理工05混凝土

1、第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土材料混凝土材料混凝土材料是由混凝土材料是由水泥、砂、石子水泥、砂、石子和和水水按一定比例拌和，經(jīng)凝按一定比例拌和，經(jīng)凝結(jié)和硬化形成的人工石材，屬于復(fù)合材料。結(jié)和硬化形成的人工石材，屬于復(fù)合材料?！绊彭拧毙蜗蟊磉_(dá)了混凝土的特點(diǎn)形象表達(dá)了混凝土的特點(diǎn)第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)水泥水泥+水水結(jié)晶體（硬化）結(jié)晶體（硬化）凝膠體凝膠體未水化的水泥顆粒未水化的水泥顆粒內(nèi)部細(xì)微孔隙內(nèi)部細(xì)微孔隙孔隙水孔隙水水泥石（膠塊）水泥石（膠塊） + 砂砂 +石子石子 混凝土混凝土第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2

2、混 凝 土混凝土微裂縫混凝土微裂縫泌水作用泌水作用水泥的水化水泥的水化水的蒸發(fā)水的蒸發(fā)受骨料的約束受骨料的約束產(chǎn)生微裂縫產(chǎn)生微裂縫微裂縫是受荷后引起混凝土破壞的主要根源微裂縫是受荷后引起混凝土破壞的主要根源沉縮沉縮化學(xué)收縮化學(xué)收縮干縮干縮第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能結(jié)晶體結(jié)晶體凝膠體（未硬化）凝膠體（未硬化）未水化的水泥顆粒未水化的水泥顆粒骨料（骨料（ 砂砂 +石子石子 ）彈性骨架彈性骨架微裂縫微裂縫塑性骨架塑性骨架第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土力學(xué)性能混凝土力學(xué)性能混凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間而增長，先快后慢混

3、凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間而增長，先快后慢混凝土是彈混凝土是彈-塑性材料塑性材料混凝土可靠度隨時(shí)間而降低混凝土可靠度隨時(shí)間而降低第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度cufcftf第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土影響混凝土強(qiáng)度的因素影響混凝土強(qiáng)度的因素水泥標(biāo)號水泥標(biāo)號骨料質(zhì)量骨料質(zhì)量配合比配合比養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)條件試件尺寸試件尺寸加荷速度加荷速度養(yǎng)護(hù)齡期養(yǎng)護(hù)齡期第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土 混凝土

4、立方抗壓強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度是指按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為是指按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在的立方體試件，在28天齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的抗天齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的抗壓強(qiáng)度。壓強(qiáng)度。用符號用符號fcu表示表示我國我國規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件是溫度標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件是溫度203，相對濕度，相對濕度90%標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是試塊表面不涂潤滑劑、全截面受壓、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是試塊表面不涂潤滑劑、全截面受壓、加荷速度加荷速度0.30.5N/m.s(第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)也是混凝土的基本

5、力學(xué)性能，用符也是混凝土的基本力學(xué)性能，用符號號 f ft t 表示。表示。混凝土構(gòu)件開裂、裂縫、變形，以混凝土構(gòu)件開裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)。均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)。第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土拉壓壓劈拉試驗(yàn)aPP22aPftt由于軸心受拉試驗(yàn)對中困難，也常常采用立方體或圓柱體由于軸心受拉試驗(yàn)對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗(yàn)測定混凝土的抗拉強(qiáng)度劈拉試驗(yàn)測定混凝土的抗拉強(qiáng)度。ldPftt2請看軸心抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)請看軸心抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土01020304050

6、60708090100123456 ft fcuGBJ10-89 規(guī)范軸心受拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度間的換算關(guān)系55. 0395. 0cutff 3/226. 0cutff 軸心抗拉與立方抗壓強(qiáng)度的關(guān)系軸心抗拉與立方抗壓強(qiáng)度的關(guān)系第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范規(guī)范規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 fk 應(yīng)具有不小于應(yīng)具有不小于95%的保證率的保證率立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級f fcucu。規(guī)范規(guī)范在確在確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，假定它定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，

7、假定它們的變異系數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異系數(shù)相同，利用與立方們的變異系數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計(jì)算得到。體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計(jì)算得到。 同時(shí)，同時(shí)，規(guī)范規(guī)范考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特征，考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特征，對軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度，還采用了以下兩個(gè)折減系數(shù)：對軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度，還采用了以下兩個(gè)折減系數(shù)： 結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混凝土試件強(qiáng)度的比值，取結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混凝土試件強(qiáng)度的比值，取0.880.88； 脆性折減系數(shù)，對脆性折減系數(shù)，對C40C40取取1.01.0，

8、對，對C80C80取取0.870.87，中間按線性規(guī)律變化，中間按線性規(guī)律變化)645. 11 (mkff第三章 鋼筋和混凝土的材料性能3.2 混 凝 土混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級級 強(qiáng)度種類強(qiáng)度種類 符號符號 C15 C20 C25 C30 C35 軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度 fck 10.0 13.4 16.7 20.1 23.4 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 ftk 1.27 1.54 1.78 2.01 2.20 混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級級 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 26.8 29.6 3

9、2.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.93 3.00 3.05 3.10 例例 fcu=30MPa, =0.12, fcu,m=fcu/(1-1.645 ) fc,m=0.76fcu,m fc,k=fc,m(1-1.645 )0.881.0 =0.76fcu0.88 1.0 =20.06MPa第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土荷載作用荷載作用受力變形受力變形收縮和溫度變化收縮和溫度變化體積變形體積變形02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土混凝土的最終

10、破壞混凝土的最終破壞是由于是由于微裂縫的發(fā)展微裂縫的發(fā)展造成的。造成的。BACED02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土A普通強(qiáng)度混凝土普通強(qiáng)度混凝土s sA約為約為 (0.30.4)fc 高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土s sA可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。BCED比例極限比例極限02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BAA點(diǎn)以后點(diǎn)以后，應(yīng)力，應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的土的橫向變形增加橫向變形增加 ，但該階段微裂縫的發(fā)展但該階段微裂縫

11、的發(fā)展是穩(wěn)定的是穩(wěn)定的CED02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BA取取B點(diǎn)的應(yīng)力為點(diǎn)的應(yīng)力為長期抗壓強(qiáng)度長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土普通強(qiáng)度混凝土s sB約為約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土s sB可達(dá)可達(dá)0.95fc以上以上CED臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)比例極限比例極限02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BACEDC點(diǎn)峰值，應(yīng)力為點(diǎn)峰值，應(yīng)力為fc，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變峰值應(yīng)變 e e 00.002縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件內(nèi)部

12、裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱平行于受力方向的縱向裂縫向裂縫峰值峰值臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)比例極限比例極限02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BACED隨應(yīng)變增長，試件上相隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降發(fā)展，承載力明顯下降拐點(diǎn)拐點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)比例極限比例極限峰值峰值02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BACED混凝土骨料與砂漿的粘混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破壞，裂縫結(jié)不斷

13、遭到破壞，裂縫連通形成斜向破壞面。連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變點(diǎn)的應(yīng)變e e = (23)e e 0，應(yīng)力應(yīng)力s s = (0.40.6) fc。02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BACEDE點(diǎn)以后，縱向裂縫形成點(diǎn)以后，縱向裂縫形成一斜向破壞面，此破壞一斜向破壞面，此破壞面受正應(yīng)力和剪應(yīng)力的面受正應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用繼續(xù)擴(kuò)展，形成一作用繼續(xù)擴(kuò)展，形成一破壞帶。此時(shí)試件的強(qiáng)破壞帶。此時(shí)試件的強(qiáng)度由斜向破壞面上的骨度由斜向破壞面上的骨料間的摩阻力提供。料間的摩阻力提供。02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土BACED隨應(yīng)變繼續(xù)發(fā)展，摩阻隨應(yīng)變繼續(xù)發(fā)展，摩阻力和粘結(jié)力不斷下降，力和粘結(jié)力不斷下降，但即使在很大的應(yīng)變下，但即使在很大的應(yīng)變下，骨料間仍有一定摩阻力，骨料間仍有一定摩阻力，殘余強(qiáng)度約為殘余強(qiáng)度約為(0.10.4) f