普通混凝土物理力学性能资料
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500812019混凝土物理力学性能试验方法范本 1:1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2. 相关术语和定义2.1 混凝土2.2 物理力学性能试验2.3 强度2.4 压缩性能2.5 拉伸性能2.6 弯曲性能2.7 剪切性能3. 试验方法3.1 试样制备3.2 压缩试验3.2.1 试验设备 3.2.2 试验步骤 3.3 拉伸试验3.3.1 试验设备 3.3.2 试验步骤 3.4 弯曲试验3.4.1 试验设备 3.4.2 试验步骤 3.5 剪切试验3.5.1 试验设备3.5.2 试验步骤4. 数据处理与分析4.1 试验数据记录 4.2 数据处理方法4.3 结果分析5. 结论5.1 强度性能5.2 压缩性能5.3 拉伸性能5.4 弯曲性能5.5 剪切性能6. 参考文献附件:附件1:试验设备清单附件2:试样制备工艺流程图附件3:试验数据记录表法律名词及注释:1. 混凝土质量标准:指混凝土的各项质量指标符合国家相关标准要求。
2. 物理力学性能:指混凝土在力学作用下的各项性能指标,如强度、延展性等。
3. 强度:指混凝土抵抗外力作用下变形或破坏的能力。
4. 压缩性能:指混凝土在受到压力作用时的抗压性能。
5. 拉伸性能:指混凝土在受到拉力作用时的抗拉性能。
6. 弯曲性能:指混凝土在受到弯曲力矩作用时的抗弯性能。
7. 剪切性能:指混凝土在受到剪切力作用时的抗剪性能。
范本 2:1. 背景和介绍1.1 混凝土物理力学性能的重要性1.2 试验目的1.3 试验范围2. 相关术语和定义2.1 混凝土2.2 物理力学性能2.3 强度2.4 压缩性能2.5 拉伸性能2.6 弯曲性能2.7 剪切性能3. 试验方法3.1 试样制备3.1.1 材料选择3.1.2 试样尺寸和形状 3.1.3 制备步骤3.2 压缩试验3.2.1 试验设备3.2.2 试验步骤3.3 拉伸试验3.3.1 试验设备3.3.2 试验步骤3.4 弯曲试验3.4.1 试验设备3.4.2 试验步骤3.5 剪切试验3.5.1 试验设备3.5.2 试验步骤4. 数据记录与分析4.1 试验数据记录4.2 数据处理方法4.3 结果分析5. 结论5.1 强度性能5.2 压缩性能5.3 拉伸性能5.4 弯曲性能5.5 剪切性能6. 参考文献附件:附件1:试验设备清单附件2:试样制备工艺流程图附件3:试验数据记录表法律名词及注释:1. 混凝土物理力学性能:指混凝土在外力作用下的各项力学性能指标,如强度、塑性等。
§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。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态,但是单轴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。
混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果,因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。
1 混凝土的抗压强度(1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件,标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为“N/mm2”。
用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。
《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
例如,C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
其中,C50~C80属高强度混凝土范畴。
图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况(a)不涂润滑剂;(b) 涂润滑剂(2) 混凝土的轴心抗压强度混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。
用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。
图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。
《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值,用符号f ck表示,下标c表示受压,k表示标准值。
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。