混凝土的物理力学性能_31

引言：混凝土是一种重要的建筑材料，它具有优异的力学性能和耐久性，被广泛应用于各种工程中。

为了深入了解混凝土的物理力学参数，本文将从五个大点进行详细阐述。

这些大点包括混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、抗剪强度和抗冻性。

通过对每个大点的探讨，读者将对混凝土的物理力学参数有更深入的了解。

概述：混凝土的物理力学参数是描述其力学性能的重要指标。

混凝土的力学性能由其组成材料和配比方式决定。

在第一篇文章中，我们已经介绍了混凝土的抗压强度、抗拉强度以及弹性模量。

现在我们将继续介绍混凝土的抗剪强度和抗冻性。

正文内容：一、混凝土的抗剪强度1.混凝土抗剪强度的定义和测定方法2.影响混凝土抗剪强度的因素3.提高混凝土抗剪强度的方法4.混凝土抗剪强度与结构的关系5.混凝土抗剪强度的应用与研究进展二、混凝土的抗冻性1.混凝土的抗冻性的意义和评价方法2.混凝土的冻融损伤机制3.影响混凝土抗冻性的因素4.提高混凝土抗冻性的方法5.混凝土抗冻性在工程中的应用与研究进展三、总结通过对混凝土的物理力学参数的详细阐述，我们了解到混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、抗剪强度和抗冻性是描述混凝土力学性能的重要指标。

在实际工程中，我们需要针对不同的工程要求和环境条件来选择合适的混凝土和相应的改良方法，以确保工程结构的安全和耐久。

在提高混凝土的物理力学参数方面，我们可以通过调整配比、优化材料的选择和加入适当的添加剂等方法来提高混凝土的力学性能。

研究人员也在不断探索新的方法和材料，以改进混凝土的性能。

我们应该重视混凝土的物理力学参数，在实践中加强对混凝土材料和结构的科学研究，以推动建筑工程的发展和进步。

通过不断的研究和实践，我们有信心在混凝土领域取得更大的突破和创新。

第二章混凝土结构材料的物理力学性能2.1砼的物理力学性能材料的力学性能指标包括：强度指标和变形性能指标。

本节内容一、混凝土的组成结构二、单向受力状态下的混凝土强度（重点）三、复合受力状态下的混凝土强度四、混凝土的变形性能2.1.1 混凝土的组成结构普通混凝土是由水泥、砂子和石子三种材料及水按一定配合比拌合，经过凝固硬化后做成的人工石材。

1、混凝土结构分为三种基本类型：微观结构：即水泥石结构，由水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成，其物理力学性能取决于水泥的化学—矿物成分、粉磨细度、水灰比和硬化条件亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构；可看作以水泥石为基相、砂子为分散相的二组分体系，砂子和水泥石的结合面是薄弱面。

对于水泥砂浆结构，除上述决定水泥石结构的因素外，砂浆配合比、砂的颗粒级配与矿物组成、砂粒形状、颗粒表面特性及砂中的杂质含量是重要控制因素宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。

与亚微观结构有许多共同点，因为这时可以把水泥砂浆看作基相，粗骨料分布在砂浆中，砂浆与粗骨料的结合面也是薄弱面。

2、混凝土的内部结构特点a)混凝土是一种复杂的多相复合材料。

其组份中的砂、石、水泥胶块中的晶体、未水化的水泥颗粒组成了混凝土中错综复杂的弹性骨架，主要用它来承受外力，并使混凝土具有弹性变形的特点；b)水泥胶块中的凝胶、孔隙和结合界面初始微裂缝等，在外荷载作用下则使混凝土产生塑性变形。

c)混凝土结构中的孔隙、界面微裂缝等先天缺陷，往往是混凝土受力破坏的起源，而微裂缝在受荷时的发展对混凝土的力学性能起着极为重要的影响。

2.1.2、单向受力状态下的混凝土强度用途：是进行钢筋混凝土结构构件强度分析、建立强度理论公式的重要依据。

1、立方体抗压强度 混凝土强度等级立方体抗压强度是最主要和最基本的指标。

混凝土的强度等级是依据混凝土立方体抗压强度标准制f cuk 确定的。

（1）测定方法：以边长150mm 立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm 2/s ，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度值，用符号C 表示，C30表示f cu,k =30N/mm 2现《规范》根据强度范围，从C15~C60共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。

第二章混凝土结构材料的物理力学性能教学重点：掌握各种材料性能的特性，钢筋及混凝土各自的应力应变关系，影响材料强度及变形大小的因素，从而为以后学习本课程或使用材料时打下基础。

教学内容：1.钢筋：钢筋的成份、种类和级别，钢筋的应力应变曲线，钢筋的塑性性能，钢筋的冷加工。

2.混凝土：立方体抗压强度，影响混凝土强度的因素，轴心抗压强度，轴心抗拉强度。

混凝土的变形：混凝土在一次短期加载时的应力应变性能，混凝土的变形模量。

混凝土的徐变。

混凝土的收缩。

3.钢筋与混凝土之间的粘结力。

2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 混凝土的组成结构普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是多相复合材料。

混凝土组成结构是一个广泛的综合概念，包括从组成混凝土组分的原子、分子结构到混凝土宏观结构在内的不同层次的材料结构。

通常把混凝土的结构分为三种基本结构类型：微观结构即水泥石结构；亚微观结构即混凝土中的水泥砂浆结构；宏观结构即砂浆和粗骨料两组分体系。

微观结构(水泥石结构)由水泥凝胶、晶体骨架，未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成，其物理力学性能取决于水泥的化学矿物成分、粉磨细度、水灰比和凝结硬化条件等。

混凝上的宏观结构与亚微观结构有许多共同点，可以把水泥砂浆看作基相．粗骨料分布在砂浆中，砂浆与粗骨料的界面是结台的薄弱面。

骨料的分布以及骨料与基相之间在界面的结合强度也是重要的影响因素。

浇注混凝上时的泌水作用会引起沉缩，硬化过程中由于水泥浆水化造成的化学收缩和干缩受到骨料的限制，会在不同层次的界面引起结合破坏，形成随机分布的界面裂缝。

混凝土中的砂、石、水泥胶体中的晶体、未水化的水泥颗粒组成了错综复杂的弹性骨架，主要承受外力，并使混凝土具有弹性变形的特点。

而水泥胶体中的凝胶、?L隙和界面初始微裂缝等，在外力作用下使混凝土产生塑性变形。

另一方面，混凝土中的孔隙、界面微裂缝等缺陷又往往是混凝土受力破坏的起源。

在荷载作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。

混凝土的力学性能无机071班马迪20070150191．影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的主要因素有：（1）水泥强度与水灰比水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。

在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。

当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土的强度主要取决于水灰比。

因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的２３％左右，但在拌制混凝土混合物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水（约占水泥重量的４０～７０％）。

混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残存在混凝土中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少了混凝土的有效断面，并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中，使混凝土强度下降。

在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。

但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低混凝土的强度和耐久性。

（2）集料的性质与数量集料的性质包括集料的几何性质、集料的力学性质，以及集料与水泥水化产物的亲和性。

只有具有一定数量的品质优良的且能与水泥较好粘结的集料，才能配制出具有较高强度的混凝土（3）养护的温度和湿度混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。

在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果也不相同。

温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。

低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0°Ｃ以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。

水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。

(3) 龄期在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。

最初７～１４ｄ内，强度增长较快，２８ｄ以后增长较慢。

第一章 混凝土结构材料的物理力学性能单项选择题1. 水工钢筋混凝土结构中常用受力钢筋是（ ）。

A. HRB400和HRB335级钢筋B. HPB235和RRB400级钢筋C. HRB335和HPB235级钢筋D. HRB400和RRB400级钢筋2. 热轧钢筋的含碳量越高，则（ ）。

A. 屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越高B. 屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越低C. 屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越高D. 屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越低3. 硬钢的协定流限是指（ ）。

A. 钢筋应变为0.2%时的应力B. 由此应力卸载到钢筋应力为零时的残余应变为0.2%C. 钢筋弹性应变为0.2%时的应力4. 设计中软钢的抗拉强度取值标准为（ ）。

A. 协定流限B. 屈服强度C. 极限强度5. 混凝土的强度等级是根据混凝土的（ ）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△6. 混凝土强度等级相同的两试件在图1-1所示受力条件下，破坏时抗拉强度t1f 和t2f 的关系是（ ）。

A. t1f ＞t2fB. t1f =t2fC. t1f ＜t2f(a)薄壁空心混凝土管受扭 （b ）混凝土试件轴心受拉图1-1 两组试件受力条件△7. 图1-2所示受力条件下的三个混凝土强度等级相同的单元体，破坏时1σ,2σ,3σ绝对值的大小顺序为（ ）。

A. 1σ＞2σ＞3σB.1σ＞3σ＞2σC. 2σ＞1σ＞3σD. 2σ.＞3σ＞1σ图1-2 单元体受力条件△8. 柱受轴向压力的同时又受有水平剪力，此时混凝土的抗压强度（ ）。

A. 随水平剪力的增大而增大B. 随水平剪力的增大而减小C. 不随水平剪力的变动而变化9. 混凝土强度等级越高，则其σ-ε曲线的下降段（ ）。

A. 越陡峭B. 越平缓C. 无明显变化10. 混凝土极限压应变值cu ε随混凝土强度等级的提高而（ ）。