混凝土的物理力学性能共56页

§2.1 混凝土的物理力学性能§2.1 混凝土的物理力学性能§2.3 混凝土与钢筋的粘结§2.3 混凝土与钢筋的粘结§2.2 钢筋的物理力学性能§2.2 钢筋的物理力学性能第2章材料性能2.1.1第2章材料性能1混凝土的抗压强度2.1.1(1混凝土的立方体抗压强度f cu,k 和强度等级(1混凝土的立方体抗压强度f cu,k 和强度等级立方体抗压强度f cu,k :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0.3~0.8N/mm 2/sec ,两端不涂润滑剂测得的具有95%保证率的抗压强度标准值,用符号f cu,k 表示,位:N/mm 2或MPa 。

混凝土结构中,主要是利用它的抗压强度。

因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。

强度是指结构材料所能承受的某种极限应力。

混凝土强度等级混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。

尺寸效应、加载速度摩擦力的影响影响因素:美国、日本、加拿大等国家,采用圆柱体(直径150mm划分强度等级,符号记为标准立方体抗压强度的换算关系为轴心抗压强度(标准值:采用棱柱体试件测定所测得的具有保证率的抗压强度,用符号f ck 表示,它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。

棱柱体试件高宽比一般为h /b =3~4,我国通常取150mm ×150mm ×450mm 的棱柱体试件(标准试件,也有用100×100×300试件。

(2混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度(2混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度立方抗压与轴心抗压强度的关系2混凝土的轴心抗拉强度由于轴心受拉试验对中困难,也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度f tk与混凝土强度标准值《规范》规定材料强度的标准值立方体强度标准值2.1.1第2章材料性能强度种类轴心抗压强度轴心抗拉强度§2.1第2章材料性能实际结构中,混凝土很少处于单向受力状态。

第二章混凝土结构材料的物理力学性能钢筋与混凝土的物理力学性能以及共同工作的特性直接影响混凝土结构和构件的性能，也是混凝土结构计算理论和设计方法的基础。

§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、水泥、砂子和石子及掺和料与各种外加剂按一定的比例搅拌在一起，经凝结和硬化形成的人工石材，是一种多相复合材料。

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。

通常把混凝土的组成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份、粉磨细度、水灰比和凝结硬化条件等。

亚微观结构即水泥砂浆结构；宏观结构即砂浆和粗骨料两组分体系。

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合的薄弱面。

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。

混凝土中的砂、石、水泥凝胶体中的晶体、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、孔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。

由于水泥凝胶体需要较长时间才能完成硬化，故混凝土的强度和变形也随时间逐渐增长。

混凝土内部微裂缝发展过程2.1.2 单轴向应力状态下的混凝土强度实际工程中的混凝土构件和结构一般处于复合应力状态，但是单向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。

混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大关系，骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期等也不同程度地影响混凝土的强度。

§1-1混凝土的物理力学性能一、混凝土的强度（一）混凝土的抗压强度1、立方体抗压强度标准值f cu ,kf cu ,k =μf150s (1−1.645δf150) 平均值（1-1.645变异系数）（δf150=σf150/μf150s ） 变异系数=均差/平均值2、柱体或轴心（高宽比≥3）抗压强度标准值f ck柱体抗压强度的平均值=α倍的立方体抗压强度平均值 即：μfc s =α×μf150sα：与混凝土强度等级有关，对C 50及以下混凝土取α=0.76；C 55~C 80混凝土取α=0.77~0.82假定构件混凝土柱体抗压强度变异系数与立方体抗压强度变异系数相同，侧:构件混凝土柱体抗压强度标准值=构试件抗压强度平均换算系数（GB/T50283-1999条文说明建议值0.88）×混凝土强度等级系数α×混凝土脆性系数β（C 40~C 80分别取1.0~0.87）×混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k 即f ck =0.88×α×β×f cu,k（二）混凝土的抗拉强度f t s混凝土轴心抗拉强度f t s 的平均值μft s =立方体抗压强度平均值μf150s 的0.55次方×0.395即 μft s =0.395(μf150s )0.55 构件混凝土轴心抗拉强度平均值μft =0.88×0.395(μf150s )0.55 假定构件混凝土轴心抗拉强度变异系数与立方体抗压强度变异系数相同，侧:构件混凝土轴心抗拉强度标准值f t k =0.88×0.395 μf150s0.55(1−1.645)δf150×β（三）混凝土的抗剪强度f v s混凝土抗剪强度f v s 与立方体抗压强度f cu s 的关系：f v s = 0.38~0.42 (f cu s )0.57混凝土抗剪强度f v s 与混凝土抗拉强度f t s 的关系：f v s =（1.13~1.04）f t s二、混凝土的变形性能。