钢筋混凝土材料及其基本力学性能

钢筋的力学性能

建筑钢材的技术性能力学性能工艺性能化学性能抗拉性能冲击韧性疲劳强度硬度冷弯性能冷加工强化及时效焊接性能1.应力

2.应变3.弹性与弹性变形4.塑性与塑性变形FFAΔLL0L1一、钢材的拉伸性能L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0ΔL1ΔL2低碳钢的受拉过程分为四个阶段O弹性阶段OA屈服阶段AB强化阶段BC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力－应变图三个重要的指标1.屈服强度σs

结构设计中钢材强度取值的依据2.抗拉强度σb

钢材所能承受的最大应力屈强比

屈强比，利用率，安全可靠程度3.伸长率δ

衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好

↑αOAACDBB上B下↑↓二、冲击韧性

钢材抵抗冲击荷载的能力。

定义试件三、疲劳强度设计承受交变荷载且须进行疲劳验算的结构时，应当了解所用钢材的疲劳强度。四、钢材的硬度硬度――是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能力。方法：布氏法、洛氏法和维氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定义测定方法演示混凝土力学性能混凝土立方体抗压强度及强度等级混凝土轴心抗压强度混凝土的抗拉强度混凝土的强度抗压试验a2aaa圆柱体（美、法、日）立方体（英、德、中）试件形状示意图轴心抗压强度试验示意图(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级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表示。1.立方体抗压强度标准试件(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级2.混凝土强度等级

立方体抗压强度标准值系指在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度，以fcu，k表示。

普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。

混凝土的抗压强度是根据混凝土的立方体抗压强度标准值划分的。强度换算系数(GB/T50081—2002)试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05(一)混凝土立方体抗压强度及强度等级fcuPμfcUfcu,k95%强度—概率分布曲线(二)影响混凝土强度的因素

1.水泥强度等级和水灰比2.养护的温、湿度4℃38℃21℃13℃龄期抗压强度031421287

湿度的影响

试验表明，保持足够湿度时，温度升高，水泥水化速度加快，强度增长也快。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)规定，在混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖并保湿养护。增长10d后冻结增长3d后冻结增长1d后冻结增长5d后冻结没有冻结龄期抗压强度

受冻越早，强度损失越大，3.龄期龄期指混凝土在正常养护条件下所经历的时间，最初的7—14d发展较快，28d以后增长缓慢。

n——养护龄期，n≥3d。1428抗压强度龄期/d提高混凝土强度的措施采用高等级水泥或早强型水泥；采用低水灰比的干硬性混凝土；采用湿热处理养护混凝土；采用机械搅拌、机械振捣；掺入混凝土外加剂、掺合料等。(一)非荷载作用下的变形化学收缩混凝土的干缩湿胀温度变形(二)荷载作用下的变形短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形—徐变混凝土的变形性能化学收缩定义：在混凝土硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比反应前物质的总体积小，从而引起混凝土的收缩，称为化学收缩。发展规律：其收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，一般在混凝土成型后40天左右增长较快，以后逐渐趋于稳定。影响：化学收缩值很小（小于1％），但是不可恢复，对混凝土结构没有破坏作用，但在混凝土内部可能产生微细裂缝。化学收缩+水泥水=水泥浆水泥+水水泥浆体=水泥浆体大水灰比小水灰比化学收缩示意图干湿变形定义：由于混凝土周围环境湿度的变化，会引起混凝土的干湿变形，表现为干缩湿胀。

原因：混凝土在干燥过程中，由于毛细孔水的蒸发，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，凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发，凝胶体因失水而产生紧缩。龄期应变水中养护空气中养护膨胀收缩混凝土的干湿变形示意图弯月面凝胶孔干湿变形机理示意图

负压温度变形定义：混凝土随着温度的变化产生热胀冷缩的变形。指标：混凝土的温度线膨胀系数为（1～1.5）×10-5/℃。

危害：温度变形对大体积混凝土及大面积混凝土工程极为不利，易使这些混凝土造成温度裂缝。短期荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形—徐变(一)混凝土的抗渗性(二)混凝土的抗冻性(三)混凝土的抗碳化性(四)碱骨料反应(五)抗化学侵蚀硬化混凝土的耐久性混凝土的碳化混凝土的碳化：指空气中的CO2在湿度适宜的条件下与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程，碳化也称中性化。混凝土的碱-骨料反应混凝土的碱骨料反应：是指水泥中的碱(Na2O和K2O)含量较高时与骨料中的活性SiO2发生反应，在骨料表面生成碱—硅酸凝胶，这种凝胶具有吸水膨胀特性，会使包裹骨料的水泥石胀裂，这种现象称为碱—骨料反应。第四节混凝土的质量控制一、混凝土的质量控制

1.混凝土生产前的初步控制，主要包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。

2.混凝土生产过程中的控制，包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。

3.混凝土生产后的合格性控制。包括批量划分，确定批取样数，确定检测方法和验收界限等项内容。二、混凝土质量评定的数理统计方法(一)混凝土强度概率的正态分布特点:曲线以平均强度为对称轴,曲线与横轴之间的面积和为100%.(一)强度平均值、标准差、变异系数1.强度平均值注意:平均值只反应混凝土强度总体强度水平,不能说明强度波动的大小.2.标准差注意:标准差σ小,正