项目一砼材料的选择与检测

模块一钢筋混凝土结构项目一混凝土材料的选择与检测任务1：混凝土强度确定是按一定比例的水泥、砂、石和水，经拌合、浇筑、振捣、养护、逐步凝固硬化形成的人造石材。商品混凝土运输和浇筑设备三大强度：立方抗压强度fcu轴心抗压强度fc轴心抗拉强度ft一、混凝土的强度1、砼立方体抗压强度（fcu）试块尺寸：150×150×150mm3养护时间：28天养护条件：温度20±3℃，相对湿度≥90%加荷速度：每秒0.3~0.8N/mm2混凝土按立方体抗压强度的标准值（fcu,k）的大小，分为14等级，它们是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。试验方法对立方体抗压强度有较大影响（左图）试件表面无润滑剂，产生套箍效应，工程中常采用这种方法。（右图）试件表面涂有润滑剂，摩擦阻力小，测得的抗压强度小，工程中一般不采用。立方体混凝土试块加裁速度及试块的尺寸对混凝土立方体抗压强度也有影响。下列哪种测得的混凝土立方体抗压强度高？A加载速度快B加载速度慢C试验时不涂润滑剂D试验时涂润滑剂下列哪种测得的混凝土立方体抗压强度最高？A试件尺寸为边长150的立方体B试件尺寸为边长100的立方体C试件尺寸为边长200的立方体2、砼轴心抗压强度（fc）试块尺寸：150×150×300mm3养护时间：28天养护条件：温度20±3℃，相对湿度≥90%fck=0.88αc1αc2fcu.kαc1:棱柱强度与立方强度之比(0.76/0.82)αc2:考虑C40以上混凝土脆性的折减系数(1.00/0.87)直接受拉试验ft100100150150500•试验结果：ft=0.26fcu2/3•考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷速度等的影响，取ft=0.23fcu2/33、砼轴心抗拉强度（ft）混凝土为脆性材料，内部存在许多细小孔隙，因此其抗拉强度很低。试验方法：国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，只有抗压强度的1/10～1/18砼立方体抗压强度用于确定砼强度等级砼轴心抗压强度受弯，受压及偏心受拉构件的承载力计算时采用其作为设计指标砼轴心抗拉强度抗裂度和裂缝宽度及构件斜截面承载力时的主要强度指标1.混凝土的受力变形1）单轴受压时的应力-应变关系(MPa)fco0(10-3)abcd225201510546810混凝土强度提高加载速度减慢二、混凝土的变形2）重复荷载下混凝土的变形性能---长期荷载作用下混凝土的变形性能•应力：c0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变0.5fcc0.8fc，非线性徐变c0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定•加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大•水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大•骨料越硬，徐变越小3）徐变影响徐变的因素4）混凝土的弹性模量ccccep01原点切线模量（弹性模量）：拉压相同ecctgE/02、混凝土的收缩----结硬过程中混凝土体积缩小的性质•水泥品种：等级越高，收缩越大•水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大•骨料：骨料越硬，收缩越小•养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等影响收缩的因素混凝土的变形——练习1.小王在施工时，发现在第7天后加载与第28天后加载的梁的变形不是一样，请问是什么原因造成的？（）哪根梁变形大些？A.砼收缩B.砼膨胀C.砼徐变D.疲劳破坏2.砼的收缩是在（）中结硬过程发生的，砼的膨胀又是在（）中结硬过程发生的。A.空气B.水3.砼徐变与收缩变形影响一致的因素有哪些？A.水泥用量B.应力的大小C.养护条件D.水泥品种E.骨料选择F.使用环境干缩对混凝土的影响试验：用标准试验方法做混凝土立方体试件，一组按标准养护方法养护，另一组放在干燥的环境中，28天后比较两者的不同之处，思考养护对混凝土结构的重要性。任务2：钢筋的选择•一、钢筋的种类•目前我国钢筋砼结构及预应力砼结构中采用的钢筋按生产加工工艺的不同，可分为热轧钢筋，钢丝，钢绞线和热处理钢筋等。•提问：在钢筋砼结构中使用的钢筋为哪种？在预应力砼结构中使用的钢筋为哪种？•钢筋砼结构中使用的钢筋，按外形可分为光面钢筋（圆钢）和变形钢筋（带肋钢筋，如人字纹、螺旋纹、月牙纹等）两类。•供货形式分为：盘圆和条状供货低合金钢热轧带肋钢筋低碳钢热轧圆盘条变形钢筋图片（带肋钢筋，如人字纹、螺旋纹、月牙纹等）预应力钢筋优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处理钢筋。预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。三面刻痕钢丝外形图预应力螺旋肋钢丝外形图二、钢筋的力学性能有明显屈服点的钢材：常称为软钢，如热轧钢筋由于到达ƒy后构件产生较大变形，故把它取为计算构件的强度标准；到达ƒu时构件开始断裂破坏，故以ƒu作为材料的强度储备。ƒyƒu无明显屈服点的钢材：亦称硬钢，工程中的高强钢材（如热处理钢筋，钢丝，钢绞线）均属于此种钢材对于无明显屈服点的钢材，以残余变形为0.2%时的应力作为名义屈服点，其值约为极限强度的85%ƒyƒu塑性性能冷弯性能断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。冷弯性能由冷弯试验来确定，试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成180°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯试验伸长率测试仪钢筋的冷加工1.冷拉：将有屈服点的钢筋在常温下进行拉伸。只能提高钢筋的抗拉强度，故不宜作受压钢筋。2.冷拔：用强力将热轧钢筋拔过比其直径小的硬质合金锥形拔丝孔。可同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。3.冷轧：冷轧钢筋是用热轧盘条经多道冷轧减径，一道压肋并经消除内应力后形成的一种带有肋纹的钢筋。冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构件中，是冷拔低碳钢丝的更新换代产品，在现浇混凝土结构中，则可代换Ⅰ级钢筋，以节约钢材，是同类冷加工钢材中较好的一种。三、普通钢筋的强度标准值四、砼结构对钢筋性能的要求用于混凝土结构的普通钢筋，应具有较高的强度和良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土间具有足够粘接力。任务3：混凝土与钢筋的共同工作一、粘结的作用及产生原因•粘结应力：钢筋与混凝土接触面单位截面面积上的剪应力。•钢筋与混凝土的粘结力由三部分组成：一是钢筋与混凝土接触布的化学吸附作用力，也称为胶结力；二是混凝土收缩将混凝土紧紧握裹而产生的摩阻力；三是钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力，简称为咬合力。•光面钢筋的粘结力以摩阻力为主，变形钢筋以机械咬合力为主。二、粘结强度及影响因素•粘结强度通常采用拔出试验来测定。为保证钢筋受力后有可靠的粘结，不产生滑移，钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，即保证有足够长度来传递钢筋的粘结应力。•粘结强度的影响因素有：•1.混凝土强度•2.钢筋表面形状•3.混凝土的保护层厚度和钢筋的净距.•4.浇筑混凝土时钢筋所处的位置.•5.横向压力•6.横向钢筋三、保证钢筋与混凝土粘结的措施确保钢筋与混凝土能共同工作的构造措施：保证足够的混凝土保护层厚度和钢筋间距保证受力钢筋有足够的锚固长度，光面钢筋端部设置弯钩，绑扎钢筋的接头保证足够的搭接长度并且在搭接范围内加密箍筋等。钢筋的锚固长度dfflaty普通受拉钢筋的锚固长度la计算式：锚固钢筋的外形系数α钢筋类型光面钢筋带肋钢筋刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线七股钢绞线α0.160.140.190.130.160.17