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1、2.3混凝土物理力学性能ok课件一、前言 混凝土是由水泥、水、骨料经搅拌、浇捣和硬化过程混凝土是由水泥、水、骨料经搅拌、浇捣和硬化过程而形成的一种水硬性复合材料。其主要成分是水泥、水和而形成的一种水硬性复合材料。其主要成分是水泥、水和粗细骨料。为改善或提高混凝土的某些物理力学性能和施粗细骨料。为改善或提高混凝土的某些物理力学性能和施工性能，在混凝土中，一般需要掺外加剂。现在混凝土中工性能，在混凝土中，一般需要掺外加剂。现在混凝土中外加剂的应用越来越普遍，外加剂成为混凝土的第四种成外加剂的应用越来越普遍，外加剂成为混凝土的第四种成分。分。混凝土优点：混凝土优点： 1 1、强度高；、强度高； 2
2、2、耐久性、耐火性好；、耐久性、耐火性好； 3 3、刚度大；、刚度大； 4 4、温度线膨胀系数与钢接近；、温度线膨胀系数与钢接近； 5 5、材料来源便利等。、材料来源便利等。2021/5/222021/5/222 2一、前言混凝土分为：普通混凝土、高强混凝土、高性能混混凝土分为：普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土凝土混凝土的物理力学性能主要有：强度、变形、耐久混凝土的物理力学性能主要有：强度、变形、耐久性性 强度：抗压强度、抗拉强度及抗弯拉强度强度：抗压强度、抗拉强度及抗弯拉强度 变形：收缩、弹性模量及徐变变形：收缩、弹性模量及徐变 耐久性：抗渗性、抗冻性、抗碳化性、混凝土中耐久性：抗渗性、
3、抗冻性、抗碳化性、混凝土中的钢筋锈蚀、抗压疲劳强度的钢筋锈蚀、抗压疲劳强度 2021/5/222021/5/223 3二、检测依据n n普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081n n普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法GBJ82n n混凝土强度检验评定标准GBJ1072021/5/222021/5/224 4三、试件尺寸、形状和公差检测项目检测项目试件形状试件形状抗压强度抗压强度劈裂抗拉劈裂抗拉150150150150150150（标准）（标准）150300150300圆柱体（特殊）圆柱体（特殊）100100100100100100（非标）（非标）200200200 200200200
4、 （非标）（非标）轴心抗压轴心抗压静弹模静弹模150150300150150300（标准）（标准）150300150300圆柱体（特殊）圆柱体（特殊）100100300100100300（非标）（非标）200200400 200200400 （非标）（非标）抗弯拉强抗弯拉强度度150150550150150550（标准）（标准）100100400100100400（非标）（非标）2021/5/222021/5/225 5三、试件尺寸、形状和公差尺寸公差尺寸公差n n试件承压面的平面公差不得超过试件承压面的平面公差不得超过0.0005d0.0005d（d d为边为边长）长）n n试件相邻面间的夹
5、角应为试件相邻面间的夹角应为9090，其公差不得超过，其公差不得超过0.5 0.5 。n n试件各边长、直径和高的尺寸公差不得超过试件各边长、直径和高的尺寸公差不得超过1mm1mm。2021/5/222021/5/226 6四、取样及制备要求四、取样及制备要求1 1、取样、取样n n同一组混凝土凝土拌合物的取样应从同一盘混凝同一组混凝土凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。取样量应多于试验所土或同一车混凝土中取样。取样量应多于试验所需量的需量的1.51.5倍，且宜不小于倍，且宜不小于20L20L。n n混凝土拌合物的取样应具有代表性，凡由搅拌机、混凝土拌合物的取样应具有代表性，
6、凡由搅拌机、料斗、运输小车以及浇制的构件采取新拌混凝土料斗、运输小车以及浇制的构件采取新拌混凝土样品时，均须从样品时，均须从3 3处以上的不同部位抽取大致相同处以上的不同部位抽取大致相同份量的代表性样品，集中用铁铲翻拌均匀，而后份量的代表性样品，集中用铁铲翻拌均匀，而后立即进行试验。立即进行试验。n n从取样完毕到开始做各项拌和物性能试验不宜超从取样完毕到开始做各项拌和物性能试验不宜超过过5min5min。 2021/5/222021/5/227 7三、取样及制备要求三、取样及制备要求2 2、试件制作、试件制作n n（1 1）混凝土试件的制作应符合下列规定：）混凝土试件的制作应符合下列规定：n
7、 n成型前，应检查试模尺寸并符合标准中有关规定；试模成型前，应检查试模尺寸并符合标准中有关规定；试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。模剂。n n在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为0.5%0.5%，骨料为，骨料为1%1%。n n取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过型，一般不宜超过15min15min。n n根据混凝土拌合
8、物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于不大于70mm70mm的混凝土宜用振动振实；大于的混凝土宜用振动振实；大于70mm70mm的宜用捣棒的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。型方法宜与实际采用的方法相同。 2021/5/222021/5/228 8三、取样及制备要求三、取样及制备要求（2 2）混凝土试件制作应按下列步骤进行：）混凝土试件制作应按下列步骤进行：n n取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再
9、来回拌合三次。来回拌合三次。n n根据混凝土坍落度大小，选择成型方法成型：根据混凝土坍落度大小，选择成型方法成型：n na a用振动台振实制作试件：用振动台振实制作试件：n n将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模沿各各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；试模应附着或固定在振动台上，振动时试模口；试模应附着或固定在振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止；不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止；不得过振。不得过振。2021/5/222021/5/229 9三、取样及制备要求三、取样
10、及制备要求n nb b用人工插捣制作试件：用人工插捣制作试件：n n混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等；度大致相等；n n插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。在插插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插捣上捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层层时，捣棒应贯穿上层后插入下层202030mm30mm；插；插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次；每层插捣次数按在沿试模内壁插拔数次；每层插捣次数按在1
11、0000mm210000mm2截面积内不得少于截面积内不得少于1212次；插捣后应用橡次；插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。消失为止。2021/5/222021/5/221010三、取样及制备要求三、取样及制备要求n nc c用插入式振动棒振实制作试件：用插入式振动棒振实制作试件：n n将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；n n宜用直径为宜用直径为25mm25mm的插入式振捣棒，插入试模振
12、的插入式振捣棒，插入试模振捣时，振捣棒距试模底板捣时，振捣棒距试模底板101020mm20mm且不得触及底且不得触及底板，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，板，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析；一般振捣时间为以防止混凝土离析；一般振捣时间为20s20s。振捣棒。振捣棒拔出时要缓慢，拨出后不得留有孔洞。拔出时要缓慢，拨出后不得留有孔洞。刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。时，用抹刀抹平。2021/5/222021/5/221111三、取样及制备要求三、取样及制备要求3 3、试件的养护、试件的养护（1 1
13、）试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。）试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。（2 2）采用标准养护的试件，应在温度为）采用标准养护的试件，应在温度为205205的环的环境中静置一昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即境中静置一昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为放入温度为202202，相对湿度为，相对湿度为95%95%以上的标准养以上的标准养护室中养护，或在温度为护室中养护，或在温度为202202的不流动的的不流动的Ca(OH)2Ca(OH)2饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔放在支架上，彼此间隔101020mm20mm，试
14、件表面应保持，试件表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋。潮湿，并不得被水直接冲淋。（3 3）同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆）同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后，试件仍需同条件养护。模时间相同，拆模后，试件仍需同条件养护。（4 4）标准养护龄期为）标准养护龄期为28d28d（从搅拌加水开始时计）。（从搅拌加水开始时计）。 2021/5/222021/5/221212四、抗压强度试验四、抗压强度试验1 1、目的及适用范围、目的及适用范围 测定混凝土立方体的抗压强度，以检验材料质量，确测定混凝土立方体的抗压强度，以检验材料质量，确定、校核混凝土配合比，并为控制施工质量
15、提供依据。定、校核混凝土配合比，并为控制施工质量提供依据。2 2、仪器设备、仪器设备n n压力试验机，并符合下列要求：压力试验机，并符合下列要求： (1) (1)其精度为其精度为1%1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%20%且小于压力机全量程的且小于压力机全量程的80%80%。 (2) (2)应具有加荷速度指示装置或加荷速度控制装置，并应应具有加荷速度指示装置或加荷速度控制装置，并应能均匀、连续地加荷。能均匀、连续地加荷。 (3) (3)应具有有效期内的计量检定证书。应具有有效期内的计量检定证书。n n钢尺钢尺2021/5/222021/5/22131
16、3四、抗压强度试验四、抗压强度试验3 3、试验步骤、试验步骤n n（1 1）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净；面与上下承压板面擦干净；n n测量试件尺寸，不超过测量试件尺寸，不超过1mm1mm可按公称尺寸计算；可按公称尺寸计算；n n（2 2）将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承）将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近板中心对准，开动试验机，当上压板与试
17、件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡；时，调整球座，使接触均衡；n n（3 3）在试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级）在试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级C30C30时，加荷速度取每秒钟时，加荷速度取每秒钟0.30.30.5MPa0.5MPa；混凝土强度等；混凝土强度等级级C30C30且且C60C60时，取每秒钟时，取每秒钟0.50.50.8MPa0.8MPa；混凝土强度；混凝土强度等级等级C60C60时，取每秒钟时，取每秒钟0.80.81.0MPa1.0MPa；n n（4 4）当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验）当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，
18、直至破坏。然后记录破坏荷载。机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载。 2021/5/222021/5/221414四、抗压强度试验四、抗压强度试验4 4、数据处理与结果判定、数据处理与结果判定（1 1）混凝土立方体抗压强度应按下式计算：）混凝土立方体抗压强度应按下式计算： n n式中式中 混凝土轴心抗压强度（混凝土轴心抗压强度（MaMa）；）； 试件破坏荷载（试件破坏荷载（N N）；）； 试件承压面积（试件承压面积（mmmm）。）。 混凝土立方体抗压强度计算应精确至混凝土立方体抗压强度计算应精确至0.1Mpa0.1Mpa。2021/5/222021/5/221515四、抗压强度试验四、抗压强度试验
19、（2 2）强度值的确定应符合下列规定：）强度值的确定应符合下列规定：n n三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至值（精确至0.1 MPa0.1 MPa）；）；n n三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间的值的差值超过中间的15%15%时，则把最大及最小值一时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；n n如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%15%，则该组试件的试验
20、结果无效。，则该组试件的试验结果无效。2021/5/222021/5/221616四、抗压强度试验四、抗压强度试验n n混凝土强度等级混凝土强度等级C60C60时，用非标准试件测得强度时，用非标准试件测得强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm200mm200mm200mm200mm试件为试件为1.051.05；对；对100mm100mm100mm100mm100mm100mm试件为试件为0.950.95。当混凝土强度。当混凝土强度等级等级6060时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。时
21、，尺寸换算系数应由试验确定。2021/5/222021/5/221717五、轴心抗压强度试验五、轴心抗压强度试验1 1、目的及适用范围、目的及适用范围 测定混凝土棱柱体试件的轴心抗压强度，检验其是否符测定混凝土棱柱体试件的轴心抗压强度，检验其是否符合结构设计要求。合结构设计要求。2 2、仪器设备、仪器设备 同立方体抗压强度同立方体抗压强度3 3、试验步骤、试验步骤 同立方体抗压强度同立方体抗压强度4 4、数据处理与结果判定、数据处理与结果判定 （1 1）计算同立方体抗压强度）计算同立方体抗压强度2021/5/222021/5/221818五、轴心抗压强度试验五、轴心抗压强度试验（2 2）评定）
22、评定n n三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至值（精确至0.1 MPa0.1 MPa）；）；n n三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间的值的差值超过中间的15%15%时，则把最大及最小值一时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；n n如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%15%，则该组试件的试验结果无效。，则该组试件的试验结果无效。2021/5/222021
23、/5/221919五、轴心抗压强度试验五、轴心抗压强度试验n n混凝土强度等级混凝土强度等级6060时，用非标准试件测得的强时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm400200mm200mm400试件为试件为1.051.05；对；对100mm100mm300mm100mm100mm300mm试件为试件为0.950.95。当混凝土等度。当混凝土等度等级等级6060时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。时，尺寸换算系数应由试验确定。2021/5/222021/5/22
24、2020六、静力受压弹性模量试验六、静力受压弹性模量试验1 1、目的及适用范围、目的及适用范围 测定混凝土的静力受压弹性模量，测定的混凝土弹性模测定混凝土的静力受压弹性模量，测定的混凝土弹性模量值是指应力为轴心抗压强度量值是指应力为轴心抗压强度1/31/3时的加荷割线模量。为时的加荷割线模量。为结构变形计算提供依据。结构变形计算提供依据。2 2、仪器设备、仪器设备n n压力试验机压力试验机n n微变形测量仪，要求如下：微变形测量仪，要求如下：n n测量精度不得低于测量精度不得低于0.001mm0.001mm；n n固定架的标距应为固定架的标距应为150mm150mm； 2021/5/22202
25、1/5/222121六、静力受压弹性模量试验六、静力受压弹性模量试验3 3、试验步骤、试验步骤2021/5/222021/5/222222六、静力受压弹性模量试验六、静力受压弹性模量试验注意：注意：1 1、首先测定混凝土轴心抗压强度；、首先测定混凝土轴心抗压强度；2 2、加荷至应力为轴心抗压强度荷载的、加荷至应力为轴心抗压强度荷载的1/31/3的荷载值的荷载值 ；3 3、对中要准确；、对中要准确；4 4、卸除变形测量仪后，以同样的速度加荷至破坏、卸除变形测量仪后，以同样的速度加荷至破坏 。2021/5/222021/5/222323六、静力受压弹性模量试验六、静力受压弹性模量试验4 4、混凝土
26、弹性模量值应按下式计算：、混凝土弹性模量值应按下式计算： n n 混凝土弹性模量（混凝土弹性模量（MPaMPa）；）；n n 应力为应力为1/31/3轴心抗压强度时的荷载（轴心抗压强度时的荷载（N N）；）；n n 应力为应力为0.5MPa0.5MPa时的初始荷载（时的初始荷载（N N）；）；n n 试件承压面积（试件承压面积（mmmm）；）；n n 测量标距（测量标距（mmmm）；）； n n 最后一次从最后一次从F0F0加荷至加荷至FaFa时试件两侧变形的时试件两侧变形的平均值（平均值（mmmm）；）；n n Fa Fa时试件两侧变形平均值（时试件两侧变形平均值（mmmm）；）；n n F
27、 F0 0时试件两侧变形平均值（时试件两侧变形平均值（mmmm）。）。2021/5/222021/5/222424六、静力受压弹性模量试验六、静力受压弹性模量试验 弹性模量按弹性模量按3 3个试件测值的算术平均值计算。个试件测值的算术平均值计算。如果其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确如果其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者的的20%20%时，则弹性模量值按另两个试件测值的算术时，则弹性模量值按另两个试件测值的算术平均值计算；如有两个试件超过上述规定时，则平均值计算；如有两个试件超过上述规定时，则此次试验无
28、效。此次试验无效。 2021/5/222021/5/222525七、劈裂抗拉强度试验1 1、目的及适用范围、目的及适用范围 测定混凝土抗拉强度的一种方法。测定混凝土抗拉强度的一种方法。2 2、仪器设备、仪器设备n n压力试验机压力试验机n n垫块、垫条及支架垫块、垫条及支架 3 3、试验步骤、试验步骤n n（1 1）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净。试件表面与上下承压板面擦干净。2021/5/222021/5/222626七、劈裂抗拉强度试验n n（2 2）将试件放在试验机下压板的中心位置，劈裂承压面）将试件放在试验机下
29、压板的中心位置，劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直；在上、下压板与试和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直；在上、下压板与试件之间垫圆弧形垫块及垫条各一个，垫块与垫条应与试件件之间垫圆弧形垫块及垫条各一个，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直。宜把垫条上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直。宜把垫条及试件安装在定位架子上使用。及试件安装在定位架子上使用。n n（3 3）开动试验机，当上压板与圆弧形垫块接近时，调整）开动试验机，当上压板与圆弧形垫块接近时，调整球座，使接触均衡。加荷应连续均匀，当混凝土强度等级球座，使接触均衡。加荷应连续均匀，当混凝土强度等级C30C30
30、时，加荷速度取每秒钟时，加荷速度取每秒钟0.020.020.05MPa0.05MPa；当混凝土强；当混凝土强度等级度等级C30C30且且C60C60时，取每秒钟时，取每秒钟0.050.050.08MPa0.08MPa；当混；当混凝土强度等级凝土强度等级C60C60时，取每秒钟时，取每秒钟0.080.080.10MPa0.10MPa；至试件；至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。后记录破坏荷载。2021/5/222021/5/222727七、劈裂抗拉强度试验2021/5/222021/5/222828七、劈裂抗拉
31、强度试验4 4、数据处理与结果判定、数据处理与结果判定n n式中式中 混凝土劈裂抗拉强度（混凝土劈裂抗拉强度（MPaMPa）；）；n n 试件破坏荷载（试件破坏荷载（N N）；）；n n 试件劈裂面面积（试件劈裂面面积（mmmm）；）；n n劈裂抗拉强度计算精确到劈裂抗拉强度计算精确到0.01Mpa0.01Mpa。 2021/5/222021/5/222929七、劈裂抗拉强度试验强度值的确定应符合下列规定：强度值的确定应符合下列规定：n n（1 1）同混凝土立方体抗压强度）同混凝土立方体抗压强度n n（2 2）采用）采用100mm100mm100mm100mm100mm100mm非标准试件测得非标准试件测得劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数0.850.85；当；当混凝土强度等级混凝土强度等级C60C60时，宜采用标准试件；使用时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。 2021/5/222021/5/223030 谢谢 谢谢 大大 家！家！ 不足之处请批评指正！2021/5/222021/5/223131 祝大家 新年快乐 全家幸福2021/5/222021/5/223232谢谢大家！结结 语语
