǎo)的三個基本

28、假設(shè)是有差別的，彎曲破壞模型不是理論推導(dǎo)的線彈性模型。經(jīng)理差別的，彎曲破壞模型不是理論推導(dǎo)的線彈性模型。經(jīng)理論分析，彎曲抗拉強度比軸向抗拉強度高，其關(guān)系式為：論分析，彎曲抗拉強度比軸向抗拉強度高，其關(guān)系式為：R Rt t =0.574 =0.574R Rf f (8.2 (8.22)2)式中：式中： R Rt t軸向抗拉強度；軸向抗拉強度；R Rf f 彎曲抗拉強度。彎曲抗拉強度。R RBausBaus用用150mm150mm150mm150mm500mm500mm的梁進行彎曲試驗和的梁進行彎曲試驗和150mm150mm圓柱體進行軸向抗拉強度試驗，得出試驗關(guān)系式為：圓柱體進行軸向抗拉強度試驗，

29、得出試驗關(guān)系式為： （8.28.23 3）第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗ftRR52.0第24頁/共109頁 顯然，彎曲抗拉強度比軸向抗拉強度高許多，顯然，彎曲抗拉強度比軸向抗拉強度高許多，見圖見圖8.28.22 2。大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計算，抗。大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計算，抗拉強度也不應(yīng)采用彎曲抗拉強度。拉強度也不應(yīng)采用彎曲抗拉強度。 混凝土彎曲試驗方法見混凝土彎曲試驗方法見水工混凝土試驗規(guī)水工混凝土試驗規(guī)程程（SL352SL35220062006）4.64.6“混凝土彎曲試驗混凝土彎曲試驗”和和6.96.9“碾壓混凝土彎曲試驗?zāi)雺夯炷翉澢囼灐?。第二?jié)第二節(jié) 混

30、凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第25頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗 ( (彎曲試件：彎曲試件：1515151550cm,50cm,軸拉試件，軸拉試件，151525cm)25cm) 圖圖8.2-2 8.2-2 彎曲抗拉強度與軸向抗拉強度的關(guān)系彎曲抗拉強度與軸向抗拉強度的關(guān)系(R(RBaus)Baus) 第26頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第27頁/共109頁 五五 靜力抗壓彈性模量試驗靜力抗壓彈性模量試驗 液壓萬能試驗機和伺服程控萬能試驗機皆可液壓萬能試驗機和伺服程控萬能試驗機皆可對試件施加軸向荷載。試件變形測定裝置包括變形

31、對試件施加軸向荷載。試件變形測定裝置包括變形傳遞架和引伸計兩部分，與軸向拉伸試驗變形測定傳遞架和引伸計兩部分，與軸向拉伸試驗變形測定裝置相同。多數(shù)試驗機都具有自動繪圖功能，因此裝置相同。多數(shù)試驗機都具有自動繪圖功能，因此荷載荷載應(yīng)變曲線隨著試驗進行中自動繪出，試驗應(yīng)變曲線隨著試驗進行中自動繪出，試驗結(jié)束即可取得。結(jié)束即可取得。 混凝土彈性模量由荷載混凝土彈性模量由荷載應(yīng)變曲線上升段，應(yīng)變曲線上升段，兩個測點的斜率確定。目前各國標準對彈性模量計兩個測點的斜率確定。目前各國標準對彈性模量計算所選測點也不盡相同，見表算所選測點也不盡相同，見表8.2-28.2-2。 第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混

32、凝土力學(xué)性能試驗第28頁/共109頁 中國中國水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SD105SD1058282）規(guī)定：測點為應(yīng)力規(guī)定：測點為應(yīng)力0.5MPa,0.5MPa,測點測點2 2為為30%30%極限荷載。極限荷載。新修訂的標準新修訂的標準SL352SL35220062006，測點，測點2 2改為改為40%40%極限荷載。極限荷載。這樣，中國這樣，中國水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程標準與美國標準與美國ASTMC469ASTMC469標準基本一致。標準基本一致。 混凝土靜力壓縮彈性模量試驗方法見混凝土靜力壓縮彈性模量試驗方法見水水工混凝土試驗規(guī)程工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL35

33、220062006）4.84.8“混凝土圓混凝土圓柱體（軸心）抗壓強度與靜力抗壓彈性模量試驗柱體（軸心）抗壓強度與靜力抗壓彈性模量試驗”和和6.116.11“碾壓混凝土圓柱體（軸心）抗壓強度和靜力碾壓混凝土圓柱體（軸心）抗壓強度和靜力抗壓彈性模量試驗抗壓彈性模量試驗” 第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第29頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗表表8.2-2 8.2-2 各國標準對計算彈性模量的規(guī)定各國標準對計算彈性模量的規(guī)定 標標 準準 名名 稱稱試件尺寸試件尺寸（cmcm）標距標距長度長度(mm)(mm)計算彈性模量（斜率）的測點計算彈性模量（斜

34、率）的測點線型線型測定測定1 1測定測定2 2水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程SL352SL35220062006壓縮彈模：壓縮彈模：15153030150150弦線弦線應(yīng)力應(yīng)力0.5MPa0.5MPa40%40%極限荷載極限荷載美國美國ASTMASTM 日本日本JISJIS壓縮彈模：壓縮彈模：15153030150150弦線弦線應(yīng)變應(yīng)變50501010-6-640%40%極限荷載極限荷載英國建筑工業(yè)研究與英國建筑工業(yè)研究與情報協(xié)會情報協(xié)會CIRIACIRIA壓縮彈模：壓縮彈模：151515153535200200割線割線原點原點50%50%極限荷載極限荷載拉伸彈模：拉伸彈模：151515

35、157171200200割線割線原點原點50%50%極限荷載極限荷載第30頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第31頁/共109頁六六 混凝土抗剪強度試驗混凝土抗剪強度試驗?zāi)雺夯炷翂问┕さ奶攸c是通倉、薄層、連續(xù)碾壓混凝土壩施工的特點是通倉、薄層、連續(xù)澆筑，水平層面要比普通混凝土壩多出很多倍。因澆筑，水平層面要比普通混凝土壩多出很多倍。因此對碾壓混凝土提出抗剪強度試驗。測定碾壓混凝此對碾壓混凝土提出抗剪強度試驗。測定碾壓混凝土本體及其層面的抗剪強度，為評定碾壓混凝土壩土本體及其層面的抗剪強度，為評定碾壓混凝土壩的整體抗滑穩(wěn)定性提供依據(jù)。對普通混凝土也可進的整體抗滑穩(wěn)

36、定性提供依據(jù)。對普通混凝土也可進行混凝土本體及其與巖基接觸面的抗剪強度試驗。行混凝土本體及其與巖基接觸面的抗剪強度試驗。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第32頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗混凝土抗剪強度試驗需要使用二向應(yīng)力狀態(tài)試驗混凝土抗剪強度試驗需要使用二向應(yīng)力狀態(tài)試驗設(shè)備，由垂直法向荷載和水平剪切荷載兩部分組成。設(shè)備，由垂直法向荷載和水平剪切荷載兩部分組成。采用直剪儀專用試驗儀器，造價昂貴。也可以在已采用直剪儀專用試驗儀器，造價昂貴。也可以在已建置材料試驗機上增加水平加荷裝置，改造成兩軸建置材料試驗機上增加水平加荷裝置，改造成兩軸試驗機。

37、為節(jié)省投資和使更多單位能進行此項試驗，試驗機。為節(jié)省投資和使更多單位能進行此項試驗，特介紹中國水利水電科學(xué)院，在伺服萬能試驗機上特介紹中國水利水電科學(xué)院，在伺服萬能試驗機上增加水平加荷裝置，改造成二向加荷試驗機的結(jié)構(gòu)增加水平加荷裝置，改造成二向加荷試驗機的結(jié)構(gòu)圖，見圖圖，見圖8.2-38.2-3。垂直荷載與水平荷載用專用同心棒。垂直荷載與水平荷載用專用同心棒找正，使垂直荷載軸心與水平荷載軸心在試件中心找正，使垂直荷載軸心與水平荷載軸心在試件中心相交。相交。第33頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗圖圖8.2-3 8.2-3 碾壓混凝土層面剪切試驗水平加荷裝置結(jié)構(gòu)圖碾

38、壓混凝土層面剪切試驗水平加荷裝置結(jié)構(gòu)圖第34頁/共109頁混凝土抗剪強度試驗見混凝土抗剪強度試驗見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程(SL352-(SL352-2006)4.72006)4.7“混凝土抗剪強度試驗混凝土抗剪強度試驗”和和6.16.1“碾壓混凝土抗剪強度碾壓混凝土抗剪強度試驗試驗”。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第35頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第36頁/共109頁第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第37頁/共109頁七七 混凝土與鋼筋握裹力試驗混凝土與鋼筋握裹力試驗鋼筋混凝土是以鋼筋和混凝土作為一個整體承

39、受荷鋼筋混凝土是以鋼筋和混凝土作為一個整體承受荷載的結(jié)構(gòu)，因此鋼筋與混凝土之間必須具有充分的握載的結(jié)構(gòu)，因此鋼筋與混凝土之間必須具有充分的握裹強度。埋入混凝土中的鋼筋在拉出一定滑動量時所裹強度。埋入混凝土中的鋼筋在拉出一定滑動量時所產(chǎn)生的抵抗力稱為握裹強度。產(chǎn)生的抵抗力稱為握裹強度。構(gòu)成握裹力的主要因素是：構(gòu)成握裹力的主要因素是：(1)(1)鋼筋與水泥凈漿之鋼筋與水泥凈漿之間在滑動前的粘結(jié)力；間在滑動前的粘結(jié)力；(2)(2)鋼筋與混凝土之間由于混凝鋼筋與混凝土之間由于混凝土硬化收縮而存在的側(cè)壓力在鋼筋表面產(chǎn)生的摩擦抗土硬化收縮而存在的側(cè)壓力在鋼筋表面產(chǎn)生的摩擦抗力力:(3):(3)由于鋼筋表面

40、凹凸不平產(chǎn)生的機械抗力。由于鋼筋表面凹凸不平產(chǎn)生的機械抗力。本方法是參照美國材料試驗學(xué)會（本方法是參照美國材料試驗學(xué)會（ASTMASTM）規(guī)定的標）規(guī)定的標準方法制定的，握裹力試驗方法詳見準方法制定的，握裹力試驗方法詳見水工混凝土試水工混凝土試驗規(guī)程驗規(guī)程（SL352-2006SL352-2006）4.94.9“混凝土與鋼筋握裹力試混凝土與鋼筋握裹力試驗驗”。第二節(jié)第二節(jié) 混凝土力學(xué)性能試驗混凝土力學(xué)性能試驗第38頁/共109頁 一一 混凝土壓縮和拉伸徐變試驗混凝土壓縮和拉伸徐變試驗 ( (一一) ) 混凝土的徐變特性混凝土的徐變特性當施加到混凝土試件上的荷載不變時，試件的應(yīng)當施加到混凝土試件

41、上的荷載不變時，試件的應(yīng)變隨著持荷時間增長而增大，此種應(yīng)變稱為徐變，單變隨著持荷時間增長而增大，此種應(yīng)變稱為徐變，單位與應(yīng)變單位相同（位與應(yīng)變單位相同（mm/mmmm/mm）。在施加荷載時，要將）。在施加荷載時，要將瞬時彈性應(yīng)變與早期徐變區(qū)分開來是困難的，而且瞬瞬時彈性應(yīng)變與早期徐變區(qū)分開來是困難的，而且瞬時彈性應(yīng)變隨著齡期增長而減小。因此，徐變可視為時彈性應(yīng)變隨著齡期增長而減小。因此，徐變可視為超出初始彈性應(yīng)變的應(yīng)變增量。除施加到試件上的荷超出初始彈性應(yīng)變的應(yīng)變增量。除施加到試件上的荷載不變外，試件的濕度也不與周圍介質(zhì)發(fā)生濕交換，載不變外，試件的濕度也不與周圍介質(zhì)發(fā)生濕交換，即在絕濕條件下進

42、行，這種徐變又稱基本徐變。即在絕濕條件下進行，這種徐變又稱基本徐變。第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗第39頁/共109頁第第三三節(jié)節(jié) 混混凝凝土土變變形形性性能能試試驗驗 混凝土試件卸除持續(xù)荷載后，應(yīng)變立即減小，混凝土試件卸除持續(xù)荷載后，應(yīng)變立即減小，稱為瞬時恢復(fù)，稱為瞬時恢復(fù)， 其數(shù)量等于相應(yīng)卸荷齡期的彈性應(yīng)其數(shù)量等于相應(yīng)卸荷齡期的彈性應(yīng)變，通常比剛加荷時的彈性應(yīng)變小，緊接著瞬時恢復(fù)變，通常比剛加荷時的彈性應(yīng)變小，緊接著瞬時恢復(fù)有一個應(yīng)變逐漸減小階段，稱為徐變恢復(fù)，殘余的部有一個應(yīng)變逐漸減小階段，稱為徐變恢復(fù)，殘余的部分成為永久變形。分成為永久變形。 混凝土試件受力狀況和混

43、凝土試件強度一樣，混凝土試件受力狀況和混凝土試件強度一樣，徐變分為壓縮徐變和拉伸徐變。徐變分為壓縮徐變和拉伸徐變。 兩種徐變的基本特兩種徐變的基本特性相同，只是變形方向相反。壓縮徐變試件承受壓縮性相同，只是變形方向相反。壓縮徐變試件承受壓縮荷載，徐變量縮短；拉伸徐變試件承受拉伸荷載，徐荷載，徐變量縮短；拉伸徐變試件承受拉伸荷載，徐變量伸長。變量伸長。第40頁/共109頁 ( (二二) ) 徐變測定裝置徐變測定裝置 對徐變試驗加荷系統(tǒng)的要求：（對徐變試驗加荷系統(tǒng)的要求：（1 1）能夠長期保持）能夠長期保持已知應(yīng)力的荷載，且操作簡單；（已知應(yīng)力的荷載，且操作簡單；（2 2）試件橫截面上的）試件橫截

44、面上的應(yīng)力分布均勻；（應(yīng)力分布均勻；（3 3）為區(qū)別瞬時彈性應(yīng)變和徐變，加）為區(qū)別瞬時彈性應(yīng)變和徐變，加荷應(yīng)迅速，且無沖擊；（荷應(yīng)迅速，且無沖擊；（4 4）測量試件變形的差動式電）測量試件變形的差動式電阻應(yīng)變計長期穩(wěn)定性好，且精度滿足試驗要求。阻應(yīng)變計長期穩(wěn)定性好，且精度滿足試驗要求。 徐變試驗機加荷系統(tǒng)分為機械式、液壓式和氣徐變試驗機加荷系統(tǒng)分為機械式、液壓式和氣液式三種。彈簧式徐變試驗機分壓縮徐變試驗機和液式三種。彈簧式徐變試驗機分壓縮徐變試驗機和拉伸徐變試驗機。壓縮徐變試驗機最大額定荷載為拉伸徐變試驗機。壓縮徐變試驗機最大額定荷載為200kN200kN，拉伸徐變試驗機額定荷載為，拉伸徐變

45、試驗機額定荷載為50kN50kN，壓縮徐變加，壓縮徐變加荷荷載若超過荷荷載若超過200kN200kN，則需要采用液壓式徐變試驗機。，則需要采用液壓式徐變試驗機。目前國內(nèi)生產(chǎn)有目前國內(nèi)生產(chǎn)有400kN400kN、1000kN1000kN和和2000kN2000kN壓縮徐變試驗壓縮徐變試驗機產(chǎn)品。機產(chǎn)品。第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗第41頁/共109頁第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗 徐變變形測量多采用差動式電阻應(yīng)變計，鋼弦徐變變形測量多采用差動式電阻應(yīng)變計，鋼弦式應(yīng)變計很少采用。式應(yīng)變計很少采用。 徐變試驗方法見徐變試驗方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試

46、驗規(guī)程（SL352SL35220062006）4.104.10“混凝土壓縮徐變試驗混凝土壓縮徐變試驗”、4.114.11“混凝土拉伸徐變試驗混凝土拉伸徐變試驗”和和6.126.12“碾壓混凝土壓碾壓混凝土壓縮徐變試驗縮徐變試驗”。第42頁/共109頁第第三三節(jié)節(jié) 混混凝凝土土變變形形性性能能試試驗驗第43頁/共109頁第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗第44頁/共109頁二二 混凝土自生體積變形試驗混凝土自生體積變形試驗由膠凝材料水化作用引起的體積變形稱為混凝土由膠凝材料水化作用引起的體積變形稱為混凝土自生體積變形。膨脹水泥混凝土或補償收縮混凝土的自生體積變形。膨脹水泥混凝土或

47、補償收縮混凝土的體積變形可以列入自生變形一類。自生體積變形主要體積變形可以列入自生變形一類。自生體積變形主要取決于膠凝材料的性質(zhì)，是在保證充分水化條件下產(chǎn)取決于膠凝材料的性質(zhì)，是在保證充分水化條件下產(chǎn)生的，它不同于干縮變形，與混凝土的單位用水量無生的，它不同于干縮變形，與混凝土的單位用水量無關(guān)。關(guān)。隨著大壩混凝土外摻輕燒隨著大壩混凝土外摻輕燒MgOMgO膨脹劑的深入研究與膨脹劑的深入研究與應(yīng)用，認識到有意識地控制和利用混凝土的自生體積應(yīng)用，認識到有意識地控制和利用混凝土的自生體積膨脹變形，有可能大大改善混凝土的抗裂性。膨脹變形，有可能大大改善混凝土的抗裂性。自生體積變形試驗見自生體積變形試驗見

48、水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL35220062006）4.134.13“混凝土自生體積變形試驗混凝土自生體積變形試驗”和和6.166.16“碾壓混凝土自生體積變形試驗?zāi)雺夯炷磷陨w積變形試驗”。第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗第45頁/共109頁三三 混凝土干縮（濕脹）試驗混凝土干縮（濕脹）試驗當外界環(huán)境濕度低于混凝土本身的濕度時，混凝土內(nèi)當外界環(huán)境濕度低于混凝土本身的濕度時，混凝土內(nèi)部的水分被蒸發(fā)，而引起其體積變形，稱為干縮，干縮的部的水分被蒸發(fā)，而引起其體積變形，稱為干縮，干縮的單位與應(yīng)變相同單位與應(yīng)變相同1010-6-6mm/mmmm/mm。當環(huán)

49、境濕度低于混凝土飽和蒸氣壓時，游離水首先被當環(huán)境濕度低于混凝土飽和蒸氣壓時，游離水首先被蒸發(fā)。最先失去的游離水幾乎不引起干縮。當毛細管水被蒸發(fā)。最先失去的游離水幾乎不引起干縮。當毛細管水被蒸發(fā)時，空隙受到壓縮，而導(dǎo)致收縮。只有當環(huán)境相對濕蒸發(fā)時，空隙受到壓縮，而導(dǎo)致收縮。只有當環(huán)境相對濕度低于度低于40%40%時凝膠水才能蒸發(fā)，并引起更大的收縮?；炷?xí)r凝膠水才能蒸發(fā)，并引起更大的收縮?；炷粮煽s與周圍環(huán)境的相對濕度關(guān)系極大，相對濕度愈低，則干縮與周圍環(huán)境的相對濕度關(guān)系極大，相對濕度愈低，則干縮愈大。所以，干縮實驗室嚴格控制溫度干縮愈大。所以，干縮實驗室嚴格控制溫度2020C C2 2C C和

50、相和相對濕度對濕度60%60%5%5%，對保證試驗測值的準確度是重要的。，對保證試驗測值的準確度是重要的。混凝土干縮試驗方法見混凝土干縮試驗方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352-2006SL352-2006）4.124.12“混凝土干縮（濕脹）試驗混凝土干縮（濕脹）試驗”和和6.176.17“碾壓混凝土干縮（濕脹）試驗?zāi)雺夯炷粮煽s（濕脹）試驗”。第三節(jié)第三節(jié) 混凝土變形性能試驗混凝土變形性能試驗第46頁/共109頁混凝土熱物理性能試驗結(jié)果用于大體積結(jié)構(gòu)混凝混凝土熱物理性能試驗結(jié)果用于大體積結(jié)構(gòu)混凝土溫度應(yīng)力計算，決定是否需要分縫、表面保溫或者土溫度應(yīng)力計算，決定是否需要分縫

51、、表面保溫或者是對原材料預(yù)冷，以防止溫度裂縫。大體積結(jié)構(gòu)混凝是對原材料預(yù)冷，以防止溫度裂縫。大體積結(jié)構(gòu)混凝土溫度場和溫度應(yīng)力計算所需要的熱物理性能參數(shù)，土溫度場和溫度應(yīng)力計算所需要的熱物理性能參數(shù)，除了絕熱溫升過程線外，還包括比熱、導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)除了絕熱溫升過程線外，還包括比熱、導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)。熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)。據(jù)理論推導(dǎo)，導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和混凝據(jù)理論推導(dǎo)，導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和混凝土表觀密度的關(guān)系為：土表觀密度的關(guān)系為：第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第47頁/共109頁式中式中 導(dǎo)溫系數(shù)，導(dǎo)溫系數(shù)，m m/h/h； 導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/

52、mkJ/mh hC C； c c 比熱，比熱，kJ/kgkJ/kgC C； 表觀密度，表觀密度，kg/mkg/m3 3對給定配合比的混凝土，表觀密度為定值。因此，對給定配合比的混凝土，表觀密度為定值。因此，導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和比熱，三個參數(shù)中如已取得二導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和比熱，三個參數(shù)中如已取得二個參數(shù)，第三個參數(shù)可由公式（個參數(shù)，第三個參數(shù)可由公式（8 8. .4-14-1）計算取得。）計算取得。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗8.4-18.4-1第48頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL3

53、5220062006）所規(guī)）所規(guī)定的導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和絕熱溫升試驗方法，定的導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和絕熱溫升試驗方法，是參考上世紀美國墾務(wù)局（是參考上世紀美國墾務(wù)局（USBRUSBR）的標準方法制定的，）的標準方法制定的，所采用的測試手段和儀表比較陳舊。中國現(xiàn)今生產(chǎn)的所采用的測試手段和儀表比較陳舊。中國現(xiàn)今生產(chǎn)的混凝土熱物理性能測試儀器，采用了較先進的測試手混凝土熱物理性能測試儀器，采用了較先進的測試手段，如溫度傳感器、智能儀表和計算機測控等，在結(jié)段，如溫度傳感器、智能儀表和計算機測控等，在結(jié)構(gòu)上有所變化。但其測試原理是相同的，使用新儀器構(gòu)上有所變化。但其測試原理是相同的，使用新儀器

54、時仍有指導(dǎo)意義。時仍有指導(dǎo)意義。第49頁/共109頁一一 混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定( (一一) ) 物理意義物理意義導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是表示材料在冷卻或加熱導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是表示材料在冷卻或加熱過程中，各點達到同樣溫度的速率。導(dǎo)溫系數(shù)大，過程中，各點達到同樣溫度的速率。導(dǎo)溫系數(shù)大，則各點達到同樣溫度的速率就快。導(dǎo)溫系數(shù)的單位則各點達到同樣溫度的速率就快。導(dǎo)溫系數(shù)的單位是是m m2 2/h/h。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第50頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗( (二二) ) 測試原理及方法測試原理及方法試件為一個初始溫度均

55、勻分布的圓柱體，直徑為試件為一個初始溫度均勻分布的圓柱體，直徑為D D、高度為高度為L L。將試件浸沒在溫度較低的恒溫介質(zhì)中，試件。將試件浸沒在溫度較低的恒溫介質(zhì)中，試件中熱量就沿試件徑向（中熱量就沿試件徑向（r r）和軸向（）和軸向（Z Z）向介質(zhì)傳導(dǎo)。）向介質(zhì)傳導(dǎo)。根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，對長根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，對長徑徑比為比為2 2（L/D=2L/D=2）的試件，在）的試件，在座標座標r=0r=0、Z=L/2Z=L/2的點，即試件中心，任一時刻的溫度的點，即試件中心，任一時刻的溫度可表示為：可表示為： )(2Df8.4-28.4-2第51頁/共109頁 式中式中 0 - - 初始溫差（試件置于冷介質(zhì)

56、時的初始溫差（試件置于冷介質(zhì)時的溫度與冷介質(zhì)溫度的差），溫度與冷介質(zhì)溫度的差），C C； - - 歷時歷時的溫差（經(jīng)冷卻的溫差（經(jīng)冷卻時間后，試件中時間后，試件中心溫度與冷介質(zhì)溫度的差），心溫度與冷介質(zhì)溫度的差），C C； - - 冷卻時間，冷卻時間，h h； D D - - 圓柱體試件直徑，圓柱體試件直徑，m m； - -導(dǎo)溫系數(shù)，導(dǎo)溫系數(shù)，m m2 2/h /h 。 公式公式(8.4-2)(8.4-2)已制成已制成 表格可供查用表格可供查用, ,導(dǎo)溫系數(shù)導(dǎo)溫系數(shù)試驗測得試驗測得0 0 、按值，從表查得值，、按值，從表查得值，D D、為已知為已知值，即可算得導(dǎo)溫系數(shù)值，即可算得導(dǎo)溫系數(shù)。 導(dǎo)

57、溫系數(shù)測定方法見導(dǎo)溫系數(shù)測定方法見水工混凝土試驗規(guī)程水工混凝土試驗規(guī)程（SL352SL35220062006）4.144.14“混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定”和和6.186.18“碾壓混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定碾壓混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定”。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第52頁/共109頁二二 混凝土導(dǎo)熱系數(shù)測定混凝土導(dǎo)熱系數(shù)測定( (一一) ) 物理意義物理意義材料或構(gòu)件兩側(cè)表面存在著溫差，熱量由材料材料或構(gòu)件兩側(cè)表面存在著溫差，熱量由材料的高溫一面?zhèn)鲗?dǎo)到低溫一面的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱的高溫一面?zhèn)鲗?dǎo)到低溫一面的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性能，用導(dǎo)熱系數(shù)性能，用導(dǎo)熱系數(shù)表示。表示。設(shè)材

58、料兩側(cè)面溫差為設(shè)材料兩側(cè)面溫差為T T，材料厚度為，材料厚度為h h，面積，面積為為A A，則在穩(wěn)定熱流傳導(dǎo)下，則在穩(wěn)定熱流傳導(dǎo)下，小時內(nèi)通過材料內(nèi)部小時內(nèi)通過材料內(nèi)部的熱量的熱量Q Q第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗 hQ （8.4-38.4-3） 所以所以Qh （8.4-48.4-4） 第53頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義為：厚度導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義為：厚度1m1m，表面積，表面積1m1m2 2的的材料材料, ,當兩側(cè)面溫差為當兩側(cè)面溫差為1 1C C時時, ,在時間在時間1h1h內(nèi)所傳導(dǎo)的熱內(nèi)所傳導(dǎo)的熱量量KJ,KJ

59、,單位為單位為KJ/KJ/（m mh h）。導(dǎo)熱系數(shù)）。導(dǎo)熱系數(shù)值愈小，值愈小，材料的隔熱性愈好。材料的隔熱性愈好。 ( (二二) ) 測試原理及方法測試原理及方法 試件為空心圓柱體，內(nèi)半徑為試件為空心圓柱體，內(nèi)半徑為11、外半、外半徑為徑為22、長度為、長度為L L。試件內(nèi)表面和外表面各維持一。試件內(nèi)表面和外表面各維持一定的溫度定的溫度T2T2和和T1T1，且，且T2T2T1T1。試件上下兩端為絕熱。試件上下兩端為絕熱面，溫度只能沿徑向傳導(dǎo)。等溫面是和圓柱體同軸面，溫度只能沿徑向傳導(dǎo)。等溫面是和圓柱體同軸的圓柱面，見圖的圓柱面，見圖8.4-18.4-1。取半徑為。取半徑為，厚度為，厚度為dd

60、的的環(huán)形薄壁，薄壁兩側(cè)的溫差為環(huán)形薄壁，薄壁兩側(cè)的溫差為dd，由公式（，由公式（8.4-8.4-3 3），每小時通過此薄壁的熱量為：），每小時通過此薄壁的熱量為：第54頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗ddLQ2LQd2 試件半徑為試件半徑為1 1至至2 2，溫度從，溫度從T T2 2到到T T1 1，則，則 1-1-絕熱層；絕熱層；2-2-試件試件圖圖8.4-1 8.4-1 導(dǎo)熱系數(shù)測定原理導(dǎo)熱系數(shù)測定原理21122dLQdTTT)(21221nLQTT所以所以 第55頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗)(2)(1212LnQ所