普通混凝土组成及各组分作用

第五章

*26.普通混凝土组成及各组分作用

混凝土按照表现密度大小分为三类：

轻混凝土（p0＜2000kg/m3），普通混凝土（p0为2000~2800kg/m3），重混凝土（p0>2800kg/m3）

普通混凝土（简称混凝土）由水泥，砂，石和水组成。在混凝土中，砂，石起骨架作用。硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定流动性，便于施工操作。水泥浆硬化后，则将砂，石骨料胶结成一个坚实的整体，起胶结作用。砂，石一般不参与水泥和水的化学反应，主要作用是节约水泥，承担荷载，限制硬化水泥的收缩。（外加剂，掺和料起节约水泥和改善混凝土性能的作用。）

27.砂的质量评定（级配）

*（1）颗粒形状及表面特性

河砂，海砂颗粒多呈圆形，与水泥胶结较山砂差。山砂颗粒多具有棱角，与水泥胶结较好。因此，山砂拌制的混凝土较河沙，海沙差，但张度较高。

（2）砂的粗细程度和颗粒级配

砂越细，砂的总表面积越大，则在混凝土中需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。

砂的颗粒级配即表示砂大小颗粒的搭配情况。混凝土中砂粒空隙由水泥填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，尤应尽量减小砂粒之间的空隙。

砂的粗细程度指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度。

评定砂的质量应同时考虑砂的粗细程度和颗粒级配。当砂中含有较多的粗糙径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达空隙率及总表面均较小，这样可节约水泥用量，提高混凝土的密实性与强度。

砂的粗细程度及颗粒级配，常采用筛分析法进行测定。用细度模数（Mx）判断砂的粗细，用级配区表示砂的颗粒级配。

Mx=____(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1_____________________________

100-A1

细度模数越大，表示砂越粗，3.7~3.1为粗砂；3.0~2.3为中砂；2.2~1.6为细砂；1.5~0.7特细砂。

砂的级配好，空隙率越低。

28．粗骨料----石子及相关性质（＞5mm）课本59（题）

（1）碱骨料反应（危害）

当骨料中有活性SiO2时，可能引起碱骨料反应，必须进行专门的检验。

碱骨料反应：指水泥中的碱与混凝土中的活性骨料（活性SiO2）发生化学反应。这种反应生成碱—硅酸凝胶，吸水后产生较大的体积膨胀，引起混凝土裂缝，甚至破坏。

引起碱骨料反应的必要条件：水泥超过安全含碱量（0.6%）；使用了活性骨料；有水存在。

（2）强度

碎石或卵石的强度，可用岩石立方体强度和压碎指标两种方法表示。

（3）最大粒径与颗粒级配

*①最大粒径

国标规定：粗骨料最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的4分之1；同时不得超过钢筋间最小净距的4分之3.

②颗粒级配

石子的颗粒级配，是指石子各级粒径大小颗粒分布情况。石子的级配有两种类型，

即连续级配和间断级配。

问题：尽量用大的—节约水泥；好的级配，使其表面积小（对于石子的级配应当作一个问题）29.混凝土拌合物的和易性

（1）和易性的概念

和易性（工作性）是指混凝土拌合物易于施工操作（拌和，运输，浇灌，捣实）并能获得质量均匀，成型密实的性能。

和易性是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性3方面含义。

（2）和易性的检测

通常在工地和实验室测定的是混凝土拌合物的流动性，并辅认真观经验评定粘聚性和保水性。

流动性测定方法常用的有塌落度（塌落度≥10mm的拌合物）试验和维勃稠度试验（塌落度小于10mm的混凝土拌合物）

（3）影响和易性的主要因素

材料品种与用量（水泥品种和细度，水泥浆数量，水灰比，砂率，外加剂）环境温度与湿度（的影响）、工艺对和易性影响。

30.砂率及合理砂率的概念

（1）砂率：指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。

（2）合理砂率：指用水量及水泥用量一定时，能使混凝土拌合物获得最大流动性，且粘聚性及保水性良好的砂率值。

砂率过大或过小对混凝土拌合物的影响：（题P43）

砂率过大时，骨料的总表面积及空隙率都会增大，在水泥浆含量不变的情况下，相对地水泥浆显得少了，减弱了水泥浆的润滑作用，而使混凝土拌合物的流动性减小；砂率过小，又不能保证在粗骨料之间有足够的砂浆层，也会降低混凝土拌合物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性，容易造成离析、流浆等现象。

可见，当采用合理砂率时，能使混凝土拌合物获得最大的流动性且能保持良好的粘聚性和保水性，而水泥用量最少。

31．混凝土的强度

（1）混凝土标准立方体抗压强度

以边长为150mm的立方体试件为标准试件，标准养护（20加减1摄氏度，相对湿度90%）28d，测定其抗压强度来确定。

若采用非标准尺寸的试件，则将测定结果乘以换算系数，对于100mm立方体试件，乘以换算系数0.95，对于边长200mm的立方体试件，换算系数为1.05.

（2）混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级

指具有95%强度保证率的标准立方体抗压强度值。

混凝土强度等级按混凝土立方体抗压标准强度来划分。普通混凝土划分为十二个等级，用符号C表示。

32．影响混凝土强度的因素

水灰比和水泥强度等级；骨料的种类、质量及数量；湿度与温度的影响；龄期（养护时间）；试件尺寸、形状及加荷速度。

（1）水泥强度等级和水灰比（主要因素）

混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料间的粘结力，而水泥石的强度及其与骨料的粘结力又取决于水泥强度等级及水灰比的大小。因此水泥强度等级和水灰比是影响混凝土强度最主要因素。强度不够时，应调整水灰比，流动性不够时，应调整砂率。

保罗米——混凝土强度关系式：

Fcu28=Afce(c/w-B)

式中：fcu28-----28d龄期立方体抗压强度，MPa

Fce-----水泥实际强度，可测或按fce=1.13*fcb（取kc=1.13）计算；

Fcb -----水泥强度等级,Mpa

c/w-----水灰比

AB----经验系数，碎石：A=0.46，B=0.07；卵石：A=0.48,B=0.33

*（2）湿度

混凝土常用的养护方式有：自然养护;标准养护（20加减1摄氏度，相对湿度为90%）蒸汽养护（80~100摄氏度，相对湿度90%）；蒸压养护（大于100摄氏度，90%，压力大于一个大气压）

*（3）试件尺寸，形状及加荷速度

试件尺寸越小，侧得强偏高，尺寸越大，测得的强度偏低；棱柱体试件低于同截面的立方体强度；加荷速度快，测得强度值偏大。

*33.混凝土变形性能

化学收缩（不能恢复）,湿胀干缩变形（可部分恢复）、温度变形，荷载作用下的变形（弹性变形，塑性变形），前三者为非荷载作用下的变形。

34.混凝土的徐变（P86）

混凝土是一种强塑性体，受力后可弹性变形，又可塑形变形。

（1）徐变的概念

混凝土在长期荷载作用下随时间的延长而增加变形称为徐变。

混凝土承受长期荷载作用，其变形会随着时间不断增长，即荷载不变，变形仍随时间延长而增大，一般要延续2~3年才逐渐稳定。

（2）徐变对不同混凝土的影响（题：P46）

对钢筋混凝土构件，能消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀地重新分布。对于大体积混凝土，可消除一部分由于温度变形所产生的破坏力。但对于预应力钢筋混凝土结构，徐变使钢筋的预应力受到损失，从而降低结构的承载能力。

35.混凝土的耐久性

（1）耐久性概念

把混凝土抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用性能和外观完全整性，从而维持混凝土结构安全，正常使用的能力称为耐久性。

混凝土的耐久性主要包括抗修，抗冻，抗化学腐蚀及预防碱骨科反映等。其中，混凝土的抗修，抗冻，抗侵蚀性与其内部孔隙特征密切相关。如掺入引气剂，使封闭孔数量增加，可增高混凝土的抗冻性。

（2）混凝土的碳化（由表及里）

即空气中CO2与水泥石中Ca(OH)2在有水条件下发生化学作用，生成CaCO3和水，碳化作用对混凝土的影响：

①碳化作用使混凝土的碳度降低，减弱了对钢筋的保护作用。

②碳化作用还会引起混凝土收缩（碳化收缩）。容易使混凝土表面产生微细裂缝。

36.混凝土外加剂（掺量小于等于5%）

（1）减水剂

混凝土减水剂是指保持混凝土稠度不变的条件下，具有减水增强作用的添加剂。常用的是阴离子表面活性剂。

1）减水剂作用机理

减水剂提高混凝土，拌合物和易性的原因，吸附—分散作用和润滑塑化作用。

1、混凝土的定义

混凝土是由水泥、石灰、石膏等无机胶结材料合水，或沥青、树脂等有机胶结料的胶状物与集料按一定比例配合、搅拌，并在一定温度下养护硬化而成的一种复合材料。

土木工程所用的混凝土一般是指以水泥为胶结料配制成的混凝土，即以水泥、水及砂、石、适当掺和料、外加剂或轻集料配制成的混凝土。在这种混凝土中水泥与水起胶凝作用，集料起骨架填充作用。水泥与水反应后形成坚固的水泥石，将集料颗粒牢固的粘结成整体，使混凝土具有一定的物理力学性能。由此看出水泥净浆的质量对混凝土的性能起决定性的作用，但由于集料占据混凝土中的大部分体积，集料的质量对水泥混凝土的性能也有很大影响。

2、混凝土中各级组成材料的作用

（1）水泥净浆胶凝材料：混凝土的质量主要取决于水泥净浆，它的主要作用是：

a、包裹集料表面并填充集料的空隙；

b、水泥净浆在混凝土凝结硬化前起润滑作用，使混凝土拌和物具有适于施工的工作性，作为集料之间的润滑材料；

c、使混镜土具有所需要的强度、耐久性等重要技能，硬化水泥浆的性能主要取决于水泥的性能、水灰比、水泥水化的程度等；

（2）集料：集料是混凝土的主要组成材料，它占据混凝土总体的3/4以上。集料在混凝土中既有技术上的作用，又有经济上的意义。它的主要作用是：

a、在经济上，它比水泥便宜的多，作为廉价的填充材料，降低混凝土的成本；

b、在技术上，集料的存在使混凝土比单纯的水泥浆具有更高的体积稳定性和更好的耐久性；

c、集料可以作为调节材料，减少水泥浆的发热、干缩等不良现象。

（3）掺合料的作用：掺入混凝土的掺合料一般是指掺量大于5%的具有火山灰活性的掺合料。它适量掺入混凝土中的部分取代水泥不仅能节省水泥、降低混凝土成本，还能改善混凝土拌和物的和易性，提高混凝土的密实性、抗渗性及耐化学腐蚀性等。当前使用最多的火山灰质掺合料是工业废料粉煤灰。粉煤灰是从燃煤热电厂的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多数呈球形，表面光滑，色

灰或浑灰。除粉煤灰外，还有硅灰（是钢厂和铁合金厂生产硅钢和硅铁时产生的一种烟尘），粒化高炉矿渣（是熔融炉渣经水或空气急冷而成的细小颗粒状矿渣），沸石粉（是一种由天然沸石磨细而成的火山灰质硅铝酸盐矿物掺合料）。

（4）混凝土外加剂的作用：外加剂是指在搅拌混凝土过程中掺入，用以改善混凝土拌和物性能的物质。掺量一般不大于水泥质量的5%，不同于掺合料，掺合料的掺量一般要大于5%。

混凝土结构材料的力学性能(精)

第一章混凝土结构材料的力学性能 一、钢筋的品种、等级 我国在钢筋混凝土结构中目前通用的为普通钢筋，按化学成分的不同，分有碳素结构钢和普通低合金钢两类。 按照我国《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的规定，在钢筋混凝土结构中所用的国产普通钢筋有以下四种级别： （1）HPB235（Q235）：即热轧光面钢筋（Hotrolled Plain Steel bars）235级； （2）HRB335（20MnSi）：即热轧带肋钢筋（Hotrolled Ribbed Steel bars）335级； （3）HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）：即热轧带肋钢筋（Hotrolled Ribbed Steel bars）400级； （4）RRB400（K20MnSi）：即余热处理钢筋（Remained heat treatment Ribbed Steel bars）400级。 在上述四种级别钢筋中，除HPB235级为光面钢筋外，其他三级为带肋钢筋。 目前我国生产的上述普通钢筋，其性能和使用特点为： 1．HPB235级钢筋 是一种低碳钢（通称I级钢筋）。强度较低，外形光圆钢筋（图1-1），它与混凝土的粘结强度较低，主要用作板的受力钢筋、箍筋以及构造钢筋。 2．HRB335级钢筋 低合金钢（通称Ⅱ级钢筋）。为增加钢筋与混凝土之间的粘结力，表面轧制成外形为等高肋（螺纹），现在生产的外形均为月牙肋（图1-1）。是我国钢筋混凝土结构构件钢筋用材最主要品种之一。 3．HRB400级钢筋 低合金钢（通称新Ⅲ级钢筋），外形为月牙肋，表面有“3”的标志，有足够的塑性和良好的焊接性能，主要用于大中型钢筋混凝土结构和高强混凝土结构构件的受力钢筋，是我国今后钢筋混凝土结构构件受力钢筋用材最主要品种之一。 4．RRB400级钢筋 是用HRB335级钢筋（即20MnSi）经热轧后，余热处理的钢筋。这种钢筋强度较高，有足够塑性和韧性，但当采用闪光对焊时，强度有不同程度的降低，即塑性和可焊性较差，使用时应加以注意。这种钢筋一般经冷拉后作预应力钢筋。

混凝土的技术性能

混凝土的技术性能 1)混凝土拌合物的和易性 2)混凝土的强度 3)混凝土的变形性能 4)混凝土的耐久性 影响混凝土强度的因素主要有原材料及生产工艺方面的因素。 原材料方面的因素包括： 1)水泥强度与水灰比 2)骨料的种类、质量和数量 3)外加剂 4)掺合料 生产工艺方面的因素包括： 1)搅拌与振捣 2)养护的温度和湿度 3)龄期 混凝土的耐久性 1)抗渗性 2)抗冻性 3)抗侵蚀性 4)混凝土的碳化（中性化） 5)碱骨料反应 混凝土外加剂的主要功能包括： 1)改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性； 2)提高混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能； 3)节约水泥或代替特种水泥； 4)加速混凝土或砂浆的早期强度发展； 5)调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度； 6)调节混凝土或砂浆的含气量； 7)降低水泥初期水化热或延缓水化放热； 8)改善拌合物的泌水性； 9)提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性； 10)减弱碱骨料反应； 11)改善混凝土或砂浆的毛细孔结构； 12)改善混凝土的泵送性； 13)提高钢筋的抗锈蚀能力； 14)提高骨料与砂浆界面的粘结力，提高钢筋与混凝土的 握裹力； 15)提高新老混凝土界面的粘结力等。 按外加剂的主要使用功能分为以下四类： 1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减 水剂、引气剂和泵送剂等。 2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括混凝 剂、早强剂和速凝剂等 3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和 阻锈剂等。 4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、 着色剂等。 外加剂的适用范围 1)混凝土中掺入减水剂，若不减少拌合用水量，能显 著提高拌合物的流动性；当减少水而不减少水泥时，可提高混凝土强度；若减水的同时适当减少水泥用 量，则可节约水泥。同时，混凝土的耐久性也能得到显著改善。 2)早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展，缩短养 护周期，加快施工进度，提高模板周转率。多用于冬 期施工或紧急抢修工程。 3)缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、 泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土 等，不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，也 不宜用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护的混凝 土。缓凝剂的水泥品种适应性十分明显，不同品种水 泥的缓凝效果不相同，甚至会出现相反的效果。因此，使用前必须进行试验，检测其混凝效果。 4)引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分 布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气剂可改善 混凝土拌合物的和易性，减少泌水离析，并能提高混 凝土的抗渗性和抗冻性。同时，含气量的增加，混凝 土弹性模量降低，对提高混凝土的抗裂性有利。由于 大量微气泡的存在，混凝土的抗压强度会有所降低。 引气剂适用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混 凝土等。 5)膨胀剂能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨 胀。膨胀剂主要有硫铝酸钙类、氧化钙类、金属类等。 膨胀剂适用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土、灌浆用膨胀砂浆、自应力混凝土等。含硫铝酸钙类、硫铝酸钙──氧化钙类膨胀剂的混凝土（砂浆）不得用于长期环境温度为80℃以上的工程；含氧化钙类 膨胀剂配制的混凝土（砂浆）不得用于海水或有侵蚀 性水的工程。 6)防冻剂在规定的温度下，能显著降低混凝土的冰点， 使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，从而保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度。含亚硝酸 盐、碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构；含 有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的防冻剂，严禁用 于饮水工程及与食品相接触的工程，严禁食用；含有硝铵、尿素等产生刺激性气味的防冻剂，严禁用于办 公、居住等建筑工程。 7)泵送剂是用于改善混凝土泵送性能的外加剂。它由 减水剂、调凝剂、引气剂、润滑剂等多种组分复合而成。泵送剂适用于工业与民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土；特别适用于大体积混凝土、高层建 筑和超高层建筑；适用于滑模施工等；也适用于水下 灌注桩混凝土。

土木工程材料模拟试题及答案5

土木工程材料模拟试题（5） 一、填空题(本大题共10小题，每空1分，共20分) 1.以普通混凝土组成材料为基材，加入各种纤维而形成的复合材料称为纤维混凝土。其中掺加纤维的目的是提高混凝土的______ 性和______性，以防止或减少开裂。 2.钢材中____ 元素含量较高时，易导致钢材在__________温度范围以下呈脆性，这称为钢材的低温冷脆性。 3.在实际工程中，对建筑钢材进行性能检验时，通常检验___________和___________两方面的性能。 4.混凝土工程中采用间断级配骨料时，其堆积空隙率较_________，用来配制砼时应选用较______砂率。 5.普通混凝土采用蒸汽养护时，可提高混凝土_________强度，但__________强度不一定提高。 6.石灰的耐水性__________，用石灰和粘土配制的灰土耐水性较___________。 7.进行砂浆抗压强度检验时，试件标准尺寸为______________；若测得某组砂浆试件的极限荷载值分别为55.0kN、52.0kN、42.0kN，则该组砂浆的强度评定值为__________MPa。 8.活性混合材料中含有活性_______和_______成分。 9. 木材易受_______ 和_______侵害而腐朽变质。 10.大体积混凝土工程应选用_____________水泥，在允许条件下，选用的粗集料公称粒径应尽可能______。 二、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.下列哪种材料保温性能最好？（） A.大孔混凝土 B.全轻混凝土 C.加气混凝土 D.砂轻混凝土 2.在碳素钢中掺入少量合金元素的主要目的是（）。 A.改善塑性、韧性 B.提高强度、硬度 C.改善性能、提高强度 D.延长使用寿命 3.以下哪种钢筋材料不宜用于预应力钢筋混凝土结构中？（） A.热处理钢筋 B.冷拉HRB400级钢筋 C.冷拔低碳钢丝 D.高强钢绞线 4.当混凝土拌合物流动性大于设计要求时，应采用的调整方法为（）。 A.保持水灰比不变，减少水泥浆量 B.减少用水量 C.保持砂率不变，增加砂石用量 D.混凝土拌合物流动性越大越好，故不需调整 5.以下材料抗冻性最差的是（）。 A.轻骨料混凝土 B.引气混凝土 C.加气混凝土 D.普通混凝土 6.普通混凝土的配制强度大小的确定，除与要求的强度等级有关外，主要与______有关。 A.强度保证率 B.强度保证率和强度标准差 C.强度标准差 D.施工管理水平 7.普通混凝土轴心抗压强度fcp和立方体抗压强度fcc之间的关系为（）。 A.fcp＝fcc B.fcp>fcc C.fcp

普通混凝土的组成及性能

模块5 普通混凝土的组成及性能 一、教学要求 1.知识要求 （1）混凝土的含义、分类； （2）混凝土组成材料的作用； （3）水泥强度等级的选择； （4）粗、细集料的含义和种类； （5）集料粗细程度和颗粒级配的含义和表示方法； （6）针、片状颗粒对混凝土质量的影响； （7）粗集料强度的表示方法； （8）混凝土拌合用水的基本要求； （9）混凝土外加剂的含义和分类，减水剂的含义、作用机理和常用品种，早强剂的含义和种类，泵送剂的含义和特点； （10）普通混凝土的和易性（流动性、黏聚性、保水性）的含义、测定方法和影响因素，恒定用水量法则的含义； （11）混凝土抗压强度试验方法、强度等级和影响因素； （12）混凝土耐久性的含义和内容，碱-集料反应产生的条件与防止措施。 2.技能要求 （1）能根据筛分结果，正确评定细集料的粗细程度和颗粒级配； （2）能合理选择粗集料的最大粒径； （3）能对普通混凝土拌合物的坍落度进行选择和调整； （4）会混凝土非标试件强度值的换算，能正确运用混凝土强度公式，能采用合理措施提高混凝土的强度； （5）能合理采用提高混凝土耐久性的具体措施。 3.素质要求 （1）培养学生严谨科学的工作和学习态度； （2）培养学生的安全和团队意识。 二、重点难点 1.教学重点 （1）砂的筛分与细度模数； （2）普通混凝土的和易性、强度、耐久性等性质； （3）混凝土强度的影响因素 （4）减水剂的含义与应用。

2.教学难点 （1）集料级配； （2）砂的筛分试验与细度模数的计算和级配评定； （3）减水剂的作用机理。 三、教学设计 【参见：学习情境教学设计（模块5）】 四、教学评价 通过理论考试和校内实验操作、企业实践见习、在线学习记录、课堂学习状态等考查，采取学生讨论和教师评价相结合的方式对学生进行考核，重点评价学生对建筑材料基础知识的掌握情况和对建筑材料综合应用的相关技能。 五、教学内容 第1讲普通混凝土用的水泥和集料 混凝土，过去简称“砼”，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料。 普通混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（可选择添加剂和矿物掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而成的人造石材。 混凝土原料丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性能好、强度等级范围宽，在土木工程中广为使用。但也存在自重大、养护周期长、抗拉强度低、导热系数大、生产周期长、变形能力差、易出现裂缝等缺点。 ◆混凝土的分类： 按胶结材料分：水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、聚合物混凝土等。 按体积密度分：重混凝土(ρ0＞2800kg/m3)、普通混凝土(ρ0=2000-2800kg/m3)、轻混凝土(ρ0＜1950kg/m3) 。 按强度等级分：普通混凝土(f c＜60MPa)、高强混凝土(f c=60-100MPa)、超高强混凝土(f c ＞100MPa)。 按用途分：结构混凝土、水工混凝土、特种混凝土(耐热、耐酸、耐碱、防水、防辐射等)。 按施工方法分：预拌混凝土、泵送混凝土、碾压混凝土、喷射混凝土等。 ◆普通混凝土的基本组成材料是胶凝材料、粗集料(石子)、细集料(砂)和水。胶凝材料是混凝土中水泥和掺合料的总称。 砂、石在混凝土中起骨架作用，称为集料（骨料）。 胶凝材料和水形成灰浆，包裹在粗细集料表面并填充集料间的空隙。

钢筋混凝土共同作用基础

《混凝土结构设计原理》过程考核第二次 《钢筋混凝土结构发展综述》专题报告 姓名：沈鹏飞 学号：0903011045 专业班级：09土木一班 成绩： 教师评语： 年月日

《混凝土与钢筋协同工作的基础分析》专题报告 摘要：钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。用钢筋和混凝土制成的一种结构。钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。用在工厂或施工现场预先制成的钢筋混凝土构件，在现场拼装而成。 关键词：钢筋混凝土共同作用 1、钢筋在钢筋混凝土中的作用 钢筋在混凝土中作用很大，根据钢筋类型位置的不同，用途也很多，钢筋有扣筋，负筋，受力筋，架力筋，分布筋等，其作用意义如下 扣筋是板的负筋,两头弯是扣在模板上的俗称扣筋 支座有负筋,是相对而言的,一般应该是指梁的支座部位用以抵消负弯矩的钢筋，俗称担担筋。一般结构构件受力弯矩分正弯矩和负弯矩,抵抗负弯矩所配备的钢筋称为负筋,一般指板、梁的上部钢筋，有些上部配置的构造钢筋习惯上也称为负筋。当梁、板的上部钢筋通长时，大家也习惯地称之为上部钢筋。 受力筋就是放在下排主要受力用的，而分布筋则是放在受力钢筋之上起一个将力均匀传递给受力筋。 分布筋出现在板中，布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直。作用是固定受力钢筋的位置并将板上的荷载分散到受力钢筋上，同时也能防止因混凝土的收缩和温度变化等原因，在垂直于受力钢筋方向产生的裂缝。 架立钢筋设置在梁的受压区外边缘两侧，用来固定箍筋和形成钢筋骨架。如受压区配有纵向受压钢筋时，则可不再配置架立钢筋。架立钢筋的直径与梁的跨度有关。 2、混凝土在钢筋混凝土结构中的作用 2.1混凝土保护层的功能和作用 保证混凝土与钢筋共同工作，确保结构力性能 混凝土与钢筋共同工作，是保证结构构件承载能力和结构性能的基本条件。混凝土是抗压性能较好的脆性材料，钢筋是抗拉性能较好的延性材料。这两种材料各以其抗压、抗拉性能优势相结合，就构成了具有抗压抗弯抗剪抗扭等结构性能的各种结构形式的建筑物或结构物。 混凝土与钢筋共同工作的保证条件，是依靠混凝土与钢筋之间有足够的握裹力。握裹力主要有三种力构成： （1）粘结力（粘着力）。它是混凝土与钢筋表面的粘结力。 （2）摩擦力。当结构处于受力状态时混凝土与钢筋表面产生一种摩擦力。 （3）机械咬合力。它是由于钢筋表面凸凹不平与混凝土接触面产生一种咬合力。 由粘着力、摩擦力、咬合力这三种力构成的握裹力，直接关系到钢筋混凝土结构的性能和承载能力。保证混凝土与钢筋之间的握裹力，就要求保护层要有一定的厚度。如果保护层厚度过小，则混凝土与钢筋之间不能发挥握裹力的作用。因此规范规定混凝土保护层厚度的最小尺寸，不应小于受力钢筋的一个直径。

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2． 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？ 答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3． 钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？ 答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4． 什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？ 答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5． 什么是钢筋的包兴格效应？ 答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6． 在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？ 答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7． 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答：（1）对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是

钢筋混凝土

0 绪论 一、填充题 1、建筑结构按所用材料不同，可分为钢筋混凝土、砌体、刚等结构。 2、素混凝土梁一旦出现裂缝后很快断裂，因此素混凝土梁承载力比钢筋混凝土梁承载力小很多。 3、钢筋混凝土结构工作原理是充分利用混凝土抗压，钢筋抗拉的性能。 4、钢筋与混凝土共同工作的原因有三点：有良好的粘结 力； 钢筋表面的混凝土保护层防止钢筋锈 蚀； 温度线的膨胀系数相近，当温度变化化时，两者之间不会产生较大的相对滑移而使粘结力破坏； 第一章钢筋混凝上结构的材料 一、填充题 1、热轧钢筋是将钢材在高温状态下轧制而成的。根据其强度等级高 低，分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四个级别。其中 1.2.3三个级别为钢筋混凝土结构中的常用钢筋。 2、钢筋按其外形分为光面钢筋和带肋钢筋两类。 3、建筑用钢筋要求有强度高，塑性好，以及加工性能，并与混凝土有良好的粘结性能。 4、混凝土的变形有两类：一类是由外荷载作用而产生的受力变形；一类是由温度和湿度引起的体积变形。 5、混凝土在荷载长期持续作用下，应力不变，应变也会随着时间而增长，这种现象，称为混凝土的徐变。 6、产生徐变的原因是：水泥石中凝胶体粘滞流动和周围环境。徐变与加载龄期有关，加载时混凝土龄期越长、徐变越小。 7、钢筋与混凝土之间的粘结力主要由三部分组成：化学胶着力，摩阻力，机械咬合力。 二、单项选择题 1、钢筋混凝土结构中常用钢筋是（C） A、热轧Ⅰ级 B、热轧Ⅰ,Ⅱ级 C、热轧Ⅰ,Ⅱ，Ⅲ级 D、热轧Ⅰ,Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ级

2、混凝土的强度等级是根据混凝土的（ B ）确定的。 A、立方体抗压强度设计值 B、立方体抗压强度标准值 C、立方体抗压强度平均值 D、具有90 ％保证率的立方体抗压强度 3、在室外预制一钢筋混凝土板，养护过程中发现其表面出现微细裂缝，其原因应该是(c）。 A、混凝土与钢筋热胀冷缩变形不一致 B、混凝土徐变变形 C、混凝土干缩变形 4、受压钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度（b ） A、大 B、小 C 相同 5、当混凝土强度等级由C20 变为C30 时，受拉钢筋的最小锚固长度 (b）。 A、增大 B、减小 C 、不变 三、简答题 1、变形钢筋与光面钢筋相比，主要有什么优点？为什么？ 2、混凝土强度指标主要有几种？哪一种是基本的？各用什么符号表示？ 3、混凝土的徐变主要与哪些因素有关？ 4、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的主要因素是什么？如何保证钢筋与混凝土之间的可靠锚固？ 第二章钢筋混凝土结构设计原理 一、填充题 1、作用是指能使结构产生内力、变形、位移、裂缝的各种原因的总称。可分为直接作用和间接作用两类。 2、直接作用（荷载）按其随时间的变异性和出现的可能性不同，分为三类永久荷载、可变荷载、偶然荷载。 3、荷载效应是指由荷载（作用）在结构中引起的内力和变形，荷载效应常用符号s 表示。 4、结构构件的抗力常用符号r 表示，它是指结构构件承受荷载效应的能力。 5、目前，国际上把结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。 6、工程结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三个方面。 安全性是由结构构件的承载能力极限状态计算来保证的；适用性是由正常使用

普通混凝土的组成材料

水泥混凝土 混凝土是以胶凝材料、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料等组分的混合料经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。由水泥、砂、石子、水、外加剂组成的叫普通混凝土。 一、混凝土的特点 1、混凝土的优点 混凝土材料在建筑工程中得到广泛应用是因为与其他材料相比且有许多优点： 1)材料来源广泛： 2)性能可调整范围大： 3)易于加工成型： 4)匹配性好，维修费用少。 2、混凝土的缺点 1)自重大，比强度小： 2)抗拉强度低，变形能力差而易产生裂缝： 3)硬化时间长，在施工中影响质量的因素较多，质量波动较大。 二、混凝土的应用与发展 随着科学技术的发展，混凝土的缺点下被逐渐克服。如采用轻质骨料可显著降低混凝土的自重，提高强度；掺入纤维或聚合物，可提高抗强度，大大降低混凝土的脆性；掺入减水剂、早强剂等外加剂，可显著缩短硬化时间，改善力学性能。 混凝土的技术性能也在不断的发展，高性能混凝土（HPC）将是今后混凝土的发展方向之一。高性能混凝土除了要求具有高强度（f cu≥60MPa）等级外，还必须具备良好的工作性、体积稳定性和耐久性。 目前，我国发展高性能混凝土的主要途径主要有以下方面； 1)采用高性能的原料以及与其相适应的工艺。 2)采用多种复合途径提高混凝土的综合性能；可在基本组成材料之外加入其他有效材料，好高效减水剂、早强剂、缓凝剂、硅灰、优质粉煤灰、沸石粉等一种或多种复合的外加组分以调整各改善混凝土的浇筑性能及内部结构，综合提高混凝土的性能和质量。 3)从节约资源、能源，减少工业废料排放和保护自然环境的角度考虑，则要求混凝土及原材料的开发、生产，建筑施工作业等均应既能满足当代人的建设需要，又不危及后代人的延续生存环境，因此绿色高性能混凝土（GHPC）也将成为今后的发展方向。许多国家正在研究开发新技术混凝土，如灭菌、环境调色、变色、智能混凝土等，这些新的发展动态可以说明混凝土的潜力很大，混凝土技术与应用领域有待开拓。 三、对混凝土的基本要求 1)混凝土拌和物有一定的和易性，便于施工，并获得均匀密实的混凝土。 2)要满足结构安全所要求的强度，心承受荷载。 3)要有与工程环境相适应的耐久性。 4)在保证质量的前提下，尽量节省水泥，满足经济性的要求。

第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案

第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 第1章钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。 （） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（） 6．C20表示f cu=20N/mm。（） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（）8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。 （） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。 （） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（） 第1章钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对;对；对； 第3章轴心受力构件承载力

1． 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ） 2． 轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（ ） 3． 实际工程中没有真正的轴心受压构件。（ ） 4． 轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（ ） 5． 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为 2/400mm N 。（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（ ） 第3章 轴心受力构件承载力判断题答案 1． 错；对；对；错；错；错； 第4章 受弯构件正截面承载力 1． 混凝土保护层厚度越大越好。（ ） 2． 对于'f h x ≤的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的矩形截面梁，所以其 配筋率应按0 'h b A f s = ρ来计算。（ ） 3． 板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。（ ） 4． 在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。（ ） 5． 双筋截面比单筋截面更经济适用。（ ） 6． 截面复核中，如果ε>εb b ξξ >，说明梁发生破坏，承载力为0。 （ ） 7． 适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。（ ） 8． 正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。（ ） 9． 适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度b ξ的确定依据是平截面假定。（ ） 第4章 受弯构件正截面承载力判断题答案 1． 错；错；错；对；错； 2． 错；对；错；对； 第5章 受弯构件斜截面承载力 1． 梁截面两侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。（ ） 2． 梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。（ ） 3． 截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。（ ） 4． 在集中荷载作用下，连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁的抗剪承载力。（ ） 5． 钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置，在钢筋的理论不需要点处截断。（ ） 第5章 受弯构件斜截面承载力判断题答案 1． 对；错；错；错；错 第6章 受扭构件承载力 1．钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算时，其所需要的箍筋由受弯构件斜截面承载力计算所得的箍筋与纯剪构件承载力计算所得箍筋叠加，且两种公式中均不考虑剪扭的相互影响。（ ）

2015级硕士高等混凝土试题及答案

考试科目：高等混凝土结构、混凝土结构理论与应用 1. 简述混凝土受压应力-应变全曲线的测试方法、特征，并给出其常见的本构模型（3种） 要求绘 制相关曲线、标注特征点、叙述规律，并评价各本构模型的特点和适用范围。 答：（18-21）试验方法分为两类： ① 应用电液伺服阀控制的刚性试验机直接进行试件等应变速度加载； ② 在普通液压试验机上附加刚性元件，使装置的总体刚度超过试件下降段的最大线刚度， 就可防止混凝土的急速破坏。 本构模型： ①Hognestad 本构模型（见图1-14） 2 y 2x x , （0 x 1） 表达式： x 1 y 1 0.15 ------------ ,（x 1） X u 1 特点：能较好的反映混凝土受压时的基本特征，其曲线方程形式被多国混凝土设计 规范所采 用； 本构模型（见图1-14） K 为考虑箍筋约束所引起的混凝土强度增强系数， Z m 为应变软化阶段 斜率） 特点：可以很好的描述箍筋对核心混凝土的约束作用; ③ Rusch 本构模型（见图1-14） 2 y 2x x ;0 x 1 y 1; x 1 特点：由抛物线上升段和水平段组成，比较接近于理想弹塑性模型。 2. 简述混凝土重复加载下的主要现象和规律，包括：包络线，裂缝和破坏过程，卸载曲 线，再加载曲线，共同 点轨迹线，稳定点轨迹线。并绘制、标注相关曲线、特征点。 答：P37-39 表达式: 0.002K c 0.002K Kf c 1 Z m c 0.002K ; c > 0.002K 姓名: 学号： ______________________ 专业： ________________________ ② Ken t-Park （其中 表达式:

钢筋混凝土模拟试题及答案

模拟试题 一、判断题 1.采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为0.95。 2.钢材的含碳量越大，钢材的强度越高，因此在建筑结构选钢材时，应选用含碳量较高的钢筋。 3.在进行构件承载力计算时，荷载应取设计值。 4.活载的分项系数是不变的，永远取1.4。 5.承载能力极限状态和正常使用极限状态都应采用荷载设计值进行计算，这样偏于安全。 6.在偏心受压构件截面设计时，当时，可判别为大偏心受压。 7.配筋率低于最小配筋率的梁称为少筋梁，这种梁一旦开裂，即标志着破坏。尽管开裂后仍保留有一定的承载力，但梁已经发生严重的开裂下垂，这部分承载力实际上是不能利用的。 8.结构设计的适用性要求是结构在正常使用荷载作用下具有良好的工作性能。 9. 对于一类环境中，设计使用年限为100年的结构应尽可能使用非碱性骨料。 10.一些建筑物在有微小裂缝的情况下仍能正常使用，因此不必控制钢筋混凝土结构的小裂缝裂缝。 11.混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 12.对任何类型钢筋，其抗压强度设计值。 13.在进行构件变形和裂缝宽度验算时，荷载应取设计值。 14.以活载作用效应为主时，恒载的分项系数取1.35 。 15.结构的可靠指标越大，失效概率就越大，越小，失效概率就越小。 16.在偏心受压破坏时，随偏心距的增加，构件的受压承载力与受弯承载力都减少。 17.超筋梁的挠度曲线或曲率曲线没有明显的转折点。

18.结构在预定的使用年限内，应能承受正常施工、正常使用时可能出现的各种荷载、强迫变形、约束变形等作用，不考虑偶然荷载的作用。 19.对于一类环境，设计使用年限为100年的结构中混凝土的最大氯离子含量为0.06%。 20.钢筋混混凝土受弯、受剪以及受扭构件同样存在承载力上限和最小配筋率的要求。 21.钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。 22.适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。 23. 实际工程中没有真正的轴心受压构件. 24.正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。 25.梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。 26.小偏心受压破坏的的特点是，混凝土先被压碎，远端钢筋没有受拉屈服。 27.当计算最大裂缝宽度超过允许值不大时，可以通过增加保护层厚度的方法来解决。 28.结构在正常使用和正常维护条件下，在规定的环境中在预定的使用年限内应有足够的耐久性。 29.对于一类环境中，设计使用年限为100年的钢筋混混凝土结构和预应力混凝土结构的最低混凝土强度等级分别为C10和C20. 30.对于钢筋混凝土结构，在掌握钢筋混凝土构件的性能、分析和设计，必须注意决定构件破坏特征及计算公式使用范围的某些配筋率的数量界限问题。 二、单项选择题题 1.与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力(B)。 A 相同 B 提高许多 C 有所提高D不确定

《混凝土-微观结构性能和材料》笔记

笔记之前： 1.这本书是译著。原著名：《CONCRETE Microstructure,Properties，and Materials》由库玛·梅塔（ Mehta）和保罗 .蒙特罗（Paulo ）合著。 2.本笔记所选摘的都是普通教材中可能忽略的地方，不体现混凝土科学的主要框架，只以本书的体色为主：细致，深入，全面。 3.作为思考混凝土某一方面研究的借鉴，目的是拓宽思路。 笔记： 第一篇硬化混凝土的微结构和性能 第一章绪论 第二章混凝土的微结构（提出了混凝土中过渡区的重要性） 第三章强度（见附图1影响混凝土强度各个因素的相互作用） 第四章尺寸稳定性 “需要注意，混凝土构件通常处于被约束的状态，约束有时来自路基的摩擦和端部的其他构件，但更多还是来自钢筋和混凝土内、外部的应变差。” “混凝土在约束状态下，干缩应变诱发的弹性拉应力和粘弹性行为带来的应力松弛之间的交互作用，是大多数结构变形和开裂的核心。” “不是所有变量都以同一种方式控制混凝土的强度和弹性模量（通常，粗骨料的弹性模量越高、用量越大，混凝土的弹性模量就越大。低强或中强 混凝土的强度不受骨料孔隙率正常变化的影响。）” （附图2 影响混凝土弹性模量的不同参数） 第五章耐久性 （附图3 混凝土劣化的物理原因） “在一种冻融环境中耐冻的混凝土在另一种组合条件下却可能被摧毁。” “经显微镜观测证实：当冰在气孔（而不是毛细孔道）中形成时，水泥浆体会收缩” “对一种骨料，临界尺寸（在一定的孔径分布、渗透性、饱和度与结冰速率条件下，大颗粒骨料可能会受冻害，但小颗粒的同种骨料则不会）并非 单一值，因为他还取决于结冰速率、饱和度和骨料的渗透性。” （附图4 化学反应引起混凝土劣化的模型） （附图5 常见环境条件下混凝土损伤的整体模型） “氯化物对硫酸盐膨胀的影响清楚地表明：我们在模拟材料行为时经常犯错误，即为了简单起见只考虑单一因素的影响，而没有充分考虑其他可能 会显著改变这种影响的因素的存在。” 第二篇混凝土原材料、配合比和早龄期性能 第六章水硬性水泥 区分水泥熟料的化学组成（氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、水等）与矿物组成（硅酸三钙、硅酸二钙、氯酸三钙、铁铝酸四钙等）； “任何化学反应的主要特征包括物质变化、能量变化和反应速率三个方面” “水化水泥浆体的电子显微研究表明，水泥早期，水化主要以完全溶解机理为主；水化后期，由于溶液中离子的迁移受阻，剩余水泥颗粒的水化则 主要按固相反应机理进行”

钢筋混凝土原理和分析第三版课后答案

思考与练习 1.基本力学性能 1-1 混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土也将产生不均匀的空间微观应力场。在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。 在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。 粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。环境温度和湿度的变化，在混凝土部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。 另外，混凝土部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。 1-2 解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。 采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为： 20.8(1)x y x x = -+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d c ct p f y E x σεε= =? 考虑切线模量的最大值，即 d d y x 的最大值： 222222 d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+

钢筋混凝土结构基本原理

第二章 一、填空题 1、结构包括素混凝土结构、（钢筋混凝土结构）、（预应力混凝土结构）和其他形式加筋混凝土结构。 2 钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成，主要受力构件有楼板（梁）、（柱）、墙、基础等。 3. 在测定混凝土的立方体抗压强度时，我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为（150mm×150mm×150mm）。 4.长期荷载作用下，混凝土的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的（徐变）。 5.混凝土在凝结过程中，体积会发生变化。在空气中结硬时，体积要（缩小）；在水中结硬时，则体积（膨胀）。 6.在钢筋混凝土结构的设计中，（屈服强度）和（延伸率）是选择钢筋的重要指标。 7.在浇筑混凝土之前，构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架，构成骨架的方法主要有两种：（绑扎骨架）与（焊接骨架）。 8.当构件上作用轴向拉力，且拉力作用于构件截面的形心时，称为（轴心受拉）构件。 9、轴心受拉构件的受拉承载力公式为（N≤fyAs或Nu=fyAs ）。 10．钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为（普通钢箍）柱和（螺旋钢箍）柱两种。 11．钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为（长柱）承载力与（短柱）承载力的比值。 12.长柱轴心受压时的承载力（小于）具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。 13.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定性系数是考虑了（附加弯矩的影响）。 二：简答题 1.混凝土的强度等级是怎样划分的？ 答：混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个 2．钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求。 答：1.采用高强度钢筋可以节约刚材，取得较好的经济效果；2.为了使钢筋在断裂前有足够的变形，要求钢材有一定的塑性；3.可焊性好；4满足结构或构件的耐火性要求；5.为了保证钢筋与混凝土共同工作，钢筋与混凝土之间必须有足够的粘结力。 3徐变定义；减少徐变的方法。 答:长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的徐变。 4．钢筋混凝土共同工作的基础。 1).二者具有相近的线膨胀系数； 2).在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括a. 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力; b混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力; c 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力 3). 钢筋至构件边缘之间的混凝土保护层，起着防止钢筋发生锈蚀的作用，保证结构的耐久性。

第三章 混凝土的基本特性

第三章混凝土的基本特性 混凝土是水泥、砂、石和水的混合材料，其组成材料的成分和性质，以及在制备、凝固、使用过程中的各种条件和环境因素都对其强度和变形有不同程度的影响，因而混凝土比其它结构材料具有更复杂、多变的力学性能。 §3.1非匀质、非等向的多相混合材料 由图3—1可看出混凝土内部的非匀质构造非匀质构造。其主要组成部分有： 固体颗粒—具有不同形状、颜色、尺寸和矿物成分的粗骨料、较大的砂粒、未水化的水泥颗粒团和混入的各种固体杂质。它们随机地分布在混凝土内部，占据了总体积的绝大部分。 硬化的水泥砂浆—水泥和水产生的水化作用，将搅拌均匀的砂子胶结在一起成为水泥砂浆，填充在固体颗粒之间，或称围裹在固体颗粒外层，形成不均匀、不规则的条带状或网状分布构造。刚开始时，水泥砂浆是流动性强的胶状体。随着混凝土龄期的增长，水泥颗粒的水化作用层往内部深入，外层逐渐固化，砂子的粘结力不断加强，形成硬化的水泥砂浆。 各种气孔和缝隙—在混凝土的搅拌和浇注过程中，少量空气混入其内部；在震捣时，大部分空气成气泡状上升，从构件的上表面逸出，其余的积聚在构件顶面和侧面的表层砂浆层内。较大的石子和钢筋下面有明显的气孔。混凝土中的水分蒸发以及水泥砂浆干缩变形等都会在粗骨料和砂浆的界面、砂浆的内部形成不同形状和尺寸的细微裂缝。此外，浇注、震捣操作不当等施工缺陷可能在混凝土内留下较大孔洞。

这三部分中，前两者为基本组成。它们的物理相力学性质相差悬殊，在外力作用和环境条件影响下的反应有显著差别，成为混凝土强度和变形性能复杂、多变的主要原因。 图3－1 混凝土组成材料的非匀质、非等向分布 除了混凝土组成部分的随机分布所引起的非匀质性外，还因为一些因素构成混凝土的必然非匀质性，例如： ·在浇注、震捣混凝土的过程中，比重和颗粒较大的粗骨料沉入底部，而比重较小的骨料、流动性大的水泥砂浆和气泡等向上升。 ·构件浇注方向的顶面和模板侧面附近，水泥砂浆和气泡的含量高于构件内部，构件表层的水分蒸发较快，收缩变形较大，遗留裂缝较多。 混凝土材料的非匀质和非等向性的程度，取决于原材料的均匀性、水泥骨料比和水灰比，以及搅拌、浇注、震捣和养护等施工操作工艺。 此外，在混凝土的浇注、震捣过程中，有一些现象将产生非等向性，例如：粗骨料若有一较大干面，震捣后的最稳定位置是大面朝下；气泡上升过程中略呈长圆形，混凝土凝固后气孔长径平行于浇注方向；构件分层浇注和振捣混凝土时，留有水平施工缝；在先期应力作用下，混凝土内部形成的微裂缝具有一定的方向性等等。