04混凝土与砂浆-硬化混凝土性能.ppt

硬化后混凝土的性能 一、混凝土强度 基本概念： 抗压强度 抗拉强度 强度等级，等 混凝土受压破坏机理 混凝土强度的影响因素 1、强度的几个基本概念 立方体抗压强度 强度的几个基本概念 轴心抗拉强度 强度的几个基本概念 强度等级 如何求得立方体抗压强度标准值的？ 例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1, 37.5, 35.1, 38.2, 40.2 , 29.5, 43.1, 42.3, 40.6, 30.2, 32.5, 37.4, 38.1, 37.4, 36.4, 33.8, 35.8, 36.2, 37.9, 39.2(MPa) ，共有20个数据。 混凝土强度试验 混凝土的强度是通过对试件进行强度试验获得的。 混凝土的强度试验有： 抗压试验 单轴受压 混凝土受单方向压力作用,工程中采用的强度一般是单轴抗压强度； 多轴向受压 混凝土受多方向压应力作用 抗拉试验 直接拉伸试验 劈裂试验 抗弯试验 抗压强度试验 试件形状与尺寸 几何形状有立方体、棱柱体和圆柱体，我国以立方体试件为主； 立方体试件的边长有100mm、150mm、200mm三种； 当骨料的Dmax≤20mm 时，可采用100mm 当骨料的Dmax～40mm 时，可采用150或200mm。 单轴拉伸作用下混凝土的行为 混凝土的应力-应变曲线、弹性模量和波松比均与单轴受压作用条件下的类似，但是因为在这种应力状态下抑制裂缝发展的可能性小得多，裂缝从扩展开始到失稳的过程短暂，呈现十分明显的脆性断裂。 2、混凝土受压破坏机理 混凝土受压破坏过程 是内部裂缝的发生、扩展直致连通的过程，也是混凝土内部固体相结构从连续到不连续的发展过程。 受力状态： 由于粗骨料的强度和弹性模量大于水泥石的，在混凝土承受单向受压时，使骨料的上下两面产生压应力； 而在骨料侧面则产生拉应力； 由于力的传递在骨料的上下面形成一锲形，因而在契形两侧的水泥石还受到剪应力，而在裂缝的尖端会产生很大的应力集中。 混凝土受压破坏的三种形式 骨料强度小于水泥石强度，则骨料劈裂破坏； 水泥石发生拉伸或剪切破坏； 水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏。 裂缝的扩展 混凝土抗拉强度较低，而裂缝尖端的应力集中和受拉区所受的拉应力远远超过其抗拉强度，导致裂缝在较低的压应力水平下扩展和产生。 原始裂缝存在的原因： 水泥水化收缩导致骨料与水泥石之间和水泥石内部产生微裂缝； 由于水泥石与粗骨料的弹性模量的差异，温湿度的变化而导致产生界面微裂缝； 混凝土拌和物的泌水现象，导致骨料下部形成水囊，干燥后即为界面裂缝。 混凝土内部界面区对于混凝土受压破坏很重要 混凝土中的界面过渡区 研究混凝土的力学行为，将混凝土材料作为三相复合体是很有帮助的: 硬化水泥浆——水泥石 骨料 界面过渡区 (TZ ) 过渡区的重要性 一般认为，因为过渡区的存在，所以... 混凝土在受拉是脆性的，而受压时又相当强韧； 混凝土的拉伸强度只有抗压强度的1/20； 在水灰比相同时，砂浆的强度大于混凝土的强度； 硬化水泥浆和骨料是弹性体，而混凝土不是； 在相同水灰比时，砂浆的渗透性只有混凝土的1/100。 改善过渡区的措施： 改善和易性，减少泌水； 提高混凝土体积稳定性； 低水灰比（w/c ）； 掺加超细矿物掺合料(很大比表面积) ； 选用骨料的种类； 3、混凝土强度的影响因素 混凝土的强度fc随着龄期和养护不断增长，主要有三方面的影响因素： 组成材料的特性与配合比（内在因素） 浇灌与养护条件（温湿度、时间） 生产工艺与条件 此外，强度试验参数影响到测试值。 主要影响因素 水灰比 水泥品种 骨料品种、最大粒径与级配 水灰比、水泥及骨料的综合影响 拌合水 外加剂(化学外加剂、矿物外加剂) 养护时间与条件 龄期的影响 试件、试验参数的影响 水灰比的影响 水泥水化所需的水量远少于为保证混凝土拌和物和易性所需的水量，剩余水将在混凝土中留下大量孔隙，而材料强度与孔隙率呈指数函数关系； 混凝土强度与水灰比符合 “Abram’s 定律”： 水泥品种的影响 水泥品种通过下列几方面影响混凝土的强度： 水泥的强度等级 混凝土强度与水泥强度成正比； 水泥细度 水泥比表面积越大，水化速度越快，混凝土早期强度增长快； 水泥矿物组成 由于90天龄期以后，水泥的水化度基本相同，因此，水泥矿物组成主要影响早期强度； 标准稠度需水量 需水量低则有利于降低水灰比和孔隙率，从而提高水泥石和混凝土的强度。 骨料如何影响？ 最大粒径 经济上，应尽可能低选用大粒径的粗骨料； 大粒径的粗骨料可以降低混凝土的用水量； 粗骨料的粒径越大，过渡区就将越薄弱，并将含有更多的微裂缝，降低强度。 骨料矿物组成