第四章混凝土主要技术性质讲解.ppt

二、 荷载作用下的变形 1、短期荷载作用下的变形——弹塑性变形 2、长期荷载作用下的变形——徐变 混凝土的受压变形与破坏特征 混凝土在外力作用下的变形和破坏过程，也就是内部裂缝的发生和发展过程，它是一个从量变发展到质变的过程。 1、在短期荷载作用下的变形——弹塑性变形 混凝土的特点： 混凝土是一种由水泥石、砂、石、孔隙等组成的不匀质的三相复合材料。它既不是一个完全弹性体，也不是一个完全塑性体，而是一个弹塑性体。受力时既产生弹性变形，又产生塑性变形，其应力与应变的关系不是直线，而是曲线，如下图 混凝土应力－应变图 图3-12 硬化水泥浆体、骨料与混凝土的应力应变关系： （a）三者的应力-应变曲线 （b）混凝土在加/卸载循环时的应力-应变关系 混凝土的弹性模量 定义——在应力－应变曲线上任一点的应力σ与其应变ε的比值，称作混凝土在该应力下的变形模量。 它反映混凝土所受应力与所产生应变之间的关系。在计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展及大体积混凝土的温度应力时，均需知道混凝土的变形模量。 在混凝土结构或钢筋混凝土设计中，常采用一种按标准方法测得的静力受压弹性模量。 混凝土的弹性模量的测定 根据《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ－85）中规定，采150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件，取测定点的应力为试件轴心强度的40％（即σ＝0.4fcp）,经三次以上反复加荷与卸荷后，测得的变形模量值，即为该混凝土的弹性模量。 影响混凝土弹性模量的因素 在匀质材料里，弹性模量和密度直接相关；而多相材料，例如混凝土中，主要组分所占体积及其密度和弹性模量，以及过渡区的特性决定弹性性质; 混凝土的强度——混凝土的强度越高，弹性模量越大，当混凝土的强度等级由C10增加到C60时，其弹性模量大致由1.75×104MPa增加到3.60× 104MPa; 骨料的含量与弹性模量——骨料的含量越多，弹性模量越大，混凝土的弹性模量越高; 养护条件等——混凝土的水灰比较小，养护较好及龄期较长时，混凝土的弹性模量就较大。 2、在长期荷载作用下的变形——徐变 定义——混凝土在长期荷载作用下，随时间而增长的变形称为徐变。 （1）、混凝土徐变原因 水泥石中的凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动，并向毛细孔内迁移的结果。 在混凝土的较早龄期加荷，水泥尚未充分水化，所含凝胶体较多，且水泥石中毛细孔较多，凝胶体易流动，所以徐变发展较快； 在晚龄期，水泥继续硬化，凝胶体含量相对减少，毛细孔亦少，徐变发展愈慢。 （2）、影响混凝土徐变的因素 水灰比——混凝土的水灰比较小或在水中养护时，徐变较小； 水泥用量——水灰比相同的混凝土，其水泥用量愈多，徐变愈大； 骨料的性质——混凝土所用骨料的弹性模量较大时，徐变较小； 荷载——所受应力越大，徐变越大。 环境湿度对徐变的影响 （3）、混凝土的徐变对结构物的影响 有利面： 徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重分布，从而使局部应力集中得到缓解； 对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。 不利面： 在预应力钢筋混凝土中，混凝土的徐变将使钢筋的预加应力受到损失。 西太平洋Caroline群岛上的一座桥梁（主跨为241m）由于徐变使跨中向下挠曲，加铺的桥面板进一步加剧徐变，使该桥在建成不到20年后坍塌 （1996年）。 徐变引起的桥梁垮塌图 存在只有二十年！ 拆除前的西直门桥 4.2.4 混凝土耐久性 混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。 在环境介质的长期作用下造成混凝土使用性能的降低，称为混凝土的劣化 混凝土耐久性的重要性 保证混凝土构筑物运行的安全性 延长混凝土构筑物的服役寿命 节约混凝土构筑物维护成本 节约自然资源，减少消耗 改善人类居住的环境条件 拆除前的西直门桥 一座桥何以只有二十年寿命？ 碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝 Map Cracking 碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝 碱—骨料反应引起的错位 一、混凝土的抗渗性 定义：混凝土抵抗压力水(油、液体)渗透的能力，称为抗渗性。 评价指标：抗渗标号P以28d龄期的混凝土标准试件，按标准方法进行抗渗试验，以6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压确定。 1.指砼抵抗压力水渗透作用的能力。 (关系到砼的阻水能力,直接影响抗冻性和抗腐蚀性的强弱.) 决定混凝土耐久性最主要的因素 抗渗等级：P4、P6、P8、P10、P12等五个等级，表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的静水压力而不渗透。 2、为什么混凝土会渗水 混凝土内部存在孔隙通道是其渗水的根本原因！ 孔隙通道包括： 混凝土中可蒸