混凝土的物理力学性能.ppt

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1、本章主要内容第五章混凝土物理力学的性能第一节混凝土的物理性能第二节混凝土的强度第三节混凝土的变形性能3.1.1混凝土的密实度密实度是混凝土重要的物理性能之一，它表示在一定体积的混凝土中，固体物质的填充程度，可由下式表示：事实上，绝对密实的混凝土是不存在的，因此密实度的D值总是小于1。5.1混凝土的物理性能5.1.1混凝土的密实度混凝土的渗透性指液体和气体对其渗透的性质，是混凝土的一项重要物理性能，不仅对要求防水的结构物具有重要意义，更重要的是评价混凝土抵抗环境中侵蚀性介质侵入和腐蚀的能力。5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性5.1混凝土的物理性能5.1.

2、2混凝土的渗透性混凝土抗渗仪5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性——抗渗等级混凝土的抗渗等级以每组6个试件中4个未出现渗水时的最大水压力(MPa)计算。混凝土抗渗等级分为P2、P4、P6、P8、P10、P12，其计算公式为：式中:P——抗渗等级；H——六个试件中三个试件渗水时的水压力(MPa)。5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性——影响因素水灰比混凝土水灰比对抗渗性起决定性作用。渗透性—水灰比关系存在临界区域5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性——影响因素集料集料的尺寸越大，集料的级配越差，水灰比越大，混凝土的渗透越高。水灰比、集料

3、粒径对混凝土渗透性的影响5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性——影响因素水泥细度与品种水泥的水化程度其它因素5.1混凝土的物理性能5.1.2混凝土的渗透性——改善措施选择渗透性小的集料；减小水灰比，提高强度；在保证相同强度的条件下，掺加适量掺合料；适量引入细空气泡；加强养护，避免在施工期干湿交替。5.1混凝土的物理性能5.1.3混凝土的干缩与湿胀定义混凝土在硬化过程中及暴露在环境中由于干燥和吸湿引起含水量的变化，同时也引起混凝土的体积变化，称为干缩和湿胀。龄期应变水中养护空气中养护膨胀收缩混凝土的干湿示意图5.1混凝土的物理性能5.1.3混凝土的干缩与湿

4、胀形成原因混凝土在干燥过程中，由于吸附水和毛细孔水的蒸发，使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的降低负压逐渐增大，产生收缩力，导致混凝土收缩。同时，凝胶体颗粒的凝胶水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。弯月面凝胶孔干湿变形机理示意图负压5.1新拌混凝土流变学5.1.3混凝土的干缩与湿胀危害混凝土的湿胀变形很小，一般无破坏作用。混凝的干缩变形对混凝土的危害较大。干缩可使混凝土的表面产生较大的拉应力而引起开裂，从而使混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等降低。影响因素水泥用量、细度、品种水灰比集料的规格与质量养护条件混凝土的热膨胀性能混凝土的比热混凝土的导热性能混凝土的导

5、温性能5.1混凝土的物理性能5.1.4混凝土的热性能5.2混凝土的强度混凝土强度的概念强度是新拌混凝土硬化后的重要力学性质，也是混凝土质量控制的主要指标。混凝土强度分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。其中以抗压强度最大，抗拉强度最小，仅为抗压强度的1/10～1/20，故混凝土主要用于承受压力。5.2混凝土的强度5.2.1混凝土强度的基本理论基本理论细观力学理论宏观力学理论混凝土材料设计的主要依据混凝土结构设计的重要依据多孔固体材料抗压强度模型5.2混凝土的强度5.2.2混凝土受力后的破坏过程混凝土的破坏机理混凝土在压力作用下．产生纵向与横向变形。当荷载增

6、大到一定程度以后，试件中部的横向变形达到混凝土的极限值时，则产生纵向裂纹，继续增加荷载，裂纹进一步扩大和延伸，同时产生新的纵向裂纹，最后混凝土丧失承载能力而被破坏。混凝土受压过程中出现裂纹的依据依据在应力状态下混凝土的力学行为5.2混凝土的强度5.2.2混凝土受力后的破坏过程水泥浆体混凝土集料应力应变混凝土与硬化水泥浆体的典型应力应变曲线在应力状态下混凝土的力学行为5.2混凝土的强度5.2.2混凝土受力后的破坏过程粘结裂缝缓慢生长305075100可忽略不计的粘结裂缝基材裂缝缓慢生长＋粘结裂缝基材裂缝快速生长应变不同应力情况下的裂缝扩展图5.2混凝土的强度5.2.

7、2混凝土受力后的破坏过程在应力状态下混凝土的力学行为应变上升分枝收敛分枝/已开裂截断间的摩擦及啮合约0.004的应变下降分枝/裂缝扩展混凝土全应力应变曲线的三个分枝5.2混凝土的强度抗压强度定义抵抗外力不受破坏的能力，而破坏有时等同于出现裂缝。混凝土受力破坏的过程，实际是混凝土裂缝的发生及发展的过程。试件形状示意图5.2混凝土的强度抗压强度2aa圆柱体（美、法、日）aa立方体（英、德、中）5.2混凝土的强度抗压强度立方体抗压强度GB/T50081－2002规定，按标准方法制作的试件，在标准条件养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表

8、示。标准试