鋼筋混凝土材料及其基本力學(xué)性能

鋼筋的力學(xué)性能

建筑鋼材的技術(shù)性能力學(xué)性能工藝性能化學(xué)性能抗拉性能沖擊韌性疲勞強(qiáng)度硬度冷彎性能冷加工強(qiáng)化及時(shí)效焊接性能1.應(yīng)力

2.應(yīng)變3.彈性與彈性變形4.塑性與塑性變形FFAΔLL0L1一、鋼材的拉伸性能L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0ΔL1ΔL2低碳鋼的受拉過(guò)程分為四個(gè)階段O彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CDABCD低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖三個(gè)重要的指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度σs

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼材強(qiáng)度取值的依據(jù)2.抗拉強(qiáng)度σb

鋼材所能承受的最大應(yīng)力屈強(qiáng)比

屈強(qiáng)比，利用率，安全可靠程度3.伸長(zhǎng)率δ

衡量鋼材塑性的指標(biāo)，越大說(shuō)明鋼材的塑性越好

↑αOAACDBB上B下↑↓二、沖擊韌性

鋼材抵抗沖擊荷載的能力。

定義試件三、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)承受交變荷載且須進(jìn)行疲勞驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解所用鋼材的疲勞強(qiáng)度。四、鋼材的硬度硬度――是指鋼材抵抗硬物體壓入鋼材的表面的能力。方法：布氏法、洛氏法和維氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定義測(cè)定方法演示混凝土力學(xué)性能混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度抗壓試驗(yàn)a2aaa圓柱體（美、法、日）立方體（英、德、中）試件形狀示意圖軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖(一)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)GB/T50081－2002規(guī)定，按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。1.立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件(一)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)2.混凝土強(qiáng)度等級(jí)

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95％保證率的抗壓強(qiáng)度，以fcu，k表示。

普通混凝土劃分為十四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。

混凝土的抗壓強(qiáng)度是根據(jù)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的。強(qiáng)度換算系數(shù)(GB/T50081—2002)試件尺寸(mm)骨料最大粒徑(mm)強(qiáng)度換算系數(shù)100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05(一)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)fcuPμfcUfcu,k95%強(qiáng)度—概率分布曲線(二)影響混凝土強(qiáng)度的因素

1.水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比2.養(yǎng)護(hù)的溫、濕度4℃38℃21℃13℃齡期抗壓強(qiáng)度031421287

濕度的影響

試驗(yàn)表明，保持足夠濕度時(shí)，溫度升高，水泥水化速度加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也快。

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204—2002)規(guī)定，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。增長(zhǎng)10d后凍結(jié)增長(zhǎng)3d后凍結(jié)增長(zhǎng)1d后凍結(jié)增長(zhǎng)5d后凍結(jié)沒(méi)有凍結(jié)齡期抗壓強(qiáng)度

受凍越早，強(qiáng)度損失越大，3.齡期齡期指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間，最初的7—14d發(fā)展較快，28d以后增長(zhǎng)緩慢。

n——養(yǎng)護(hù)齡期，n≥3d。1428抗壓強(qiáng)度齡期/d提高混凝土強(qiáng)度的措施采用高等級(jí)水泥或早強(qiáng)型水泥；采用低水灰比的干硬性混凝土；采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)混凝土；采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗；摻入混凝土外加劑、摻合料等。(一)非荷載作用下的變形化學(xué)收縮混凝土的干縮濕脹溫度變形(二)荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形—徐變混凝土的變形性能化學(xué)收縮定義：在混凝土硬化過(guò)程中，由于水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學(xué)收縮。發(fā)展規(guī)律：其收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長(zhǎng)而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長(zhǎng)較快，以后逐漸趨于穩(wěn)定。影響：化學(xué)收縮值很?。ㄐ∮?％），但是不可恢復(fù)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞作用，但在混凝土內(nèi)部可能產(chǎn)生微細(xì)裂縫。化學(xué)收縮+水泥水=水泥漿水泥+水水泥漿體=水泥漿體大水灰比小水灰比化學(xué)收縮示意圖干濕變形定義：由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會(huì)引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。

原因：混凝土在干燥過(guò)程中，由于毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。同時(shí)，凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。齡期應(yīng)變水中養(yǎng)護(hù)空氣中養(yǎng)護(hù)膨脹收縮混凝土的干濕變形示意圖彎月面凝膠孔干濕變形機(jī)理示意圖

負(fù)壓溫度變形定義：混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形。指標(biāo)：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為（1～1.5）×10-5/℃。

危害：溫度變形對(duì)大體積混凝土及大面積混凝土工程極為不利，易使這些混凝土造成溫度裂縫。短期荷載作用下的變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形—徐變(一)混凝土的抗?jié)B性(二)混凝土的抗凍性(三)混凝土的抗碳化性(四)堿骨料反應(yīng)(五)抗化學(xué)侵蝕硬化混凝土的耐久性混凝土的碳化混凝土的碳化：指空氣中的CO2在濕度適宜的條件下與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程，碳化也稱中性化。混凝土的堿-骨料反應(yīng)混凝土的堿骨料反應(yīng)：是指水泥中的堿(Na2O和K2O)含量較高時(shí)與骨料中的活性SiO2發(fā)生反應(yīng)，在骨料表面生成堿—硅酸凝膠，這種凝膠具有吸水膨脹特性，會(huì)使包裹骨料的水泥石脹裂，這種現(xiàn)象稱為堿—骨料反應(yīng)。第四節(jié)混凝土的質(zhì)量控制一、混凝土的質(zhì)量控制

1.混凝土生產(chǎn)前的初步控制，主要包括人員配備、設(shè)備調(diào)試、組成材料的檢驗(yàn)及配合比的確定與調(diào)整等項(xiàng)內(nèi)容。

2.混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的控制，包括控制稱量、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)等項(xiàng)內(nèi)容。

3.混凝土生產(chǎn)后的合格性控制。包括批量劃分，確定批取樣數(shù)，確定檢測(cè)方法和驗(yàn)收界限等項(xiàng)內(nèi)容。二、混凝土質(zhì)量評(píng)定的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(一)混凝土強(qiáng)度概率的正態(tài)分布特點(diǎn):曲線以平均強(qiáng)度為對(duì)稱軸,曲線與橫軸之間的面積和為100%.(一)強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)1.強(qiáng)度平均值注意:平均值只反應(yīng)混凝土強(qiáng)度總體強(qiáng)度水平,不能說(shuō)明強(qiáng)度波動(dòng)的大小.2.標(biāo)準(zhǔn)差注意:標(biāo)準(zhǔn)差σ小,正