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
2、性能,5.1.2 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)。,5.1.2 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、集料粒径对混凝土渗透性的影
3、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
4、缩与湿胀,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
5、热性能 混凝土的导温性能,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1/101/20，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,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
6、，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,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,30,50,75,100,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,5.2.2 混凝土受力后的破坏过程,在
7、应力状态下混凝土的力学行为,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,2a,a,圆柱体 （美、法、日）,a,a,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/T 500812002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。,
8、标准试件,5.2 混凝土的强度,抗压强度,压力试验机,5.2 混凝土的强度,抗压强度,立方体抗压强度标准值 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。,P,fcu,k,95%,强度概率分布曲线,fcu,fCU,混凝土立方体抗压强度标准值示意图,5.2 混凝土的强度,混凝土强度等级 我国现行规范（GB500102002）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分。 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。,强度换算系数(GB/T 500812002
9、),抗压强度,水泥等级与水灰比,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,振动,混凝土抗压强度,灰水比（c/w）,混凝土强度与水灰比的关系,混凝土强度与灰水比的关系,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,水泥等级与水灰比混凝土强度经验公式：式中： C/W灰水比； fcu混凝土28d抗压强度； fce水泥28d抗压强度实测值。式中：a、b经验系数； 碎石 a=0.46; b=0.07卵石 a=0.48; b=0.33,（c 1.13）,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,水泥等级与水灰比公式的适用范围: 只适用于流动性混凝土及低流动性混凝土，对于干硬
10、性混凝土则不适用。混凝土强度公式的应用: 可根据所用的水泥强度等级和水灰比来估计所配制混凝土的强度； 可根据水泥强度等级和要求的混凝土强度等级来计算应采用的水灰比； 可根据混凝土强度等级和采用的水灰比确定所用水泥的强度等级。,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,集料的品种、规格与质量 水灰比小时，界面粘结是主要矛盾，碎石混凝土强度高； 水灰比大时，水泥石强度是主要矛盾，卵石混凝土强度高； 泥含量以及杂质含量少、级配好的集料，混凝土强度高。 孔隙率对强度的影响 一般均质材料强度与孔隙率关系：水泥浆体28d抗压强度和固空比之间的相互关系式 ：混凝土由水泥浆体、粗、细集合料组成，为
11、非均质材料，故以上关系式子不适合混凝土。,R=ax3,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,养护温度、湿度,养护温度对混凝土强度的影响,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,养护温度、湿度,养护温度对不同掺合料混凝土强度的影响,纯水泥混凝土,粉煤灰混凝土,5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,养护温度、湿度,湿度对混凝土强度的影响,5.2 混凝土的强度,5.2.3抗压强度的影响因素,龄期 混凝土在正常养护条件下所经历的时间，最初的114d发展较快，28d以后增长缓慢。,n 养护龄期，n3d。,龄期/d,抗压强度,14,28,龄期与抗压强度的关系,
12、5.2 混凝土的强度,5.2.3 抗压强度的影响因素,其他因素 施工条件，如搅拌、振捣方式。 试验条件，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水程度及加荷速度等。试件尺寸：相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。试件的形状：当试件受压面积(aa)相同，而高度(h)不同时， 高宽比(h/a)越大，抗压强度越小。表面状态 ：试件表面有、无润滑剂，其对应的破坏形式不一， 所测强度值大小不同。加荷速度 ：加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，所测强度值偏高。 外加剂和掺合料的掺入。,提高混凝土强度的措施,采用高等级水泥； 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
13、振捣； 掺入混凝土外加剂、掺合料等。,5.2 混凝土的强度,概述,5.3 混凝土的变形性能,5.3.1 弹性变形,5.3 混凝土的变形性能,混凝土在压力作用下的应力应变曲线,5.3.1 弹性变形,5.3 混凝土的变形性能,模量 初始切线模量 切线模量 割线模量 弦线模量 影响混凝土弹性模量的主要因素 混凝土的强度 混凝土水泥用量与水灰比 集料的弹性模量与集料的质量 养护和测试时的湿度 引气混凝土的弹性模量较非引气的混凝土低2030,5.3.2 徐变,5.3 混凝土的变形性能,定义 硬化后的混凝土在恒定荷载的长期作用下随时间而增加的变形。,空气和水中混凝土试件的徐变和徐变恢复,西太平洋Carol
14、ine群岛上的一座桥梁（主跨为241m）由于徐变使跨中向下挠曲，加铺的桥面板进一步加剧徐变，使该桥在建成不到20年后坍塌 （1996年）。,5.3.2 徐变,影响徐变的因素 水泥和水灰比 集料 混凝土外加剂和掺合料 尺寸效应 应力状态 湿度 温度,5.3 混凝土的变形性能,5.3.2 徐变,5.3 混凝土的变形性能,环境相对湿度对徐变的影响,5.3.2 徐变,5.3 混凝土的变形性能,P,P,P,P,荷载变形,基本徐变,干燥徐变,蒸发,60%RH,100%RH,60%RH,干缩,60%湿度、不加载,100%湿度、加载,60%湿度、加载,干缩,基本徐变,干燥徐变,干缩,5.3 混凝土的变形性能,
15、5.3.2 徐变,温度对徐变的影响,塑性收缩定义：由新拌混凝土表面水分蒸发而引起的变形。塑性收缩在混凝土仍处于塑性状态时发生的。 原因：在暴露面积较大的混凝土工程中，当表面失水的速率超过了混凝土泌水的上升速率时，会造成毛细管负压，新拌混凝土的表面会迅速干燥而产生塑性收缩。影响因素： 新内部因素 ：风速、环境温度和相对湿度等； 外部因素 ：水灰比、矿物细掺料、浆集比、混凝土的温度和凝结时间等。,5.3 混凝土的变形性能,5.3.3 混凝土的收缩,5.3.3 混凝土的收缩,干燥收缩定义：混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩。 影响因素： 水灰比和水化程
16、度 水泥的组成和水泥用量 矿物细掺料和外加剂 集料的品种和用量,5.3 混凝土的变形性能,自收缩定义：密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而 降低。影响因素： 水灰比 矿物细掺料的活性 水泥细度,5.3 混凝土的变形性能,5.3.3 混凝土的收缩,碳化收缩 定义：混凝土经受碳化作用而产生的变形。 原因： 第一种认为CO2与C-S-H反应引起水分的损耗，收缩与失水的关系类似于普通的干燥作用。 第二种认为处在由于干缩引起的应力状态下，Ca(OH)2晶体的分解和在无应力空间CaCO3的沉淀，引起水泥浆体的可压缩性的提高。影响因素： 水灰比 水泥品种和用量 矿物细掺料,5.3 混凝土的变形性能,5
17、.3.3 混凝土的收缩,谢谢大家!,感觉梦醒着，感觉心痛着，感觉你不在了，谁来证明爱是存在的！我被爱困着，想忘记你，我真的可以吗？这一切都不一样，世界怎么了？难道说选择了忘记，就可以救赎自己？是否就有了挑战爱情的勇气？谁教我是真的爱着你，为何让你知道我流泪？想起你我曾经拥有过的承诺，让我怎么可以喝下这杯忘情水？虽然我无奈的流下眼泪，我却坦然的让你远走高飞。说不清的思绪，我却只要那段最美的回忆！ 夜，开始肆虐，我的心撕扯着。一点一点的裂开，我看着那些疼痛，伴随着麻木在黑暗的掩饰下，迷茫而清醒。我尝试用你说的方式，用胶水一片一片粘贴起来。那么清晰可见的伤痕，还有斑斑血迹渗出来，我自己都触目惊心。曾
18、几何时，我变得如此的勇敢？曾几何时，我对疼痛居然像上瘾一般？ 青春最不可磨灭的痕迹，就是那些无以言说的疼痛。你说过：我用尽所有的力量离开你，我也会用一辈子，忘记你。我听到你说这句话的时候，头皮就开始发麻。我知道，你告诉我这句话，只是想要告诉我，有些人我们永远都不会忘记。可是，你可曾知道，这句话，我突然好想送给你。我想告诉你，就算白天忘记了黑夜，眼泪忘记了怯懦，我的心底都永远不能忘记你。如果我从你的生命里消失，那是因为，我太过爱你，爱得忘记了我自己。 从来没有对你说过爱，是因为太害怕失去。明白，没有结局，所以层层伪装，想要欺骗你，也欺骗自己。可是，我的心底在撕心裂肺地咆哮，我害怕极了这样癫狂的自
19、己，每天不停不停的写字，麻痹自己。可是，我的文字里，你的影子总是那么清晰，我记得你说过的每句话。记得你说过：这个世界就是这样，我们不停的受伤，然后伤害别人。记得你，总是说：傻瓜。 空调十八度，很均衡的温度，可是，我却感觉到彻骨的寒冷。我对着屏幕那头的你微笑，我拼命打字过去。你也对着我，努力的表现出，我们之间的不在乎。我知道，我们都在努力寻找一个平衡的支点，这个支点把握不好，我们都会万劫不复。 你说：这个世界，演戏的人太多，有资格看戏的人太少。 我说：不知不觉入戏的人最惨烈。 然后，我们一起大笑。 可是，我要告诉你，我的心很痛很痛，我对着电脑屏幕流泪。却永远只会打给你两个字：呵呵。是的，你常说这
20、样状态的我，好麻木。是啊，聪明如你，怎么又不懂得呢？ 我记得，那天。我喝酒后，打你电话，却是关机。心就不停陷落陷落。打朋友的电话，说一些乱七八糟的话，然后给他唱歌，撕心裂肺一样。他心疼的说，你在担心我。我突然就安静了。我怎么可以让你担心呢？我怎么可以如此自私呢？我挂断电话，然后继续走进人群，扮演那个可爱的天使。 我不知道，我为什么要哭，我看着你在那端生气的样子，突然就全身像被抽空了一般，没有任何力气。你问我，为什么要作践自己？为什么不好好爱惜自己。你告诉我：那么就来比比谁对自己更狠心吧，比比谁会先死吧。 那一刻，我的世界突然就坍塌了。我知道，我知道，你一直都在乎着的。可是，请你告诉我，此刻，我
21、该怎么样去心疼你，心疼我自己呢？ 我常常问自己，这个世界到底有没有一种感情比爱情更刻骨铭心？我相信是有的。有人说，我崇尚柏拉图式的永恒，我努力微笑。然后告诉自己，告诉别人，爱情太过奢华，我们都承担不起。可是，失去就像魔鬼一样缠绕在我的心间，我是那么那么的害怕失去。如果爱情意味着失去，那么，万能的主，我虔诚的向你祈祷，我宁愿不要爱情，也不要失去。 夜很黑，我包裹在黑暗里，看自己的身体逐渐在思念中扭曲变形。那一刻，没有恐慌，我看到你伸出的手，满是伤痕。荆棘花的美丽，是因为首先刺痛了自己。我的嘴角残存的笑意，是因为，我看到我举起刀，刺向了你。我没有勇气杀掉自己，那么就让我杀了你。杀了那个占据我心灵的
22、你。 黎明的到来，我在绚烂的阳光里，看着你的尸体，重叠的却是自己的影子。原来，忘记你，真的不如忘记我自己。我不过，是做了一个梦，梦中的我，杀掉了你，却疼死了自己。 该怎么样才可以走出这样的境地？该怎么样才可以不哭泣？该怎么样才可以忘记？ 还未开始，便要说再见。我的心很痛很痛，痛到窒息，痛到不愿意清醒，时间与岁月，究竟可以模糊什么？请离开吧，如你自己所说的一般，如果我叫你走，就请永远不要回头。 叶芝说过：这个世界眼泪太多，你不会懂得。 所以你说：忘记时间，记住爱。 爱么？我问自己。闭上眼睛，我的眼泪跌落，每一滴都反射出你的影子。可是，我擦去影子，告诉自己，我不爱。从来不曾爱过。咬破了的嘴角，鲜艳
23、欲滴。然后默默的在心底补上一句：我只是很想忘记你。哪怕颠倒了时间黑白，哪怕我的心已经残破不堪，哪怕生死相离。 请告诉我，我该如何忘记时间，我该如何去记住爱？我该如何，用尽所有的力量离开你？我该如何用一生的时间去忘记你？如果你是我今生的梦寐，我愿意来生都不清醒。 你说过：不能相濡以沫，何若相忘于江湖。 是的，相忘于江湖，多么简单的一句话。多么残酷的刑罚。我的眼泪落下，字字句句都是你。花开的颓败，终究逃不出流年的蹉跎。 我告诉别人，告诉自己，我不爱你。听王菲的蝴蝶，我虚脱到晕厥。多么深刻的伤痕，多么美丽的台词。便是如此了吧，刹那的宠爱，一辈子的离开。等不到天亮，美梦就醒来。我们都自由自在。我在人前努力微笑，用意志支撑自己。我不爱你，我不爱你，我只是很想忘记你。我的心在痛，我的头在痛，我的全身都在痛，痛到我眼泪纠结成一朵花。 告别吧，用尽所有的力气。如你所说，我将选择，用一辈子的时间来忘记你。从来未说过爱你，是因为，我爱你爱到了骨头里。我的每滴血液都在诉说着爱你，所以，我的话语，已经苍白到无力。不说爱你，只愿忘记你。今生，彼此用血液铭记。,
