第十四讲 硬化混凝土的性能_图文

1、 土木工程材料 第十四讲 硬化混凝土的性能华南理工大学土木工程系 杨医angyibo本讲主要内容一 . 混凝土的微观结构二. 混凝土的力学性能 凝 的 学性能三. 混凝土的变形性能四. 混凝土的耐久性能 水泥石的结构 -非均相 C S H的结构 C-S-H的结构层间水 :RH<11%时失去,引起收缩。 物理吸附水 :RH 为 30%失去,引起收缩。 毛细孔水 :孔径为 550nm 中的水影响干缩; 50nm 50m 的影响强度和渗透性。 过渡区示意图 二 . 混凝土的力学性能混凝土的强度理论宏观力学理论 假定混凝土为宏观 :假定混凝土为宏观 匀质 且 各同向性

2、 的材料,研究混凝土在复杂 普应力作用下的普适化破坏条件。 用于混 凝土结构设计。计 细观力学理论 :根据混凝土细观 非匀质 的特征 研究组成材料对混凝土强度 性 的特征,研究组成材料对混凝土强度 所起的作用。 用于混凝土材料设计 。 为什么混凝土主要用来承受压力? 什抗压强度、抗拉强度、抗折强度 折混凝土受压破坏的机理是什么? 影响混凝土强度的因素有哪些? 如何使混凝土获得所需要的强度? 11. 混凝土抗压强度 混凝土的 抗压强度 是指 标准试件 在压力 作用下直到破坏的单位面积所能承受的 最大应力(亦称 极限强度 。按试件形状,抗压强度分为:度 立方体抗压强度; 圆柱体抗压强度; 轴心抗压

3、强度。 （1）立方体与圆柱体抗压强度 a 试件形状示意图 件 意 a 2a a 圆柱体 立方体 立方体抗压强度 立方体抗压强度：边长为 边长为150mm的立方体试 件，在标准条件下（20±2，RH>95%）下， 养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土 立方体试件抗压强度，用fcu表示。 试 件 尺 寸（mm） 换算系数 100 × 100 × 100 0 95 0.95 150 × 150 × 150 1.00 200 × 200 × 200 1 05 1.05 100× 200 0.95 150

4、5; 5 3 300 1.00 200× 400 1.05 注：换算系数仅适用于小于C60的混凝土。 混凝土强度等级 混凝土强度等级我国按立方体抗压强度标准 值确定，美国采用圆柱体抗压强度。 立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养 护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用 标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度， 以fcu，k表示。 普通混凝土分为14个强度等级：C15、C20、 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60、C65、C70、C75、C80。 立方体与圆柱体强度等级关系 强度 等级 C6/7.5 C6/7 5 C8/10 C12/

5、15 C16/20 C20/25 C25/30 强度标准值 （MPa） 圆柱体 立方体 6 75 7.5 8 10 12 15 16 20 20 25 25 30 强度 等级 C30/35 C35/40 C40/45 C45/50 C50/55 C55/60 强度标准值 （MPa） 圆柱体 立方体 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 60 混凝土强度等级的应用 钢筋混凝土结构中的混凝土强度等级不应低于 C15。垫层混凝土可采用 C10。当采用 HRB335级钢筋时,混凝土强度等级 不宜低于 C20。当采用 HRB400和 RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件,

6、混凝土强 度等级不得低于 C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低 ;当采用钢绞线 钢丝 热处理钢筋 于 C30;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋 作预应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于 C40。 混凝土标号文献中有混凝土标号的提法。 标号 /10度等 混凝土标号 /10 -2=混凝土强度等级 300号混凝土=C28产生差别的原因: 标准试件尺寸不同(由 200mm 改为 150mm 。 保证率不同(由 85%改为 95%。 (2混凝土轴心抗压强度(f c 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50081-2002(GB/T 500812002。150×150×300

7、mm 的棱柱体 试件为标 件 养准试件,养护 28d 后测定强度。非标准试件:100×100×300mm 和 200×200×400mm 棱柱体试件。在立 度为 55MP 范 内 在立方体抗压强度为 1055MPa 范围内,f =(0.70.8f 。c( cu 22. 混凝土抗拉强度 混凝土的 约为抗压强度的 抗拉强度很低 ,约为抗压强度的 1/101/20。随混凝土强度等级提高,混凝土的拉压比降低凝土的拉压比降低。混凝土受拉时呈脆性断裂,破坏时无明显 凝 呈 性断裂 明 残余变形。在钢筋混凝土设计时 不考虑混凝土的抗 在钢筋混凝土设计时,不考虑混凝土的

8、抗 拉强度,拉力由钢筋承受。度抗拉强度是评定混凝土抗裂能力的重要指 标 。 国外的 混凝土劈拉强度试验 33. 混凝土抗折强度(f f GB/T 50081-2002。(或150×150×600mm 550mm 的棱柱体 试件为标准试件。强度等级小于 C60时, 100×100×400mm 棱 柱体试件需乘以尺寸换算系数 0.85。标准条件下养护 28d 后,按三分点加荷方式测 定抗折强度定抗折强度。 影响混凝土强度的因素 材料: 水泥(强度等级 、外加剂、掺合料、 骨料 配合比: 水灰比 、 含气量 (引气剂掺量施工: 搅拌、振捣 养护条件 (温度、湿

9、度、龄期试验条件 :试件尺寸 形状 表面状态 加荷速度 试件尺寸、形状、表面状态、加荷速度(1水灰比和水泥强度等级 水灰比和水泥强度等级是决定混凝土 强度的主要因素。 水灰比不变,水泥强度等级越高,混凝 土强度越高土强度越高。 同一种水泥,水灰比越小,混凝土强度 越高。水灰比过小 混凝土无法振实时 混凝 水灰比过小,混凝土无法振实时,混凝 土强度严重下降。水灰比:理论 0.23,实际 0.40.6。 水灰比 对强度 的影响 鲍罗米公式混凝土强度经验公式(适用于强度等级小 于 C60的混凝土:( cu a ce b C f f = fcu Wfcu 混凝土28d龄期的抗压强度(MPa C 每立方米混凝土中水泥用量(Kg W 每立方米混凝土中水的用量(Kg MPa fce 水泥28d抗压强度实测值(MPa 值的选取a b 经验系数,与骨料品种及水泥品种等 因素有关,其数值通过试验求得。 a b因素有关,其数值通过试验求得若无试验统计资料,则可按普通混凝土配合比设 计规程(JGJ55-2011提供的经验系数取用:计规程(JGJ552011提供的经验系数取用:采用碎石 =0.53; =020采 卵 049013a b 采用卵石 =0.49; =0.13a b 适用范围 :适用于流动性混凝土及塑性混凝土,不 适用于干硬性混凝土。 用于干 性 凝(2含气量的影响 含 度降