識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能

學(xué)習(xí)目的掌握鋼筋、混凝土的基本性能，包括力學(xué)性能、變形性能等。學(xué)習(xí)方法理論與試驗(yàn)相結(jié)合

學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能1混凝土的組成混凝土是按設(shè)計(jì)比例將水泥、砂、石、外加劑、摻合料和水混合拌和，并經(jīng)澆筑、養(yǎng)護(hù)獲得預(yù)定形狀、強(qiáng)度和性能的建筑用材料?；炷恋幕拘阅芑炷劣扇嘟M成混凝土的固相：水泥石和骨料混凝土的氣相：孔隙中的氣體混凝土的液相：孔隙中的溶液1混凝土的組成任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能2混凝土拌合物的性能

混凝土的工作性流動(dòng)性：具有一定的流動(dòng)性可塑性：形體可塑，可成型為任意形狀穩(wěn)定性：體積具有較高的穩(wěn)定性易密性：經(jīng)振搗，可密實(shí)任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能度量混凝土流動(dòng)性方法坍落度：具有一定流動(dòng)性的，一般在3cm~22cm維勃稠度VB值：干硬性，無(wú)坍落度的VC值：碾壓混凝土，需在有加重塊條件下，采用振動(dòng)方式促其泛漿，測(cè)定泛降時(shí)間坍?dāng)U度：具有大流動(dòng)性的，坍落度大于22cm任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能影響混凝土工作性的因素用水量：多則坍落度大，過(guò)多則易析水，易離析砂率：過(guò)大則起砂，坍落度減小，塑性差，內(nèi)聚性差，易分解；過(guò)小則泛漿，凝聚性差，易離析骨料：影響混凝土工作性的有巖性、顆粒形態(tài)、顆粒級(jí)配、表面形態(tài)水泥品種：因礦物成分、摻合物、細(xì)度不同，不同水泥的需水量不同外加劑：可調(diào)節(jié)工作性，但應(yīng)適度摻合料：因顆粒形態(tài)、細(xì)度、表面形態(tài)和雜質(zhì)含量（如粉煤灰中碳），不同摻合料的需水量不同時(shí)間：因水化反應(yīng)，混凝土具有坍落度經(jīng)時(shí)損失性能，即隨時(shí)間延長(zhǎng)，黏性增加，工作性降低溫度：溫度高，水化反應(yīng)快、坍落度損失大任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3混凝土的力學(xué)性能3.1混凝土的抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度是混凝土的主要性能之一，結(jié)果穩(wěn)定性好，是設(shè)計(jì)采用的主要指標(biāo)，也是施工質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析的主要參數(shù)。

影響混凝土抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)因素：試件形式：圓柱體比立方體的抗壓強(qiáng)度結(jié)果小尺寸效應(yīng)：尺寸越大，抗壓強(qiáng)度結(jié)果越小加荷速率：速率越大，抗壓強(qiáng)度結(jié)果越大任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素水泥強(qiáng)度：水泥強(qiáng)度高，混凝土強(qiáng)度高；水灰比：與混凝土抗壓強(qiáng)度有良好的相關(guān)關(guān)系；骨料品種：碎石骨料比卵石骨料抗壓強(qiáng)度高；含氣量：含氣量高，抗壓強(qiáng)度低，每增加1%含氣量，大約降低3-5%抗壓強(qiáng)度值；齡期：在一定的時(shí)間內(nèi)，混凝土齡期越長(zhǎng)，抗壓強(qiáng)度越高。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.2混凝土的抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是表征混凝土抗開(kāi)裂的主要性能參數(shù)，是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。拉伸試驗(yàn)在技術(shù)實(shí)施上的缺陷無(wú)法克服，導(dǎo)致結(jié)果的不穩(wěn)定性，一般采用劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)的基本原理源于彈性力學(xué)對(duì)圓柱體受直徑方向壓力荷載時(shí)，沿直徑為均勻分布的拉應(yīng)力狀態(tài)的分析計(jì)算。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能劈裂抗拉試驗(yàn)原理σ=0.637P/A其中A為劈裂面積σ拉應(yīng)力分布P任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能影響抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)因素試件表面平整度：平整度差，抗拉強(qiáng)度值偏小墊鐵條的形狀和尺寸：方形墊條比圓形的抗拉強(qiáng)度值稍大，圓形墊條，直徑大抗拉強(qiáng)度值大墊鐵條放置的位置：上下偏差大，抗拉強(qiáng)度值不穩(wěn)定，且抗拉強(qiáng)度值偏小試件尺寸：尺寸大抗拉強(qiáng)度值小加荷速率：速率大抗拉強(qiáng)度值大任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.3混凝土的彈性模量

彈性模量是表征混凝土變形能力的性能參數(shù)，是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。彈性模量分類：靜彈性模量動(dòng)彈性模量剪切彈性模量任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.4混凝土的抗彎強(qiáng)度

混凝土抗彎強(qiáng)度常用做抗拉強(qiáng)度代表值，也是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

影響抗彎強(qiáng)度的試驗(yàn)因素：試件尺寸偏差：導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果偏差加荷速率：速率大，抗彎強(qiáng)度值大試件斷面尺寸：尺寸大，抗彎強(qiáng)度值小任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.5混凝土的抗剪強(qiáng)度混凝土抗剪強(qiáng)度是表征其抵抗剪切荷載的能力的性能參數(shù)，是需考慮的設(shè)計(jì)指標(biāo)。計(jì)算公式為：式中：f′為摩擦系數(shù)；C′為粘聚力，MPa；

σ為法向力，MPa抗剪強(qiáng)度隨混凝土的抗壓強(qiáng)度增大而增大。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.6混凝土的變形性能

3.6.1混凝土的極限拉伸變形混凝土拉伸曲線上最大應(yīng)力值對(duì)應(yīng)的拉應(yīng)變值。影響極限拉伸變形的因素試件材料分布不均勻：導(dǎo)致結(jié)果偏低加荷：加荷偏心，速率大，結(jié)果均會(huì)偏低齡期：齡期長(zhǎng)，極限拉伸變形大水灰比小，灰漿率大，則抗壓強(qiáng)度高，極限拉伸變形大，反之則小。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.6.2混凝土的徐變徐變是表征混凝土受長(zhǎng)期荷載下變形的性能，是設(shè)計(jì)需考慮的因素。影響徐變的因素混凝土因素包括：水灰比：水灰比大徐變大水泥用量：同強(qiáng)度，水泥用量大徐變大灰漿比：灰漿比大徐變大骨料品種、外加劑、摻合料：有不同影響任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能影響混凝土徐變的試驗(yàn)因素加荷齡期：加荷齡期長(zhǎng)，徐變小加荷應(yīng)力：加荷應(yīng)力大，徐變大持荷時(shí)間：持荷時(shí)間長(zhǎng)，徐變大溫度：溫度高，徐變大任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.6.3混凝土的干縮因環(huán)境干燥內(nèi)部水分散失引起的體積縮小變形影響混凝土干縮的因素水泥品種：C3A含量大的、細(xì)度細(xì)的干縮大；水灰比：水灰比大，干縮大；水灰比不變時(shí)，水泥用量多，干縮大；骨料：骨料含量多，干縮??；巖性也影響干縮；外加劑：減水時(shí)，可減小干縮；環(huán)境：溫度高，干縮大；有風(fēng)，干縮大；濕度大干縮?。惑w形：表面積大，干縮大。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能3.6.4混凝土的自生體積變形

由膠凝材料水化反應(yīng)引起的體積變形混凝土的自生體積變形與水泥品種、水泥用量，摻合料品種、摻合料用量等有關(guān)混凝土的自生體積變形一般為收縮變形可采取摻用具有膨脹性能的外加劑或摻合料減小混凝土的自生體積變形任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4混凝土的耐久性主要包括：混凝土的抗凍性混凝土的抗?jié)B性混凝土的抗沖磨性混凝土的抗空蝕性混凝土的抗化學(xué)腐蝕性混凝土的抗碳化性任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.1混凝土的抗凍性

凍融破壞機(jī)理：凍結(jié)時(shí)，水結(jié)冰膨脹，在毛細(xì)孔中對(duì)混凝土產(chǎn)生巨大的擠壓作用，毛細(xì)孔產(chǎn)生塑性變形，孔徑張開(kāi)變大；混凝土內(nèi)凝膠孔的過(guò)冷水在高蒸汽壓力的作用下向外遷移，形成滲透壓力?；炷羶?nèi)部承受拉應(yīng)力。融化時(shí)，水融化收縮，外部水分補(bǔ)充進(jìn)入膨脹的毛細(xì)孔內(nèi)，混凝土內(nèi)水分增加。反復(fù)凍融，混凝土呈整體崩解狀破壞。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高混凝土抗凍性的措施摻引氣劑：引氣劑可使混凝土內(nèi)產(chǎn)生大量直徑為25μm-500μm的球形氣泡，氣泡減少了毛細(xì)孔的數(shù)量，阻隔了毛細(xì)孔相互的連接，容納水分，極大地消解水凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力。降低水灰比：降低水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度，減少毛細(xì)孔數(shù)量，減少含水量，降低水凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的破壞力。選擇優(yōu)質(zhì)骨料：骨料品質(zhì)對(duì)混凝土抗凍性有顯著影響。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.2混凝土的抗?jié)B性混凝土滲透機(jī)理：水因壓力沿混凝土內(nèi)的相互連通的孔隙向壓力低的方向流動(dòng)的現(xiàn)象，就是水在混凝土內(nèi)的滲透現(xiàn)象。滲透的危害：水滲透流出混凝土，同時(shí)將混凝土內(nèi)的水化產(chǎn)物CH溶解帶出，結(jié)果混凝土內(nèi)孔隙增多，孔隙增大，混凝土疏松、強(qiáng)度降低；CH減少到一定程度，混凝土內(nèi)pH值降低，混凝土水化產(chǎn)物將分解，混凝土強(qiáng)度可能完全喪失。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高混凝土抗?jié)B性的措施降低水灰比：密實(shí)混凝土摻用外加劑：減水劑：密實(shí)混凝土，減少孔隙數(shù)量和減小孔隙直徑，尤其減少因泌水形成的毛細(xì)孔數(shù)量和密集于骨料周邊的氣孔引氣劑：引入的氣泡阻隔連通的孔隙，減少因泌水形成的毛細(xì)孔數(shù)量和密集于骨料周邊的氣孔任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高混凝土抗?jié)B性的措施摻優(yōu)質(zhì)摻合料：改善和易性、減少泌水，密實(shí)混凝土，減少了孔隙數(shù)量和密集于骨料周邊的氣孔。施工工藝：實(shí)踐證明，混凝土抗?jié)B性低的主要原因是施工不良引起的混凝土不均勻，局部孔隙大而多，甚至存在大的孔洞；此外因施工不合理，產(chǎn)生裂縫。因此采用合理的施工工藝，切實(shí)保證執(zhí)行合理的施工工藝，是關(guān)鍵的措施。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.3混凝土的抗沖磨性沖磨破壞機(jī)理：※高速水流夾帶砂石，在混凝土表面滑動(dòng)、滾動(dòng)和跳動(dòng)，對(duì)混凝土表面產(chǎn)生沖擊、淘刷、摩擦切削、沖撞錘擊作用，導(dǎo)致混凝土破壞?！炷帘旧硎谴嘈圆牧?，抗沖擊和錘擊性能差?！炷帘砻嬉蛩慕莓a(chǎn)生軟化，抗摩擦、切削能力降低。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高混凝土抗沖磨性能的措施降低水灰比：提高混凝土強(qiáng)度摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰：采用低水膠比混凝土選用優(yōu)質(zhì)抗沖磨骨料：骨料對(duì)混凝土的抗沖磨性有重要的影響，如采用花崗巖、石英巖、鐵礦石以及鑄石作為混凝土的骨料，可提高混凝土的抗沖磨性能任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.4混凝土的抗空蝕性空蝕破壞機(jī)理：水中溶有空氣，當(dāng)高速水流流經(jīng)不平整表面時(shí)，水流脫離混凝土表面，局部水流形態(tài)惡化，形成真空區(qū)，水迅速蒸發(fā)，形成水蒸汽，水中的氣體在低壓作用下，從水中逃逸，形成氣泡，氣泡在逃逸過(guò)程迅速長(zhǎng)大，在真空區(qū)爆炸破裂，混凝土表面經(jīng)受不住這樣大的爆炸力而破壞，破壞的細(xì)屑立即被水流帶走，局部形成更加不平整的表面，空蝕作用加劇，短時(shí)間可形成大面積的空蝕坑。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高混凝土抗空蝕破壞措施※修整混凝土表面，保證必須的平整度※設(shè)計(jì)好混凝土表面形體，保證水流不出現(xiàn)脫離表面的真空區(qū)※必要時(shí)，設(shè)置通氣孔，保證及時(shí)補(bǔ)氣，不出現(xiàn)真空區(qū)※采用低水灰比、高強(qiáng)度和高硬度骨料任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.5混凝土的抗化學(xué)侵蝕性化學(xué)反應(yīng)侵蝕：由于外部介質(zhì)，如酸、堿、鹽以及大氣中有害氣體與混凝土中某些組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的病害。影響化學(xué)反應(yīng)侵蝕速度：侵蝕物質(zhì)性質(zhì)、濃度和有害物質(zhì)在混凝土內(nèi)的遷移速度。影響遷移速度：環(huán)境條件，水壓力、流速，結(jié)構(gòu)物形狀、截面大小，混凝土材料性質(zhì)、密度。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能化學(xué)侵蝕分類溶出性：滲漏、擴(kuò)散分解性：酸性侵蝕、碳酸和硫氫酸侵蝕、鎂鹽和銨鹽侵蝕鹽類：硫酸鹽侵蝕、鹽類結(jié)晶侵蝕、苛性堿侵蝕有機(jī)質(zhì)：油類侵蝕、生物侵蝕任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能提高抗侵蝕的措施

選用合適的水泥品種

摻用火山灰質(zhì)摻合料

提高混凝土密實(shí)性和抗?jié)B性

混凝土表面防護(hù)處理

混凝土鋼筋保護(hù)層厚度足夠任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能4.6抗碳化性混凝土的碳化：大氣中的CO2進(jìn)入混凝土內(nèi)，與CH反應(yīng)生成CaCO3。反應(yīng)式為：

Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O碳化反應(yīng)持續(xù)發(fā)生的結(jié)果是，混凝土內(nèi)CH大量喪失，導(dǎo)致pH值降低。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能混凝土的基本性能影響混凝土碳化的因素混凝土的密實(shí)性：水膠比小，密實(shí)性高，孔隙率小，CO2氣體不易進(jìn)入混凝土內(nèi)環(huán)境相對(duì)濕度：濕度大，CO2氣體不易進(jìn)入混凝土內(nèi)環(huán)境CO2濃度：濃度大，進(jìn)入快時(shí)間：時(shí)間長(zhǎng)，CO2進(jìn)入多，碳化深度大混凝土堿度：堿度高，碳化速度低任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能學(xué)習(xí)目的掌握鋼筋、混凝土的基本性能，包括力學(xué)性能、變形性能等。學(xué)習(xí)方法理論與試驗(yàn)相結(jié)合

學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能1鋼筋的品種和級(jí)別

1.1鋼筋的品種（分類）按化學(xué)成分分類：低碳鋼

碳素鋼中碳鋼隨含碳量增加，鋼筋強(qiáng)度提高，塑性性能降低。

高碳鋼

普通低合金鋼：除碳素鋼已有的成分外，再加入少量的硅、錳、鈦、釩等合金元素。

強(qiáng)度顯著提高，塑性性能也好。

任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能按外形分類：

光面鋼筋——表面光滑，與混凝土粘結(jié)力差。變形鋼筋——表面帶肋，螺旋紋、人字紋、月牙紋，與混凝土粘結(jié)力高。熱軋鋼筋（用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）按生產(chǎn)工藝分類預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋

（用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）冷加工鋼筋（用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）

三種鋼筋的生產(chǎn)工藝不同

任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能1.2鋼筋的級(jí)別（熱軋鋼筋）熱軋鋼筋：由普通（低碳）碳素鋼、低合金鋼軋制而成——軟鋼常用熱軋鋼筋的級(jí)別、符號(hào)、鋼種和形狀級(jí)別代號(hào)符號(hào)鋼種形狀ⅠHPB300

Q300光面ⅡHRB335

20MnSi變形ⅢHRB400

20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi變形Ⅲ余熱RRB400

K20MnSi余熱處理性能：隨著鋼筋級(jí)別的增加，強(qiáng)度提高，塑性降低。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能圖1常用鋼筋形式任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能2鋼筋的力學(xué)性能2.1鋼筋應(yīng)力——應(yīng)變曲線應(yīng)力——應(yīng)變曲線分兩類：◆有明顯的流幅：熱軋鋼筋（軟鋼）◆無(wú)明顯的流幅：高碳鋼（硬鋼）（預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋）設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值依據(jù)：◆有明顯流幅鋼筋，取其屈服點(diǎn)強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)取值依據(jù)?！魺o(wú)明顯流幅鋼筋，取（極限抗拉強(qiáng)度）作為條件屈服點(diǎn)。任務(wù)二

識(shí)別鋼筋、混凝土的基本性能鋼筋的基本性能圖2有物理屈服點(diǎn)的鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖