[工学]03章混凝土结构形成与基本性能3混凝土的基本性能.ppt

集料对强度的影响 对于轻集料混凝土和高强混凝土，集料本身的影响也很大 几何状况将影响水泥石与集料的界面粘结，因而影响强度，特别是抗弯强度。水灰比较低时，这种影响将更为显著 表面光滑度——光滑集料需要较少的水就可以达到相同的工作性，因此粗糙集料的上述作用也就无法显现了。 集料尺寸与含量的影响 集料尺寸——尺寸增大，单位质量集料与水泥石的粘结面积减小，单个粘结点对水泥石体积变化的约束增加而产生更大的内应力，混凝土离散性趋于增加，对强度均不利。 这些负面影响也将因集料尺寸增大、比表面积减小、需水量降低而部分抵消，因此集料尺寸对强度的综合影响很小。 在通常的集料体积率(集灰比)范围内，集料含量是决定混凝土强度的次要因素。 在水灰比一定的条件下，高集料用量、贫浆的混凝土强度略高。 外加剂对强度的影响 一般而言，外加剂不会影响混凝土的最终强度，除非它改变了水灰比或混凝土的孔隙率。例如，引气将降低强度，特别是抗弯强度。 然而，外加剂可通过加速或延缓水泥的水化，改变强度的发展速率。 通常，早期强度发展越慢，最终强度越高。——正所谓“慢工出巧活” （2）测试条件的影响 现行的混凝土标准抗压强度的定义为： 测试参数 用边长15cm的立方体试件 按标准方法(模具、搅拌、振捣等)成型 在相对湿度大于90％ 温度为20±2℃的条件下 养护28d的标准试件 具有95％强度保证率的抗压强度 该标准试件抗压强度的实测值与测试条件有关，是个相对的概念。 混凝土的强度等级 通常所说的抗压强度是个相对的概念，建立在标准测试条件的基础上。 我国根据立方体抗压强度，将混凝土强度等级划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共16个等级，其中C50以上称为高强混凝土。 测试时试件中应力分布 理论上，抗压强度测量时，试件应承受均匀的“纯”压应力，或称轴心压力。 由于试件受压时，由于端部受到承压板的摩擦力作用而约束，横向变形大于试验机承压板的横向变形 试件试件端部以及离端部沿轴向一定距离内，混凝土试件承受轴向压力和横向压力的复合作用；只有离承压板足够距离后，摩擦力的作用才会消失，此时试件承受轴向纯压作用。 混凝土受压破坏形态 材料受压时，受压方向材料粒子、分子、原子之间的距离缩小，缺陷闭合。对于混凝土这种脆性材料，很少是真正压坏，而是平行于压力方向上的劈裂。由于端部摩接力的复合作用，端部附近还合发生斜向的剪切破坏。 测试设备与加荷速度 由于模具等原因，试件端部很难达到与试件轴线完全垂直，试验时往往试件端部放置在球铰上，以调整试件轴线基本垂直于试验机承台。而所使用的球铰刚度将影响测试结果，球铰刚度大，试件边缘所受的压应力高于试件中心的应力；球铰刚度小，试件中心受力大于试件边缘。（标准规定采用刚性球铰和垫板） 试验机本身的刚度也会影响测试结果，刚度大，测得的强度值高；刚度小，由于试验机能量释放转嫁到试件上，机器显示的测定结果较低，特别是对于高强混凝土。 加荷速度越大，强度测试结果越高。 试件的尺寸、形状、湿度 大尺寸试件测得的强度值低于小尺寸试件 试件长径比越大，强度值越低。其一试件端部受垫板摩擦力约束作用的正面影响随长径比增大而减弱；其二，试件端部与轴线不垂直度及偏心受压作用的负面影响随长径比增大而加强。 抗压试件常见形式有圆柱体、棱柱体和立方体，我国常用立方体和棱柱体。棱柱体轴心抗压强度与立方体抗压强度的换算系数一般取0.76。 适度干燥试件的强度值高于潮湿试件，但是对于低水胶比的高强混凝土和大尺寸试件往往出现相反的结果。 测试时试件和环境温度 尽管混凝土比高分子材料对温度的敏感性较低，但仍然呈现材料温度升高，真实强度降低的趋势。 总之，测试条件将显著影响混凝土强度值，因此应严格按国家标准GBJ8l规定的方法进行试验。 其他强度形式以及各种强度之间的经验关系 抗拉强度和抗折强度：混凝土的拉伸强度远低于抗压强度，这是由拉伸时混凝土裂缝的不稳定扩展导致的。集料、养护方式和龄期、引气、密实程度等因素对拉伸强度与抗压强度的影响程度有差异。拉伸强度的测试方法可以是直接拉伸、劈裂拉伸或弯曲拉伸，弯曲拉伸强度也称抗折强度 随着混凝土强度等级提高，拉伸强度与抗压强度的比值降低，但弯曲拉伸强度与抗压强度的比值基本不变。 普通强度混凝土的抗折强度约为抗压强度的1/10~1/5，为劈裂抗拉强度的1.5~3倍。劈裂抗拉强度为抗压强度的1/13 ~ 1/10，直接拉伸强度约为劈裂强度的0.9倍。 抗剪强度：到目前为止，尚无统一的试验方法测定混凝土的纯剪切强度，一般采用双剪法和单剪法，但取得的均为非纯剪切破坏强度。抗剪强度与抗压强度的比值也随强度提高而减小，一般为1/6 ~ 1/4。抗剪强度为抗拉强