混凝土力学性能浅谈.ppt

浅析混凝土强度性能与 主要强度指标检测方法 山东鲁桥建设有限公司内部技术交流会 目录 1. 混凝土的组成结构 2.单轴应力状态下的混凝土强度 3.复合受力状态下混凝土的强度 4.混凝土立方体抗压强度检测 5.水泥混凝土抗压强度的评定 6.小结 1. 混凝土的组成结构 通常把混凝土的结构分为三种类型： Ａ.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。 Ｂ.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 Ｃ.微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素； 2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。 2.单轴应力状态下的混凝土强度 混凝土结构中，我们主要使用砼的抗压性能。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。 混凝土的强度等级是用抗压强度标准值来划分的 2.1混凝土抗压强度 1）混凝土立方体抗压强度和强度等级：边长为150mm的混凝土立方体试件，在标准条件下（温度为20±2℃，湿度≥95%）养护28天，用标准试验方法测得的结果即为抗压强度，用符号fcu表示；用标准试验方法测得的试验结果具有95%保证率的抗压强度，即抗压强度标准值用符号fcu,k 表示；使用意义：评定混凝土强度等级的标准。 《规范》根据目前结构强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2（即5MPa）。 2）混凝土轴心抗压强度 按标准方法制作的150mm×l50mm× 300mm的棱柱体试件，在温度为20土2℃和相对湿度为95％以上的条件下养护28d，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度 。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。 　 考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系为： 式中： α１为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，其间按线性插值。α2为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。使用意义：设计计算混凝土构件的受弯、受压承载力时采用。 劈拉试验 F d F 2.2混凝土的轴心抗拉强度 混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心抗拉强度。 使用意义：用于分析混凝土构件的开裂、裂缝宽度、变形及计算混凝土构件的受冲切、受扭、受剪等承载力。 拉 压 压 《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的换算关系为： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 3.1双轴应力状态 实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双向或三向受力状态。 双向受压强度大于单向受压强度，最大受压强度发生在两个压应力之比为0.3 ~0.6之间，约(1.25~1.60 )fc。双轴受压状态下混凝土的应力-应变关系与单轴受压曲线相似，但峰值应变均超过单轴受压时的峰值应变。 在一轴受压一轴受拉状态下，任意应力比情况下均不超过其相应单轴强度。并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。 3.复合受力状态下混凝土的强度 构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况。 混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小 随压应力增大而增大 当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大， 压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力的增大而减小。 3.2三轴应力状态 三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。 　　侧向压应力的存在可提高混凝土的抗压强度，关系为: 式中 ——被约束混凝土的轴心抗压强度； ——非约束混凝土的轴心抗压强度； ——侧向约束压应力。 　侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。 4.混凝土立方体抗压强度检测 4.1我国以立方体28天标养抗压强度作为混凝土强度的特征值