第二章 混凝土结构材料物理力学性能

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1、第二章混凝土结构材料的物理力学性能本文由huivance贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。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，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、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水泥、砂子和石子及掺和料与各种外加剂按及掺和料与各种外加剂一定的比例搅拌在一起，经凝结和硬化形成的人工石材，是一种多相一定的比例搅拌在一起，

2、经凝结和硬化形成的人工石材，复合材料。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。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：通常把混凝土的组成结构分为三种基类型：混凝土的组成结构分为三种微观结构即水泥石结构：由水泥凝胶、晶体骨架、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、泥颗粒和凝胶孔组成，其物理力学性能取决于水泥的

3、化学矿物成份、粉磨细度、水灰比和凝结硬化条件等。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；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，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。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。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。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、混凝

4、土中的砂、石、水泥凝胶体中的晶体、未水化的水泥颗粒组中的砂水泥凝胶体中的晶体、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。的特点。1而水泥胶体中的凝胶、孔隙和界面初始微裂缝等，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。使混凝土产生塑性变形。另一方面，混凝土中的孔隙、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。受力破坏的起源。在荷载作用下，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。有着极为重要的影响。由于水泥凝胶

5、体需要较长时间才能完成硬化，由于水泥凝胶体需要较长时间才能完成硬化，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。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，但是单实际工程中的混凝土构件和结构一般处于复合应力状态，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

6、土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期混凝土的级配、混凝土成型方法、等也不同程度地影响混凝土的强度。试件的大小和形状、试验方法和等也不同程度地影响混凝土的强度。试件的大小和形状、加载速率也影响混凝土强度的试验结果，因此规定统一的混凝土强度加载速率也影响混凝土强度的试验结果，试验方法。试验方法。21、混凝土的抗压强度、（1）混凝土的立方体抗压强度fcu,k和强度等级）我国国家标准《普通混凝土力学性能实验方法》规定：以边长我国国家标准《普通混凝土力学性能实验方法》规定：150mm立方体标准试件，立方体标准试件，相对湿度在标准条件下20±3℃，90%相对湿度）（±℃≥相对湿度）养

7、护(curing)28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/sec，用标准试验方法（养护，两端不涂润滑剂）测得的抗压强度为立方体抗压强度(CubeStrength)，，规定混凝土强度等级应按立方体抗压强《混凝土结构设计规范》混凝土结构设计规范》规定混凝土强度等级应按立方体抗压强混凝土强度等级度标准值fcu,k确定，即用上述标准试验方法测得的具有95%保证率确定，即用上述标准试验方法测得的具有保证率（混凝土强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差）的立方体抗压倍标准差）强度