第十三章 混凝土的力学性能
混凝土的力学性能及其应用
混凝土的力学性能及其应用一、引言混凝土是一种常用的建筑材料，具有广泛的应用前景。
混凝土的力学性能是其应用的重要基础，本文将就混凝土的力学性能及其应用进行详细探讨。
二、混凝土的组成混凝土主要由水泥、骨料、砂、水等组成。
其中，水泥是混凝土的主要胶凝材料，具有很强的粘结力，能够将骨料、砂等材料紧密地粘结在一起。
骨料是混凝土的主要骨架材料，具有很强的抗压、抗拉强度，能够承受混凝土的荷载。
砂是混凝土的填充材料，可以填充骨料之间的空隙，使混凝土的密实性更好。
水是混凝土的重要成分，能够使混凝土充分反应，形成坚固的结构。
三、混凝土的力学性能1. 抗压强度混凝土的抗压强度是指混凝土在受到压力时，能够承受的最大压力。
混凝土的抗压强度是决定混凝土承受荷载能力的重要因素。
混凝土的抗压强度与水泥的品种、配合比、养护条件等因素有关。
一般情况下，混凝土的抗压强度在20-60MPa之间。
2. 抗拉强度混凝土的抗拉强度是指混凝土在受到拉力时，能够承受的最大拉力。
混凝土的抗拉强度通常很低，一般只有抗压强度的1/10左右。
因此，在混凝土结构设计中，需要采取一些措施来增加混凝土的抗拉强度，如增加钢筋的使用量等。
3. 抗折强度混凝土的抗折强度是指混凝土在受到弯曲力时，能够承受的最大弯曲力矩。
混凝土的抗折强度与混凝土的抗压强度密切相关，一般情况下，混凝土的抗折强度是其抗压强度的1/10左右。
4. 压缩弹性模量混凝土的压缩弹性模量是指混凝土在受到压力时，单位应变下的应力变化率。
混凝土的压缩弹性模量是决定混凝土承受荷载能力和变形性能的重要因素。
5. 抗剪强度混凝土的抗剪强度是指混凝土在受到剪力时，能够承受的最大剪力。
混凝土的抗剪强度通常很低，一般只有抗压强度的1/3左右。
因此，在混凝土结构设计中，需要采取一些措施来增加混凝土的抗剪强度，如增加钢筋的使用量等。
四、混凝土的应用混凝土是一种广泛应用的建筑材料，具有很强的承载能力和变形性能，适用于各种建筑结构的施工。
混凝土的力学性能及其影响因素
混凝土的力学性能及其影响因素一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，具有优良的性能，如承压、耐久、抗震等，是建筑结构中不可或缺的一部分。
混凝土的力学性能是决定其使用效果的关键，因此深入了解混凝土的力学性能及其影响因素对混凝土的设计、施工及维护有着重要的意义。
二、混凝土的基本力学性能1.抗压强度混凝土的抗压强度是指混凝土承受压力的能力。
一般情况下，混凝土的抗压强度与其材料的质量、配合比、水灰比、龄期等因素有关。
抗压强度的测试方法有标准试块法、小试块法、非标准试块法等。
2.抗拉强度混凝土的抗拉强度是指混凝土承受拉力的能力。
混凝土的抗拉强度较低，常常会出现裂缝。
为了提高混凝土的抗拉强度，通常采用钢筋等材料进行加固。
抗拉强度的测试方法有直接拉伸法、间接拉伸法等。
3.抗剪强度混凝土的抗剪强度是指混凝土承受剪切力的能力。
混凝土的抗剪强度与其抗压强度有一定的关系，但并不完全相同。
抗剪强度的测试方法有直接剪切法、间接剪切法等。
4.弹性模量混凝土的弹性模量是指混凝土在受力时所表现出来的弹性特性。
弹性模量越大，混凝土的刚性越大，反之则越柔软。
弹性模量的大小与混凝土的配合比、材料等因素有关。
5.泊松比混凝土的泊松比是指混凝土在受力时横向变形与纵向变形之间的比值。
泊松比的大小与混凝土的材料等因素有关。
三、混凝土的影响因素1.材料混凝土的材料包括水泥、骨料、砂子、水等。
这些材料的质量直接影响混凝土的力学性能。
一般来说，水泥的种类和品质、骨料的种类和粒径、砂子的种类和粒径以及水的质量等因素都会对混凝土的力学性能产生影响。
2.配合比混凝土的配合比是指混凝土中各材料的比例。
不同的配合比会影响混凝土的力学性能。
一般来说，配合比中水泥的比例越高，混凝土的抗压强度越大，但是若水泥的比例过高，混凝土的韧性和抗冻性会下降。
3.水灰比混凝土的水灰比是指混凝土中水和水泥的比例。
水灰比的大小对混凝土的力学性能有着重要的影响。
一般来说，水灰比越小，混凝土的抗压强度越大，但是若水灰比过小，混凝土的可加工性和耐久性会降低。
混凝土的微观结构与力学性能
混凝土的微观结构与力学性能一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，它的力学性能与其微观结构密切相关。
在本文中，我们将探讨混凝土的微观结构与力学性能的关系，并分析影响混凝土力学性能的因素。
二、混凝土的微观结构混凝土主要由水泥、骨料、砂、水和掺合料等组成。
其中，水泥是混凝土的胶凝材料，骨料和砂是混凝土的骨架材料，水是混凝土的反应介质，掺合料可以改善混凝土的性能。
在微观层面，混凝土的主要组成部分是水泥石、骨料和孔隙。
水泥石是由水泥、水和掺合料等组成的胶凝体，它可以填充骨料之间的空隙，形成混凝土的基础结构。
骨料是混凝土的主要骨架材料，它可以提供混凝土的强度和刚度。
孔隙是混凝土中的空隙，它会影响混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土的力学性能混凝土的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、剪切强度和抗冲击性能等。
这些性能与混凝土的微观结构密切相关。
1. 抗压强度混凝土的抗压强度是指在受到垂直于其表面的压力下，混凝土能够承受的最大压力。
其大小与混凝土中水泥石和骨料的强度有关。
水泥石的强度取决于其中的水化产物和水泥石的孔隙度，骨料的强度取决于其自身的物理和力学性质。
2. 抗拉强度混凝土的抗拉强度是指在受到垂直于其表面的拉力下，混凝土能够承受的最大拉力。
由于混凝土的骨架结构主要是由骨料组成的，所以混凝土的抗拉强度很低。
为了提高混凝土的抗拉强度，可以在混凝土中添加钢筋等增强材料。
3. 弹性模量混凝土的弹性模量是指在受到一定应力下，混凝土的应变能够恢复到应力消失前的程度。
其大小与混凝土中水泥石和骨料的弹性模量有关。
水泥石的弹性模量取决于其中的水化产物和孔隙度，骨料的弹性模量取决于其自身的物理和力学性质。
4. 剪切强度混凝土的剪切强度是指在受到剪切力下，混凝土能够承受的最大剪切应力。
其大小与混凝土中骨料的强度和孔隙度有关。
孔隙度越大，混凝土的剪切强度越低。
5. 抗冲击性能混凝土的抗冲击性能是指在受到冲击载荷下，混凝土能够承受的最大载荷。
混凝土设计原理范文
混凝土设计原理范文一、混凝土的力学性能混凝土的力学性能是指混凝土在荷载作用下的应力、应变关系，主要包括强度、应变能力和刚度等指标。
1.强度：混凝土的强度主要包括抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等。
抗压强度是混凝土最主要的强度指标，通常可以通过试块试验来获得。
2.应变能力：混凝土的应变能力是指混凝土在荷载作用下的变形能力，主要包括极限抗压应变和极限抗拉应变等。
应变能力的提高可以使混凝土具有更好的耐久性和变形能力。
3.刚度：混凝土的刚度是指混凝土的刚性程度，主要包括刚性模量、剪切模量和泊松比等。
刚度的提高可以使混凝土具有更好的抗震性能和稳定性。
二、材料设计1.水泥：水泥是混凝土的胶凝材料，可以使混凝土具有较高的强度和耐久性。
常用的水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和粉煤灰水泥等。
2.骨料：骨料是混凝土的骨架材料，可以提供混凝土的强度和稳定性。
常用的骨料有石子、碎石和砂子等。
3.粉料：粉料是混凝土的细骨料，可以填充骨料之间的空隙，提高混凝土的密实性。
常用的粉料有水泥石粉、矿物粉和粉煤灰等。
4.掺合料：掺合料是混凝土中的非胶凝材料，可以调整混凝土的性能，如增加混凝土的流动性和抗裂性。
常用的掺合料有矿渣粉、粉煤灰和硅灰等。
三、结构设计1.受力分析：受力分析是混凝土设计的基础，可以确定结构受力情况和受力方式。
常见的受力分析方法有静力分析和动力分析等。
2.尺寸设计：尺寸设计是根据受力分析结果确定混凝土构造的尺寸和形状。
常见的尺寸设计包括截面尺寸、板厚和柱高等。
3.配筋设计：配筋设计是根据受力分析结果确定混凝土构造的钢筋配筋方式和钢筋用量。
常用的配筋设计方法有简化法和荷载法等。
四、施工控制1.原材料的控制：原材料的控制是指对水泥、骨料、粉料和掺合料等原材料进行质量检测和控制。
常见的检测指标有水泥强度、骨料含泥量和粉煤灰活性等。
2.施工材料的控制：施工材料的控制是指对混凝土的搅拌、浇筑和养护等施工过程进行监控和调整。
常见的控制措施有搅拌时间控制、浇筑工艺控制和养护条件控制等。
第十三章混凝土的力学性能
第七页，编辑于星期三：一点 八分。
混凝土的强度远低于粗骨料本身的强度，当
混凝土破坏后，其中的粗骨料一般无破坏的迹象， 裂缝和破碎都发生在水泥砂浆内部。
所以、混凝土的强度和变形性能在很大程度 上取决于水泥砂浆的质量和密实性。任何改进和
提高水泥砂浆质量的措施都能提高混凝土强度和
棱柱体试件达到极限强度 f 时的相应峰值应变
c
εp称为极限应变。 εp虽然有稍大的离散度，但是随
混凝土强度
(f
c或
f cu
)而单调增长的规律十分明显
(图
13－4)，各国研究人员建议了多种经验计算式。当
混凝土强度 fc=20 ～100N/mm 2时，给出的关系式为 :
式中，混? p凝?土(棱70柱0体?抗17压1强.9度 fcfc)的?单1位0?为6 N/m(m132-。2)
当然，它更不能代表实际结构中应力状态和环 境条件变化很大的混凝土真实抗压强度。
第十四页，编辑于星期三：一点 八分。
2. 棱柱体试件的受力破坏过程
为了消除立方体试件两端局部应力和约束变形的影 响，最简单的办法是改用棱柱体（或圆柱体）试件进行抗 压试验。
根据 San Vinent 原理，加载面上的不均匀垂直应力
究。 试验证实了混凝土在受力之前就存在初始微裂
缝，且都出现在较大的粗骨料的界面。开始受力后
直到极限荷载（ σmax ），混凝土的微裂缝逐渐增多
和扩展的过程，可以分作 ３个阶段 。
第三页，编辑于星期三：一点 八分。
（1）微裂缝相对稳定期 （σ/σmax <0.3~0.5 ）
这时混凝土的压应力较小，虽然有些微裂缝的 尖端因应力集中而沿界面略有发展，也有些微裂缝和 间隙因受压而有些闭合，对混凝土的宏观变形性能无
混凝土的力学性能
混凝土的力学性能
1.2 混凝土的变形
1）混凝土在一次短期荷载作用下的变形
（1）混凝土在单调短期加荷作用下
力学性能，曲线的特征是研究钢筋混凝 土构件的强度、变形、延性（承受变形 的能力）和受力全过程的依据。图2-7所 示为混凝土棱柱体试件在受压时的应力
混凝土的力学性能
图2-8 混凝土棱柱体试件加荷至σ=0.5fc时测 得的应变与时间的关系曲线
混凝土的力学性能
影响混凝土徐变的因素是多方面的，主 要可归结为以下三个方面：
（1）内在因素。 （2）环境因素。 （3）应力因素。
混凝土结构与砌体结构
混凝土的力学性能
如图2-6所示，劈裂抗拉试验在立方体或圆柱体试件上通过钢
制弧形垫块施加均匀线荷载。除垫条附近很小的范围以外，在中
间垂直截面上产生与该面垂直且均匀分布的拉应力。当拉应力达
到混凝土的抗拉强度时，试件沿中间垂直截面被劈裂为两部分而
破坏。根据弹性理论，劈裂抗拉强度 σt可按式（2-4）计算。
t
2P
ld
(2-4)
式中，P为破坏荷载；d为圆柱体试件直径或立方体试件边长；
l为圆柱体试件高度或立方体试件边长。
混凝土的力学性能
图2-6 混凝土的劈裂抗拉试验
混凝土的力学性能
《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）给出的混凝土 抗压、抗拉强度标准值，可参见表2-2。
表2-2 混凝土强度标准值
Ec
105 2.2 34.7
f cu ,k
混凝土结构材料的力学性能
02 混凝土的力学性能
抗压性能
抗压强度
混凝土抗压强度是衡量其抵抗压 力的能力，通常以MPa（兆帕）
为单位表示。
抗压弹性模量
混凝土的抗压弹性模量反映了 其抵抗压力变形的能力，是结 构设计中的重要参数。
抗压韧性
混凝土的抗压韧性是指在承受 压力时抵抗破裂的能力，与材 料的微观结构和制作工艺有关 。
抗压疲劳性能
水工建筑
水工建筑主要包括水库、水电站、堤坝等水利设施，需要承 受较大的水压力和冲刷力。
混凝土结构材料具有较好的抗渗性能和耐久性，能够满足水 工建筑的要求，提高水利设施的稳定性和安全性。
05 混凝土的未来发展
高性能混凝土
总结词
具有高强度、高耐久性和高工作性能 的混凝土材料。
详细描述
高性能混凝土通过优化原材料、配合 比和制备工艺，显著提高了混凝土的 力学性能、耐久性和工作性能，能够 满足各种复杂工程结构的需要。
混凝土在反复承受压力作用下 抵抗疲劳破坏的能力，对于长 期承受动态载荷的结构非常重
要。
抗拉性能
抗拉强度
混凝土的抗拉强度是指其抵抗拉伸应 力的能力，通常远低于抗压强度。
抗拉弹性模量
混凝土的抗拉弹性模量反映了其抵抗 拉伸变形的能力，是结构设计中的重 要参数。
抗拉韧性
混凝土的抗拉韧性是指在承受拉伸应 力时抵抗开裂和断裂的能力。
智能混凝土
总结词
具有自感知、自适应和自修复功能的混凝土材料。
详细描述
智能混凝土通过在混凝土中添加智能纤维、传感器和特殊添加剂，使其具备感 知外部应力的能力，并能够根据应力变化自适应调整内部结构，同时具有自修 复损伤的能力，提高了混凝土结构的智能化水平。
再生混凝土
混凝土的力学性能分析
团委书记竞职演讲(精选多篇)第一篇：团委书记竞职演讲镇团委书记竞聘演讲稿各位领导，同事们：大家好！首先感谢镇党委政府给予我这次展示自己的机会！中层干部实行公平、公正、公开的竞争上岗我一是坚决拥护、二是积极参与。
本着锻炼自己，为大家服务的宗旨我站在了这里，希望能得到大家的支持。
我叫，现年25周岁，大学文化，中共党员。
20XX年毕业于学院播音主持专业，同年8月至20XX年9月在电视台新闻部工作，20XX年被考录为潍坊市公务员；分配到镇党政办公室工作，20XX年担任政府文书至今，同时负责宣传等工作。
我认为每一次工作和经历的变化，对增长能力、丰富阅历都是难得的机遇。
越是新的环境、越是压力大的工作，往往就越能够锻炼自己，竞争镇团委书记职务，一方面是相信自己的能力能担负起委书记的责任，另一方面也是为了挖掘潜力、积累经验，提高自身综合素质。
到镇工作已经两年了，在各位领导和同事们的关心、支持、帮助下，自己在思想上、工作上都取得了新的进步。
借此机会，向所有关心、支持我成长的领导和同事，表示衷心感谢！今天，我竞争的职位是镇团委书记。
我认为自己有以下优势：一是具丰富的工作经历。
大学里我担任过团支书工作，有一定的团委工作经验，参加工作后，有机会在市电视台、我镇统计站、党政办等多个岗位，从事通讯报道、文秘、宣传等多项工作，这些经历练就了我坐下去能写、站起来能讲、走出去能干等多方面的能力，这正为我在干好团委工作奠定了基础。
其二，具有较扎实的语言表达能力。
学校里所学的专业知识加上参加工作以来，屡次上台演说和主持节目的机会锻炼，使我学会了一些与人交流、演讲演说、主持的语言艺术。
财政所验收、劳保所检查等我负责解说，锻炼了我的临场应变能力。
今年的社区文化月活动，我协助主任具体负责节目策划、征集、排演、主持等工作，并取得了成功，证明了我的组织活动能力和统筹协调能力。
第三，我兴趣广泛，思想活跃，接受新事物能力较强，热爱团委工作，工作中注意发挥主观能动性，具备一种勇于接受挑战的信念。
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件加载后，竖向发生压缩变形，水平向为伸 长变形。试件的上下端因受加载垫板的约束而横向 变形小，中部的横向膨胀变形最大（图13-1(b)）。 随着荷载或者试件应力的增大，试件的变形逐渐加 快增长。
试件接近破坏前，首先在试件高度的中央、 靠近侧表面的位置上出现竖向裂缝，然后往上和往 下延伸，逐渐转向试样的角部，形成正倒相连的八 字形裂缝（图13-1(d)）。继续增加荷载，新的八字 形缝由表层向内部扩展，中部混凝土向外膨胀，开 始脱落，最终成为正倒相接的四角锥破坏状态。
从对混凝土受压过程的微观现象的分析， 其破坏机理可以概括为：
首先是水泥砂浆沿粗骨料的界面和砂浆内部 形成微裂缝；应力增大后这些微裂缝逐渐地延伸 和扩展，并连通成为宏观裂缝；砂浆的损伤不断 积累，切断了和骨料的联系，混凝土的整体性遭 受破坏而逐渐地丧失承载力。混凝土在其他应力 状态，如受拉和多轴应力状态下的破坏过程也与 此相似。
（3）不稳定裂缝发展期（σ/σmax>0.75~0.9）
混凝土在更高的应力作用下，粗骨料的界面裂缝 突然加宽和延伸，大量地进入水泥砂浆；水泥砂浆中 的已有裂缝也加快发展，并和相邻的粗骨料界面裂缝 相连。这些裂缝逐个连通，构成大致平行于压应力方 向的连续裂缝，或称纵向劈裂裂缝。
这一阶段的应力增量不大，而裂缝和变形迅速增 大。即使应力维持常值，裂缝仍将继续发展。纵向的 通缝将试件分隔成数个小柱体，导致承载力下降而使 混凝土最终破坏。
混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定的砂、 石和水，有时加入少量的添加剂，经过搅拌、注模、 振捣、养护等程序后，逐渐凝固硬化而成的人工混合 材料。
各组成材料的成分、性质和相互比例，以及制备 和硬化过程中的各种条件和环境因素，都对混凝土的 力学性能有不同程度的影响。
所以，混凝土比其他单一性结构材料（如钢、木 等）具有更为复杂多变的力学性能。
图13－1
同时，钢垫板和试件混凝土的弹性模量（Es,Ec） 和泊松比(υs, υc)值不等,在相同应力（σ）作用下的 横向应变不等（υsσ/Es<υcσ/Ec）。故垫板约束了试 件的横向变形，在试件的承压面上作用着水平摩擦 力（图13-1（b））。
试件在承压面上这些竖向和水平作用下，其内部 必产生不均匀的三维应力场：垂直中轴线上各点为 明显的三轴受压，四条垂直楞边接近单轴受压，竖 向表面上的各点为二轴受压或二轴压/拉，内部各点 则为三轴受压或者三轴压/拉应力状态（图13-1(c)） 。
13．1 一般受力破坏机理
混凝土在结构中主要用作受压材料，最简单的 单轴受压状态下的破坏过程最有代表性。详细地了 解其破坏机理对于理解混凝土质量和结构性能等都 有重要意义。
混凝土一直被认为是“脆性”材料，无论是受 压还是受拉状态，它的破坏过程都是短暂、急骤， 肉眼不可能仔细观察到其内部的破坏过程。现代科和量测手段。
现在已经比较容易地获得混凝土受压和受拉的 应力-应变全曲线，还可采用超声波检测仪、X光摄 影仪、电子显微镜等多种精密测试仪器，对混凝土 的微观构造在受力过程中的变化情况加以详尽的研 究。
试验证实了混凝土在受力之前就存在初始微裂 缝，且都出现在较大的粗骨料的界面。开始受力后 直到极限荷载（σmax），混凝土的微裂缝逐渐增多 和扩展的过程，可以分作３个阶段。
当采用的试件形状和尺寸不同时，如边长 100mm或者200mm的立方体，H/D=2的圆柱体， 混凝土的破坏过程和形态虽然相同，但得到的抗 压强度值因试件受力条件不同和尺寸效应有所差 别。
混凝土立方试件的应力和变形情况，以及其破 坏过程和破坏形态均表明，标准试验方法并未在 试件中建立起均匀的单轴受压应力状态，由此测 定的也不是理想的混凝土单轴抗压强度。
13.2.1 抗压强度与变形
１．立方体抗压强度
我国的国家标准试件为边长１５０ｍｍ的 立方体，试件的破坏荷载除以荷载承压面积，即 为混凝土的标准立方体抗压强度(fcu,N/mm2)。 试验机通过钢垫板对试件施加压力。由于垫板的 刚度有限，以及试件内部和表层的受力状态和材 料性能有差别，致使试件承压面上的竖向压应力 分布不均（图13－1（a））。
当然，它更不能代表实际结构中应力状态和环 境条件变化很大的混凝土真实抗压强度。
2.棱柱体试件的受力破坏过程
为了消除立方体试件两端局部应力和约束变形的影 响，最简单的办法是改用棱柱体（或圆柱体）试件进行抗 压试验。
根据San Vinent原理，加载面上的不均匀垂直应力 和总和为零的水平应力，只影响试件端部的局部范围，中 间部分已接近于均匀的单轴受压应力状态（图13-2(a)）。 受压试验也表明，破坏发生在棱柱体试件的中部。
混凝土的应力增大后，原有的粗骨料界面裂缝 逐渐延伸和增宽，其他骨料界面又出现新的粘结裂缝。 一些界面裂缝的伸展，逐次地进入水泥砂浆，或者水 泥浆中原有的缝隙处的应力集中将砂浆拉断，产生少 量微裂缝。这一阶段，混凝土内微裂缝发展较多，变 形增长较大。
但是，当载荷不再增大，微裂缝的发展亦将停 滞，裂缝形态保持基本稳定。故荷载长期作用下，混 凝土的变形将增大，但不会提前破坏。
混凝土的强度远低于粗骨料本身的强度，当 混凝土破坏后，其中的粗骨料一般无破坏的迹象， 裂缝和破碎都发生在水泥砂浆内部。
所以、混凝土的强度和变形性能在很大程度 上取决于水泥砂浆的质量和密实性。任何改进和 提高水泥砂浆质量的措施都能提高混凝土强度和 改善结构的性能。
１3．２基本力学功能
➢ 13.2.1 抗压强度与变形 ➢ 13.2.2 抗拉强度和变形 ➢ 13.2.3 抗剪强度和破坏特征 ➢ 13.2.4 时间对强度和弹性模量的影响
（1）微裂缝相对稳定期（σ/σmax<0.3~0.5）
这时混凝土的压应力较小，虽然有些微裂缝的 尖端因应力集中而沿界面略有发展，也有些微裂缝和 间隙因受压而有些闭合，对混凝土的宏观变形性能无 明显变化。即使载荷的多次重复作用或者持续较长时 间，微裂缝也不会有大的发展，残余变形很小。
（2）稳定裂缝发展期（σ/σmax<0.5~0.75）