混凝土強(qiáng)度與破壞課件

第3章混凝土3.2混凝土強(qiáng)度與破壞3.2.1強(qiáng)度孔隙率關(guān)系3.2.2混凝土的破壞模式及在不同應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為3.2.3影響混凝土強(qiáng)度的主要因素第3章混凝土關(guān)注混凝土強(qiáng)度的原因：1）作為一種結(jié)構(gòu)工程材料，混凝土的承載力備受關(guān)注，因此強(qiáng)度通?？偸鞘紫纫u(píng)價(jià)的性質(zhì)；2）易于評(píng)價(jià)；3）與其它性能有密切關(guān)系。第3章混凝土3.2.1強(qiáng)度孔隙率關(guān)系對(duì)于勻質(zhì)材料：f孔隙率為P時(shí)的材料強(qiáng)度f(wàn)0

孔隙率為0時(shí)的材料強(qiáng)度k

常數(shù)硬化水泥漿體毛細(xì)孔隙率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系第3章混凝土3.2.2.混凝土的破壞模式1.單軸受壓普通混凝土第3章混凝土第3章混凝土高強(qiáng)混凝土第3章混凝土第3章混凝土2.單軸受拉第3章混凝土1．單軸拉伸作用下混凝土的行為假設(shè)一混凝土桿受軸向拉應(yīng)力，F(xiàn)/A開(kāi)裂區(qū)，I非開(kāi)裂區(qū)，II第3章混凝土1．單軸拉伸作用下混凝土的行為（FictitiousCrackModel)第3章混凝土1．單軸拉伸作用下混凝土的行為（FictitiousCrackModel)彈性模量，E；抗拉強(qiáng)度，t；w關(guān)系第3章混凝土抗拉性能（強(qiáng)度，軟化曲線)的測(cè)定方法（1）直接拉伸法（2）抗彎法（3）劈裂抗拉法第3章混凝土（1）直接拉伸法第3章混凝土（1）直接拉伸法第3章混凝土3）劈裂抗拉試驗(yàn)2．單軸受壓作用下混凝土的行為（1）階段1：P30%Pmax，-成線性（比例極限）V0；階段2：過(guò)渡區(qū)裂縫開(kāi)始擴(kuò)展，，V0

；階段3：P=50%～75％Pmax時(shí)，裂縫由過(guò)渡區(qū)向硬化水泥漿體延伸，-曲線趨向水平；階段4：裂縫擴(kuò)展加快，在臨界應(yīng)力持續(xù)作用下，逐漸連通，達(dá)到極限荷載Pmax,

V>0。第3章混凝土(2)抗壓強(qiáng)度等級(jí)普通混凝土C10～C60，共分10個(gè)等級(jí)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制作邊長(zhǎng)150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（20±2℃，相對(duì)濕度95%以上）養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度為立方體試件抗壓強(qiáng)度。第3章混凝土高強(qiáng)混凝土等級(jí)從C50~C80分為七個(gè)等級(jí)：C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80普通混凝土高強(qiáng)混凝土0.006120105MPa35MPa第3章混凝土3.2.4抗壓強(qiáng)度及其影響因素混凝土最適于承受壓荷載,因此通常用抗壓強(qiáng)度來(lái)表征其承載力，亦用它來(lái)表表征其它受力狀態(tài)時(shí)的指標(biāo)。第3章混凝土1.組成材料的特性與配比第3章混凝土1.組成材料的特性與配比(1)水灰比(W/C)第3章混凝土圖3-6齡期與水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響抗壓強(qiáng)度afc水灰比，W/CAbrams水灰比定理(DuffAbrams,1918)k1,，k2

是常數(shù)，取決混凝土的齡期、組成材料及測(cè)定方法等因素。第3章混凝土鮑羅米公式：

fcu,o——混凝土配制強(qiáng)度

fce

——水泥標(biāo)號(hào)C/W——灰水比A、B-系數(shù)C/Wfcu,o第3章混凝土(2)水泥品種和標(biāo)號(hào)第3章混凝土(2)水泥品種和標(biāo)號(hào)第3章混凝土

(3)骨料1）強(qiáng)度；2）最大粒徑；3）粒形、級(jí)配（顆粒分布）；4）骨料表面構(gòu)造（粗糙度）。

第3章混凝土1）骨料的強(qiáng)度對(duì)普通混凝土，天然骨料的強(qiáng)度水泥石強(qiáng)度；對(duì)高強(qiáng)混凝土，骨料強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到一定指標(biāo)，通常用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法來(lái)表示。第3章混凝土PP粗骨料的壓碎指標(biāo)a)標(biāo)準(zhǔn)試樣采用10－20mm顆粒進(jìn)行；b)分兩層填入，顛擊25下；c)160－300s內(nèi)加載到200kN，穩(wěn)定5s，卸載；d)稱(chēng)重(m0)后用2.5mm過(guò)篩，稱(chēng)篩余重（m1);第3章混凝土2）最大粒徑第3章混凝土3）粒形、級(jí)配（顆粒分布）第3章混凝土4）骨料表面構(gòu)造（粗糙度）第3章混凝土(4)化學(xué)外加劑(ChemicalAdmixture)

加減水劑前加減水劑后絮凝分散6）礦物摻合料(MineralAdmixture))骨料過(guò)渡區(qū)水泥石本體C-S-HCH鈣礬石（5）礦物摻合料(MineralAdmixture)第3章混凝土2.澆注(Casting)新拌混凝土的工作度搗實(shí)程度硬化混凝土的孔隙率強(qiáng)度第3章混凝土3.養(yǎng)護(hù)(Curing)在混凝土硬化過(guò)程中，人為地變化混凝土體周?chē)h(huán)境的溫度與濕度條件，使其微結(jié)構(gòu)和性能達(dá)到所需要的結(jié)果，稱(chēng)為對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)?；炷翝沧⒑宛B(yǎng)護(hù)溫濕度控制著水泥水化程度，從而對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)速率和最高強(qiáng)度有深遠(yuǎn)影響。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（202oC，相對(duì)濕度95%，28天）第3章混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)中的注意事項(xiàng)：充足水份；防止干燥（混凝土在養(yǎng)護(hù)中被干燥，所有化學(xué)反應(yīng)將停止，同時(shí)引起干縮）；保持適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)溫度；養(yǎng)護(hù)溫度越高，強(qiáng)度增長(zhǎng)越快；4.5oC左右可獲得最高強(qiáng)度的混凝土；溫度高于49oC

，可對(duì)混凝土造成損傷。第3章混凝土4.試驗(yàn)參數(shù)1）試件尺寸，形狀；2）上下頂板邊界條件；3）加載速度第3章混凝土1）試件尺寸（SizeEffect)高度/直徑比對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響（28天齡期）LD第3章混凝土100100150150fc150=fc100×0.95第3章混凝土a2aaa圓柱體（美、法、日）立方體（英、德、中）試件形狀f圓柱×1.25=f立方第3章混凝土采用圓柱體試件的優(yōu)點(diǎn)：1）消除了環(huán)箍作用：h>1.732a;2）承載方向與混凝土澆注時(shí)相同。采用圓柱體試件的缺點(diǎn)：1）端面處理（加罩層或研磨）；2）表面平整度的影響。PP壓力機(jī)壓板對(duì)試件的約束a壓板2）上下頂板邊界條件--環(huán)箍效應(yīng)試驗(yàn)破壞后殘存的棱錐體不受壓板約束時(shí)試件破壞情況涂油摩擦力壓板表面約束第3章混凝土3）加載速度(RateDependent)