4-混凝土4-主要性质(变形 耐久性)资料
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绪言1.建筑物:是提供人们生产、生活或进行其他活动的房屋或场所。
2.构筑物:人们不在其中生产、生活的建筑3.建筑材料:人类赖以生存的总环境中,所有建筑物或构筑物所用材料及制品统称为建筑材料,它是一切建筑工程的物质基础。
4.三大建筑材料是:水泥、钢筋、木材建筑材料的基本性质一。
材料的物理性质1.密度:材料在绝对密实状态下, 单位体积的干质量。
V m =ρ 2.表观密度:材料在自然状态下, 单位体积的干质量。
3.堆积密度:粒状或粉状材料在堆积状态下, 单位体积的质量。
4. 密实度:比例。
密实度反映材料的致密程度。
5.孔隙率:材料体积内,孔隙体积所占的比例。
6. 亲水性与憎水性:材料在空气中与水接触时,根据材料表面被水润湿的情况,分亲水性材料和憎水性材料两类。
亲水性材料:木材、 砖、混凝土、石憎水性材料:沥青、石蜡、塑料7. 抗渗性:抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性质。
材料的抗渗性可用渗透系数表示。
8. 抗冻性:抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻结和融化作用(冻融循环)而不被破坏,强度也无显著降低的性能。
00m V ρ=0''0m V ρ=9.吸水性与吸湿性:吸水性是指材料在水中能吸收水分的性质。
吸水性的大小用吸水率表示;材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。
吸湿性的大小用含水率表示。
了解吸水率与含水率的定义和区别。
10.耐水性:材料在长期饱和水作用下不被破坏,其强度也不显著降低的性质称为耐水性。
材料的耐水性用软化系数表示。
了解软化系数的定义11.导热性:材料传导热量的性能称为导热性。
材料的导热性用导热系数表示。
12.热容量:材料加热时吸收热量、冷却时放出热量的性质,称为热容量。
热容量用比热表示。
13.热变形性:材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质,称为热变形性。
热变形性用线膨胀系数表示。
二。
材料的力学性质1.强度:材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力。
混凝土构件的变形、裂缝宽度验算和耐久性概念设计1.混凝土构件裂缝形成的原因?答:目前,混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。
由于其极限拉伸变形很小,当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用,或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件约束,以及钢筋锈蚀体积膨胀时,混凝土中便产生拉应力,该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。
同时,混凝土材料来源广泛,成分多样,施工工序繁多,养护硬化需要较长时间,受环境影响较大,混凝土自身构成机理,以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。
所以,钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。
2.为什么要对混凝土构件进行裂缝宽度控制?答:对裂缝宽度进行控制的原因:(1)使用功能的要求有些使用上要求不出现渗漏的贮液(气)容器或输送管道,裂缝的存在会直接影响其使用功能,因此,要对其控制裂缝的出现。
(2)建筑外观要求外观是评价混凝土质量的重要因素之一,裂缝过宽会影响建筑的外观,引起人们的不安全感。
满足外观要求的裂缝宽度限值选取,取决于多种原因。
调查表明,控制裂缝宽度在0.3mm以内,对外观没有显著影响,一般不会引起人们的特别注意。
(3)耐久性要求这是控制裂缝最主要的原因。
化学介质、气体和水分侵入裂缝,破坏了钢筋的钝化膜,会在钢筋表面发生电化学反应,引起钢筋锈蚀,使构件发生破坏,影响结构的使用寿命。
3.混凝土构件裂缝控制的标准如何?答:混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用应力及裂缝宽度进行控制。
一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值f tk,按荷载效应准永久组合下进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;三级:允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算,并符合下列规定w max w lim式中w max—在荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算得到的最大裂缝宽度;w l im—最大裂缝宽度限值,设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。
第三节混凝土的变形性能混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。
非荷载作用下变形又包括:化学收缩、塑性收缩、干湿变形、温度变形;荷载作用下变形包括:短期变形和长期变形。
一.混凝土在非荷载作用下的变形1.化学收缩在硬化过程中,由于水泥水化产物的体积小于反应物(水和水泥)的体积,会引起混凝土产生收缩,称为化学收缩。
其收缩量随混凝土龄期的延长而增加,大致与时间的对数成正比。
一般在混凝土成型后40d内收缩量增加较快,以后逐渐趋向稳定。
这种收缩不可恢复,化学收缩值很小,对混凝土结构没有破坏作用,但在混凝土内部可能产生微细裂缝。
2.塑性收缩混凝土成型后尚未凝结硬化时属于塑性阶段,在此阶段往往由于表面失水而产生收缩,称塑性收缩。
新拌混凝土若表面失水速率超过内部水分向表面迁移的速率时,会造成毛细管内部产生负压,因而使浆体中固体粒子间产生一定的引力,便产生了收缩。
如果引力不均匀作用于混凝土表面,则表面将产生裂纹。
预防塑性收缩的方法是降低混凝土表面失水速率、采取防风、降温等措施。
最有效的方法是凝结硬化前保持表面的润湿,如在表面覆盖塑料膜、喷洒养护剂等。
3.干湿变形主要取决于周围环境湿度的变形,表现为干湿缩胀。
干缩对混凝土影响很大,应予以特别注意。
混凝土处于干燥环境时,首先发生毛细管的游离水蒸发,使毛细管内形成负压,随着空气湿度的降低,负压随之增加,产生收缩力,导致混凝土整体收缩。
当毛细管内水蒸发完后,若继续干燥,还会使吸附在胶体颗粒上的水蒸发。
由于分子引力的作用,粒子间距离小,引起胶体收缩,称这种收缩为干燥收缩。
混凝土干缩变形是由表及里逐渐进行的,因而会产生表面收缩大,内部收缩小,导致混凝土表面受到拉力作用。
当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
此外,混凝土在干缩过程中,骨料并不产生收缩,因而在骨料与水泥石界面上也会产生微裂纹,裂纹的存在,会对混凝土强度,耐久性产生有害作用。
影响因素有:水泥用量、品种、细度;水灰比;骨料的质量;养护条件。
混凝土英文:Concretes搅拌中的混凝土混凝土,简称为“砼(tóng)”:是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。
通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。
混凝土也称砼,是当代最主要的土木工程材料之一。
它是由胶结材料,骨料和水按一定比例配制,经搅拌振捣成型,在一定条件下养护而成的人造石材。
混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大;同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽,使其使用范围出十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
[编辑本段]混凝土的历史;混凝土锯片可以追溯到古老的年代,其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。
自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛(见无机胶凝材料)。
20世纪初,有人发表了水灰比等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础。
以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。
60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土;多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。
现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。
混凝土- 混凝土的种类按胶凝材料分有:①无机胶凝材料混凝土,如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等;②有机胶结料混凝土,如沥青混凝土、聚合物混凝土等。
按容重分有:①重混凝土,容重2600~5500公斤/立方米甚至更大;②普通混凝土,容重2400公斤/立方米左右;③轻混凝土,容重为500~1900公斤/立方米的轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土等。
§6.1 普通混凝土的组成材料§6.1.1 水泥§6.1.2 骨料§6.1.3 混凝土拌合及养护用水§6.1.4 外加剂及掺合料§6.2 普通混凝土的主要技术性质§6.3 普通混凝土的配合比设计和质量控制§6.4 其他品种混凝土复习思考题§6.2 普通混凝土的主要技术性质•混凝土的主要技术性质包括混凝土拌合物的和易性、硬化混凝土的强度及耐久性。
混凝土在未凝结硬化以前,称为混凝土拌合物或称新拌混凝土,相对“硬化混凝土”而言。
§6.2.1 混凝土拌合物(新拌混凝土)的性能一.新拌混凝土的和易性1、和易性的概念•和易性是指混凝土拌合物易于各工序(搅拌、运输、浇注、捣实)施工操作,并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。
•和易性是一项综合的技术指标,包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。
•⑴流动性:混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。
•⑵粘聚性:混凝土各组成材料间具有一定粘聚力,在运输和浇注过程中不致产生分层和离析现象,使混凝土保持整体均匀的性能。
•⑶保水性:混凝土拌和物具有一定的保持内部水分的能力,在施工过程中不致产生严重泌水现象。
•混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性之间互相联系又存在矛盾。
所谓拌合物的和易性良好,就是要使这三方面的性能在某种具体条件下,达到均为良好,即使矛盾得到统一。
2、和易性的测定方法目前,尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。
根据我国现行标准《普通混凝土拌合物性能试验方法》(GB/T50080-2002),用坍落度和维勃稠度测定混凝土拌合物的流动性,并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。
•评定和易性好坏,主要以测定流动性指标为主,辅以观察其粘聚性、保水性。
•(1)坍落度试验•☆将混凝土拌合物分三层装入标准坍落度筒中,每层插捣25次并装满刮平。