掺合料对混凝土力学性能的影响机理
第45卷第5期2017年5月
硅酸盐学报Vol. 45，No. 5
May，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
https://www.wendangku.net/doc/8314810334.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.05.00 掺合料对混凝土力学性能的影响机理
吴凯1，施惠生1，徐玲琳1，高云2，叶光3
(1. 同济大学材料科学与工程学院，上海 201804；
2. 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189；
3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands)
摘要：系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量，采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析，研究掺合料对基体与界面过渡区(ITZ)孔结构的分别作用，深入分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能的影响机理。结果表明：掺加5%石灰石粉可细化样品孔结构，使总孔隙率及10nm以上孔的含量有所降低；掺加10%石灰石粉则会提高总孔隙率和10nm~100nm这一区间孔体积，但降低100nm以上孔的含量；掺加35%矿粉虽然减少了试件的总孔隙率及10nm以上孔的含量，但会提高10nm以下孔的体积；在大掺量矿粉时(70%)，大于10nm的毛细孔有所减少，而小于10nm的微孔含量显著增加；掺加5%石灰石粉或35%矿粉，试件56d抗压强度、动弹模量略有增加，且增加幅度随集料体积掺量增加或集料平均粒径的减小而增大；对比添加掺合料后不同区间孔的体积变化后发现，混凝土力学性能的改善主要取决于100nm以上区间即界面过渡区孔结构的优化。
关键词：界面过渡区；力学性能；压汞；掺合料；微结构
中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)05–0000–08
网络出版时间：网络出版地址：
Effect of Mineral Admixture on Mechanical Properties of Concrete
WU Kai1, SHI Huisheng1, XU Linglin1, GAO Yun2, YE Guang3
(1. School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China;
2. School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China;
3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands)
Abstract: The compressive strength and elastic modulus of concrete with slag, limestone powder, and aggregate were determined. The effect of the mineral admixture on the porosity features of cement matrix and interfacial transition zone (ITZ) was investigated, and the improved mechanism for the mechanical properties was analyzed from the ITZ microstructure point of view. The results show that 5% addition of limestone powder is able to refine the pore structure by reducing the total pore volume and the volume of pores of > 10 nm. Increasing the limestone powder replacement level to 10% can increase the total pore volume and the volume of pores between 10 and 100 nm, and reduce the volume of pores of > 100 nm. Replacing 35% of cement by slag can reduce the total porosity and the volume of pores of > 10 nm. However, the addition of large amount of slag (70%) can increase the volume of pores of < 10 nm, while the volume of pores of > 10 nm decreases. Moreover, 5% addition of limestone powder or 35% addition of slag increase the compressive strength and elastic modulus of samples cured after 56 d. This increment is more remarkable as the aggregate volume content increases or the mean aggregate size decreases. Comparing the pore volume in a specific range with those of the reference, we find that the modification of mechanical properties is more related to the variation of pores in the range of > 100 nm.
Keywords: interfacial transition zone; mechanical properties; mercury intrusion porosimetry; mineral admixture; microstructure
收稿日期：2016–07–01。修订日期：2016–08–29。
基金项目：国家自然科学基金项目(51378390, 51402216, 51608382)。第一作者：吴凯(1987—)，男，博士，助理教授。Received date:2016–07–01. Revised date: 2016–08–29. First author: WU Kai (1987–), male, Ph.D.
E-mail: wukai@https://www.wendangku.net/doc/8314810334.html,
普通混凝土力学性能试验方法标准的考试
混凝土力学试验考试（8月3日） 姓名：何延庆职位：得分： 一、填空题（15分） 1、《混凝土规范》规定以强度作为混凝土强度等级指标。（1分） 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是。（1分） 3、试件破坏荷载应大于压力机全量程的，且小于压力机 全量程的。（2分） 4、应定期对试模进行自检，自检周期宜为。（2分） 5、在搅拌站拌制的混凝土时，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，骨料为。（2分） 6、混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，塌落度的混凝土用振动振实，塌落度的混凝土用捣棒人工捣实。 （2分） 7、混凝土成型每层插捣次数。（2分） 8、进行混凝土抗压强度实验时，在试验过程中应连续均匀的加载，混凝土强度等级＜C30时，加荷速度取每秒钟；混凝土强度等级≥C30且＜C60时，取每秒钟；混凝土强度等级≥C60时，取每秒钟。（3分） 二、判断题（12分） 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（）
2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（） 3、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为0.90。（） 4、采用边长为200mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为1.10。（） 5、普通混凝土力学性能试件应从不同车混凝土取样制件。（） 6、混凝土试件在特殊情况下可以用Φ150*150的圆柱体标准试件。（） 三、单项选择题（6分） 1、混凝土极限压应变值随混凝土强度等级的提高而（）。 A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定 2、混凝土延性随混凝土强度等级的提高而（）。 A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定 3、同强度等级的混凝土延性随加荷速度的提高而（）。 A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定 4、地上放置一块钢筋混凝土板，在养护过程中表面出现微细裂缝，其原因是（）。 A混凝土徐变变形的结果 B混凝土收缩变形的结果 C混凝土与钢筋产生热胀冷缩差异变形的结果 D是收缩与徐变共同作用的结果 5、以下关于混凝土收缩的论述（）不正确？ A混凝土水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大 B骨料所占体
钢筋混凝土的力学性能
第一章钢筋混凝土的力学性能 1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？ 2.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？ 4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？ 6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？ 7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？ 8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？ 9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？ 10.如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？ 第二章混凝土结构基本计算原则 1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度? 2．结构构件的极限状态是指什么？ 3．承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同? 4．什么是结构上的作用？作用的分类有哪些？ 5．什么是荷载标准值、荷载准永久值、荷载设计值？是怎样确定的？ 6．结构抗力是指什么？包括哪些因素？ 7．什么是材料强度标准值、材料强度设计值？如何确定的？ 8．什么是失效概率？什么是可靠指标？它们之间的关系如何？ 9．什么是结构构件延性破坏？什么是脆性破坏？在可靠指标上是如何体现它们的不同？ 第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 1．在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？受弯构件有哪两种可能的破坏?破坏时主裂缝方 向如何？ 2．适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪个极限状态的计算依据？ 3．什么是配筋率？配筋量对梁的正截面承载力有何影响？ 4．适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别? 5．什么是最小配筋率，最小配筋率是根据什么原则确定的? 7．单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么? 10．在什么情况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何确定？其基本计算公式与单筋截面有和不同？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？其适应条件除了满足之外为什么还要满足？ 13．在进行T型截面的截面设计和承载力校核时，如何分别判别T型截面的类型？其判别式 第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 1．无腹筋简支梁出现斜裂缝后，为什么说梁的受力状态发生了质变? 2．无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有哪几种?它的破坏特征是怎样的? 3．影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些? 6．在斜截面受剪承载力计算时，梁上哪些位置应分别进行计算? 第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算 １．混凝土的抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配置一定数量的钢筋? 轴心受压构件中的钢筋，对轴心受压构件起什么作用? ２．轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?其原因是什么?影响的主要因素有哪些? ３．配置螺旋箍筋的柱承载力提高的原因是什么?
粉煤灰掺合料对混凝土的影响
粉煤灰掺合料对混凝土的影响 发表时间：2012-03-30T17:07:55.123Z 来源：《时代报告》2012年第1月（上）供稿作者：彭明1高虎2 [导读] 在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。 彭明1高虎2 无锡建邦混凝土有限公司江苏省无锡 214142 中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：41-1413（2012）01-0000-01 摘要：在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。在混凝土生产中，掺入矿粉和粉煤灰等矿物掺合料，可以改善混凝土的工作性、内部结构和后期强度等，并能很好地抑制混凝土的碱－集料反应。本文主要介绍了在混凝土中掺入粉灰对混凝土的工作性及耐久性的影响。同时，讨论混凝土中粉煤灰的最大与最佳掺量，以期更好地做到节约资源保护环境的目的。 关键词：混凝土；粉煤灰；混凝土性能 1 前言 混凝土是当今世界上用量最大的人造材料，由于其原料丰富、价格低廉、制备简单、相对耐久性好等不可取代的优点，在今后相当长的时间里，仍将是最主要的建筑材料。我国在2003年，水泥产量已高达8.25亿吨，混凝土用量达15亿方，已是世界首位。目前，我国每年用在建造房屋和铁路、桥梁等基础建设上的混凝土就要40亿方。相应地，我国水泥产量逐年增长，在2007年就已占世界水泥总量的50%以上。世界范围来看，建筑业消耗了世界资源近40%。这些，给我国和世界的资源和生态都带来了巨大的压力和负担。 另外，我国每年的生产的粉煤灰达2.5亿t。粉煤灰这样的工业副产品中含有少量的重金属。大量的粉煤灰如果得不到有效的利用，将会造成土地、空气和地下水污染。而在混凝土中掺入粉煤灰，可以钳制粉煤灰中绝大多数的有害金属，使之安全地与水泥水化产物结合。 所以，在保证混凝土性能――甚至有可能的话，提高混凝土的一些性能――的前提下，在混凝土的生产中，合理地掺入工业生产中的矿物废弃物作为混凝土中的矿物掺合料，替代原生产中的水泥，无论是对社会还是对生态，都有着积极意义。 1982年，英国Sarwick机场的停机坪扩建工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰的混凝土进行了对比。所用粉煤灰混凝土中粉煤灰掺量达到了46%。该工程经运行4年后所拍的照片清楚地显示出：与纯硅酸盐水泥混凝土相对照，掺粉煤灰混凝土道面表面层抗滑构造基本完好，而前者已坑坑点点，受到一定的破坏。 这一实例有力地说明了，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，不仅可以减少混凝土中水泥的使用，节约成本，保护环境；更是能够提高混凝土如耐久性等的一些性能。 2 粉煤灰的性质 2.1 粉煤灰的化学成分 查阅了相关资料后发现，不同国家，不同地区的粉煤灰的化学成分的差别很大。(表2-1) 表2-1 一些国家粉煤灰的氧化物[] 但是，粉煤灰的化学成分对粉煤灰的品质影响并不大，重要的是矿物成分和颗粒形貌（粒径和形状），它们决定着粉煤灰对混凝土性能的影响。 2.2 粉煤灰的矿物成分 粉煤灰的火山灰活性主要取决于玻璃相的数量和组成。经过超高温处理后的粉煤灰通常含有60%~90%的下玻璃体，而玻璃体的化学成分和活性又主要取决于钙的含量。 由烟煤产生的低钙粉煤灰中主要的晶体矿物是石英、莫来石、硅线石等，这些矿物不具备任何的火山灰活性。高钙粉煤灰中的晶体矿物主要是石英、铝酸三钙、硫铝酸钙、硬石膏、游离氧化钙等。所以高钙粉煤灰会具有较高的活性。 2.3粉煤灰的颗粒特性 一般来说，在机理上，粉煤灰掺合料对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响主要取决于颗粒的形貌，而不是化学成份。 相对于高炉矿渣等其他掺合料，粉煤灰为球形颗粒，这对于减少混凝土拌合物的需水量和提高混凝土拌合物的工作性具有积极作用。 另外，粉煤灰的火山灰活性通常与小于10μm的颗粒含量呈正比，而大于45μmr的粉煤灰颗粒很小或不具备火山灰活性。 3 粉煤灰掺合料对混凝土性能的影响
混凝土结构材料的力学性能(精)
第一章混凝土结构材料的力学性能 一、钢筋的品种、等级 我国在钢筋混凝土结构中目前通用的为普通钢筋，按化学成分的不同，分有碳素结构钢和普通低合金钢两类。 按照我国《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的规定，在钢筋混凝土结构中所用的国产普通钢筋有以下四种级别： （1）HPB235（Q235）：即热轧光面钢筋（Hotrolled Plain Steel bars）235级； （2）HRB335（20MnSi）：即热轧带肋钢筋（Hotrolled Ribbed Steel bars）335级； （3）HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）：即热轧带肋钢筋（Hotrolled Ribbed Steel bars）400级； （4）RRB400（K20MnSi）：即余热处理钢筋（Remained heat treatment Ribbed Steel bars）400级。 在上述四种级别钢筋中，除HPB235级为光面钢筋外，其他三级为带肋钢筋。 目前我国生产的上述普通钢筋，其性能和使用特点为： 1．HPB235级钢筋 是一种低碳钢（通称I级钢筋）。强度较低，外形光圆钢筋（图1-1），它与混凝土的粘结强度较低，主要用作板的受力钢筋、箍筋以及构造钢筋。 2．HRB335级钢筋 低合金钢（通称Ⅱ级钢筋）。为增加钢筋与混凝土之间的粘结力，表面轧制成外形为等高肋（螺纹），现在生产的外形均为月牙肋（图1-1）。是我国钢筋混凝土结构构件钢筋用材最主要品种之一。 3．HRB400级钢筋 低合金钢（通称新Ⅲ级钢筋），外形为月牙肋，表面有“3”的标志，有足够的塑性和良好的焊接性能，主要用于大中型钢筋混凝土结构和高强混凝土结构构件的受力钢筋，是我国今后钢筋混凝土结构构件受力钢筋用材最主要品种之一。 4．RRB400级钢筋 是用HRB335级钢筋（即20MnSi）经热轧后，余热处理的钢筋。这种钢筋强度较高，有足够塑性和韧性，但当采用闪光对焊时，强度有不同程度的降低，即塑性和可焊性较差，使用时应加以注意。这种钢筋一般经冷拉后作预应力钢筋。
钢筋混凝土材料的力学性能 复习题
第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋，通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点，称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越 大，表明变形能力越 ， 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ，其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。 二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（ ） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（ ） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ）
2016继续教育-混凝土力学性能检测
千分表的精度不低于（）mm A.0.01 B.0.001 C.0.0001 D.0.1 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第2题 加荷至基准应力为0.5MPa对应的初始荷载值F0，保持恒载60s并在以后的()s内记录两侧变形量测仪的读数ε左0，ε右0。 A.20 B.30 C.40 D.60 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第3题 由1kN起以()kN／s～（）kN／s的速度加荷3kN刻度处稳压，保持约30s A.0.15～0.25 B.0.15～0.30 C.0.15～0.35 D.0.25～0.35 答案:A 您的答案：A 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第4题 结果计算精确至（）MPa。 A.0.1 B.1 C.10 D.100
您的答案：D 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第5题 下面关于抗压弹性模量试验说法正确的是哪几个选项 A.试验应在23℃±2℃条件下进行 B.水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3时对应的弹性模量 C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过1mm的孔洞 D.结果计算精确至100MPa。 E.以三根试件试验结果的算术平均值作为测定值。如果其循环后任一根与循环前轴心抗压与之差超过后者的10%，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算，如有两根试件试验结果超出上述规定，则试验结果无效。 答案:B,D 您的答案：B,D 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 第6题 下面关于混凝土抗弯拉弹性模量试验说法正确的是哪几个选项 A.试验应在23℃±2℃条件下进行 B.每组6根同龄期同条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3根则用作抗弯拉弹性模量试验。 C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞 D.结果计算精确至100MPa。 E.将试件安放在抗弯拉试验装置中，使成型时的侧面朝上，压头及支座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙(必要时需加木垫片) 答案:B,C,D 您的答案：B,C,D 题目分数：13 此题得分：13.0 批注： 第7题 对中状态下，读数应和它们的平均值相差在20%以内，否则应重新对中试件后重复6.6中的步骤。如果无法使差值降到20%以内，则此次试验无效。 答案:正确 您的答案：正确
矿物质掺合料对混凝土耐久性的影响
矿物质掺合料对混凝土耐久性的影响 【摘要】混凝土耐久性主要是指其抵抗物理和化学侵蚀，如冻结、高温、碳化、侵蚀等能力，混凝土耐久性不满足要求是导致铁路不能达到设计寿命和寿命降低的主要原因，本文针对高性能混凝土所使用的粉煤灰、矿渣粉等矿物质掺合料对混凝土抗渗性、抗冻性、抗裂性、抗腐蚀及抗氯离子渗透及抑制碱骨料反应等方面做出了一系列的分析和研究。 【关键词】粉煤灰；矿渣粉；混凝土；耐久性 1.前言 近年来，随着高性能混凝土在建筑行业的日益盛行，高性能混凝土所使用的矿物掺合料已得以广泛使用，粉煤灰、矿渣粉是目前铁路建设中不可缺少的矿物质材料，在我国已建和在建的铁路中得以全面使用，粉煤灰、矿渣粉等矿物质的使用不仅可以减少水泥使用量，降低成本，改善和提高混凝土工作性能和力学性能，同时能够提高混凝土耐久性，如混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等，混凝土结构耐久性满足设计与否直接影响着铁路的质量、安全及使用寿命，是铁路混凝土结构的核心。 2.粉煤灰、矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 2.1粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响 抗渗性与混凝土耐久性的关系十分密切，因为一切破坏作用的因素总是随液体或气体进人混凝土。粉煤灰在混凝土具有充填行为和致密作用，粉煤灰的致密作用是粉煤灰在混凝土中活性充填行为的综合结果，在新拌混凝土阶段，粉煤灰充填于水泥颗粒之间，使水泥颗粒解絮扩散，改善了和易性，增加浇筑密实性，从而使混凝土初始结构致密化；在硬化发展阶段，主要发挥了物理充填料的作用；在硬化后期，又发挥了活性充填料的作用，粉煤灰的活性物质在混凝土中会发生二次水化反应，使粉煤灰具有一定胶凝性，填充了水泥水化后微小孔隙，使混凝土密实度得以提高，使混凝土的抗渗性能得以大大提高，但若要最大功效地发挥粉煤灰在混凝土的抗渗功能，其在胶凝在材料中的掺量控制尤为重要，目前，在铁路桥梁施工中粉煤灰在胶材中的取代率在12%～20%为宜。 2.2矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 矿渣粉的主要成分为SiO2和Al2O3，具有超高活性，将其作为掺合料掺入水泥混凝土中，这些活性的SiO2和Al2O3即可与水泥的C2S水化产生反应，进一步形成水化硅酸钙产物，大幅度提高水泥混凝土的致密性，从而改善孔结构，减少孔隙率和最大孔径尺寸，使混凝土形成密实填充结构和细观层次的自紧密堆积体系，达到提高混凝土抗渗性能，使混凝土的水渗透系数得到明显降低，同时防止产生泌水和离析现象的发生。研究表明，采用粉煤灰与矿物掺合料双掺，同
普通混凝土力学性能试验方法
普通混凝土力学性能试验方法 1 、试件的制作和养护方法 1.1成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定要求；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模剂。 1.2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15min。 1.3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70mm的混凝土用振动振实；大于70mm的用捣棒人工捣实； 1.4取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再来回拌合三次； 1.4.1用振动台振实制作试件应按下述方法进行： a) 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； b) 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；不得过振； 1.4.2 用人工插捣制作试件应按下述方法进行： a) 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； b) 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；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层20～30mm；插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； c) 每层插捣次数100mm试模不得少于12次，150mm试模不得少于25次； d) 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消失为止。 1.5试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。 1.6 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的标准养护室中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10～20mm，试件表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋。 2 、立方体抗压强度试验 2.1 试件从养护地点取出后，将试件擦试干净，测量尺寸，并检查外观。试件尺寸测量精确至1mm，并据此计算试件的承压面积。 2.2 将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面与成型时的顶面
混凝土力学性能
混凝土力学性能检测 第1题千分表的精度不低于（）mm A.0.01 B.0.001 C.0.0001 D.0.1 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 第2题加荷至基准应力为0.5MPa对应的初始荷载值F0，保持恒载60s并在以后的()s内记录两侧变形量测仪的读数ε左0，ε右0。A.20 B.30 C.40 D.60 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 第3题由1kN起以()kN／s～（）kN／s的速度加荷3kN刻度处稳压，保持约30s A.0.15～0.25 B.0.15～0.30 C.0.15～0.35 D.0.25～0.35 答案:A 您的答案：A 题目分数：9 此题得分：9.0 第4题结果计算精确至（）MPa。A.0.1 B.1 C.10 D.100 答案:D 您的答案：D 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第5题下面关于抗压弹性模量试验说法正确的是哪几个选项A.试验应在23℃±2℃条件下进行B.水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3时对应的弹性模量C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过1mm的孔洞D.结果计算精确至100MPa。 E.以三根试件试验结果的算术平均值作为测定值。如果其循环后任一根与循环前轴心抗压与之差超过后者的10%，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算，如有两根试件试验结果超出上述规定，则试验结果无效。答案:B,D 您的答案：B,D 题目分数：12 此题得分：12.0 第6题下面关于混凝土抗弯拉弹性模量试验说法正确的是哪几个选项A.试验应在23℃±2℃条件下进行B.每组6根同龄期同条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3根则用作抗弯拉弹性模量试验。C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞D.结果计算精确至100MPa。E.将试件安放在抗弯拉试验装置中，使成型时的侧面朝上，压头及支座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙(必要时需加木垫片)答案:B,C,D 您的答案：B,C,D 题目分数：13 此题得分：13.0 批注： 第7题对中状态下，读数应和它们的平均值相差在20%以内，否则应重新对中试件后重复6.6中的步骤。如果无法使差值降到20%以内，则此次试验无效。答案:正确 您的答案：正确题目分数：13 此题得分：13.0 第8题卸除微变量测仪以同样的速度加荷至破坏，记下破坏极限荷载F（N），如果循环后试件的极限 抗压强度与试件极限抗压强度Fcp之差超过试件极限抗压强度Fcp的20%时，应在报告中注明。答案:正确 您的答案：正确题目分数：13 此题得分：13.0
钢筋和混凝土的力学性能.
《混凝土结构设计原理》习题集 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 一、判断题 1~5错；对；对；错；对； 6~13错；对；对；错；对；对;对；对； 二、单选题 1~5 DABCC 6~10 BDA AC 11~14 BCAA 三 、填空题 1、答案：长期 时间 2、答案：摩擦力 机械咬合作用 3、答案：横向变形的约束条件 加荷速度 4、答案：越低 较差 5、答案：抗压 变形 四、简答题 1．答： 有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度y f 作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度u f ，一般用作钢筋的实际破坏强度。 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。
设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb ，其中σb 为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。 图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2．答： 目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235、热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3．答： 钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 4．答： 混凝土标准立方体的抗压强度，我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定：边长为150mm 的标准立方体试件在标准条件（温度20±3℃，相对温度≥90%）下养护28天后，以标准试验方法(中心加载，加载速度为0.3～1.0N/mm 2/s)，试件上、下表面不涂润滑剂，连续加载直至试件破坏，测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度f ck ，单位N/mm 2。 A F f ck f ck ——混凝土立方体试件抗压强度； F ——试件破坏荷载； A ——试件承压面积。 5. 答： 我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）采用150mm×150mm×300mm 棱
掺合料对混凝土力学性能的影响机理
第45卷第5期2017年5月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 5 May，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.wendangku.net/doc/8314810334.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.05.00 掺合料对混凝土力学性能的影响机理 吴凯1，施惠生1，徐玲琳1，高云2，叶光3 (1. 同济大学材料科学与工程学院，上海 201804； 2. 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189； 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) 摘要：系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量，采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析，研究掺合料对基体与界面过渡区(ITZ)孔结构的分别作用，深入分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能的影响机理。结果表明：掺加5%石灰石粉可细化样品孔结构，使总孔隙率及10nm以上孔的含量有所降低；掺加10%石灰石粉则会提高总孔隙率和10nm~100nm这一区间孔体积，但降低100nm以上孔的含量；掺加35%矿粉虽然减少了试件的总孔隙率及10nm以上孔的含量，但会提高10nm以下孔的体积；在大掺量矿粉时(70%)，大于10nm的毛细孔有所减少，而小于10nm的微孔含量显著增加；掺加5%石灰石粉或35%矿粉，试件56d抗压强度、动弹模量略有增加，且增加幅度随集料体积掺量增加或集料平均粒径的减小而增大；对比添加掺合料后不同区间孔的体积变化后发现，混凝土力学性能的改善主要取决于100nm以上区间即界面过渡区孔结构的优化。 关键词：界面过渡区；力学性能；压汞；掺合料；微结构 中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)05–0000–08 网络出版时间：网络出版地址： Effect of Mineral Admixture on Mechanical Properties of Concrete WU Kai1, SHI Huisheng1, XU Linglin1, GAO Yun2, YE Guang3 (1. School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) Abstract: The compressive strength and elastic modulus of concrete with slag, limestone powder, and aggregate were determined. The effect of the mineral admixture on the porosity features of cement matrix and interfacial transition zone (ITZ) was investigated, and the improved mechanism for the mechanical properties was analyzed from the ITZ microstructure point of view. The results show that 5% addition of limestone powder is able to refine the pore structure by reducing the total pore volume and the volume of pores of > 10 nm. Increasing the limestone powder replacement level to 10% can increase the total pore volume and the volume of pores between 10 and 100 nm, and reduce the volume of pores of > 100 nm. Replacing 35% of cement by slag can reduce the total porosity and the volume of pores of > 10 nm. However, the addition of large amount of slag (70%) can increase the volume of pores of < 10 nm, while the volume of pores of > 10 nm decreases. Moreover, 5% addition of limestone powder or 35% addition of slag increase the compressive strength and elastic modulus of samples cured after 56 d. This increment is more remarkable as the aggregate volume content increases or the mean aggregate size decreases. Comparing the pore volume in a specific range with those of the reference, we find that the modification of mechanical properties is more related to the variation of pores in the range of > 100 nm. Keywords: interfacial transition zone; mechanical properties; mercury intrusion porosimetry; mineral admixture; microstructure 收稿日期：2016–07–01。修订日期：2016–08–29。 基金项目：国家自然科学基金项目(51378390, 51402216, 51608382)。第一作者：吴凯(1987—)，男，博士，助理教授。Received date:2016–07–01. Revised date: 2016–08–29. First author: WU Kai (1987–), male, Ph.D. E-mail: wukai@https://www.wendangku.net/doc/8314810334.html,
普通混凝土的组成及性能
模块5 普通混凝土的组成及性能 一、教学要求 1.知识要求 （1）混凝土的含义、分类； （2）混凝土组成材料的作用； （3）水泥强度等级的选择； （4）粗、细集料的含义和种类； （5）集料粗细程度和颗粒级配的含义和表示方法； （6）针、片状颗粒对混凝土质量的影响； （7）粗集料强度的表示方法； （8）混凝土拌合用水的基本要求； （9）混凝土外加剂的含义和分类，减水剂的含义、作用机理和常用品种，早强剂的含义和种类，泵送剂的含义和特点； （10）普通混凝土的和易性（流动性、黏聚性、保水性）的含义、测定方法和影响因素，恒定用水量法则的含义； （11）混凝土抗压强度试验方法、强度等级和影响因素； （12）混凝土耐久性的含义和内容，碱-集料反应产生的条件与防止措施。 2.技能要求 （1）能根据筛分结果，正确评定细集料的粗细程度和颗粒级配； （2）能合理选择粗集料的最大粒径； （3）能对普通混凝土拌合物的坍落度进行选择和调整； （4）会混凝土非标试件强度值的换算，能正确运用混凝土强度公式，能采用合理措施提高混凝土的强度； （5）能合理采用提高混凝土耐久性的具体措施。 3.素质要求 （1）培养学生严谨科学的工作和学习态度； （2）培养学生的安全和团队意识。 二、重点难点 1.教学重点 （1）砂的筛分与细度模数； （2）普通混凝土的和易性、强度、耐久性等性质； （3）混凝土强度的影响因素 （4）减水剂的含义与应用。
2.教学难点 （1）集料级配； （2）砂的筛分试验与细度模数的计算和级配评定； （3）减水剂的作用机理。 三、教学设计 【参见：学习情境教学设计（模块5）】 四、教学评价 通过理论考试和校内实验操作、企业实践见习、在线学习记录、课堂学习状态等考查，采取学生讨论和教师评价相结合的方式对学生进行考核，重点评价学生对建筑材料基础知识的掌握情况和对建筑材料综合应用的相关技能。 五、教学内容 第1讲普通混凝土用的水泥和集料 混凝土，过去简称“砼”，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料。 普通混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（可选择添加剂和矿物掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而成的人造石材。 混凝土原料丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性能好、强度等级范围宽，在土木工程中广为使用。但也存在自重大、养护周期长、抗拉强度低、导热系数大、生产周期长、变形能力差、易出现裂缝等缺点。 ◆混凝土的分类： 按胶结材料分：水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、聚合物混凝土等。 按体积密度分：重混凝土(ρ0＞2800kg/m3)、普通混凝土(ρ0=2000-2800kg/m3)、轻混凝土(ρ0＜1950kg/m3) 。 按强度等级分：普通混凝土(f c＜60MPa)、高强混凝土(f c=60-100MPa)、超高强混凝土(f c ＞100MPa)。 按用途分：结构混凝土、水工混凝土、特种混凝土(耐热、耐酸、耐碱、防水、防辐射等)。 按施工方法分：预拌混凝土、泵送混凝土、碾压混凝土、喷射混凝土等。 ◆普通混凝土的基本组成材料是胶凝材料、粗集料(石子)、细集料(砂)和水。胶凝材料是混凝土中水泥和掺合料的总称。 砂、石在混凝土中起骨架作用，称为集料（骨料）。 胶凝材料和水形成灰浆，包裹在粗细集料表面并填充集料间的空隙。
钢筋和混凝土的力学性能
钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。
图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2． 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？ 答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3． 钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？ 答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4． 什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？ 答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5． 什么是钢筋的包兴格效应？ 答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6． 在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？ 答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7． 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答：（1）对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是
普通混凝土力学性能试验方法标准
普通混凝土力学性能试验方法 2004-5-23 15:57:28 admin 普通混凝土力学性能试验方法GBJ81―85 主编部门：城乡建设环境保护部批准部门：中华人民国计划委员会施行日期：1986 年7 月1 日关于发布《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本标准的通知计标〔1985〕1889 号根据原建委（78）建发设字第562 号通知的要求，由城乡建设部中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制的《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本标准，已经有关部门会审。现批准《普通混凝土拌合物性能试验方法》GBJ80 －85、《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81－85 和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GBJ82―85 等三本标准为标准，自一九八六年七月一日起施行。该三本标准由城乡建设部管理，其具体解释等工作由中国建筑科学研究院负责。出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织。
计划委员会一九八五年十一月二十五日编制说明本标准是根据原建委（78）建发设字第562 号通知的要求，由中国建筑科学研究院会同各有关单位共同编制而成的。在编制过程中，作了大量的调查研究和试验论证工作，收集并参考了国际标准和其它国外有关的规标准，经过反复讨论修改而成的。在编制过程中曾多次征求全国各有关单位的意见，最后才会同有关部门审查定稿。本标准为普通混凝土基本性能中有关力学性能的试验方法。容包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、静力受压弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度等五个方法。由于普通混凝土力学性能试验涉及围较广，本身又将随着仪器设备的改进和测试技术的提高而不断发展，故希望各单位在执行本标准过程中，注意积累资料、总结经验。如发现有需要修改补充之处，请将意见和有关资料寄中国建筑科学研究院混凝土研究所，以便今后修改时参考。城乡建设环境保护部一九八五年七月第一章总则第1.0.1 条为了在确定混凝土设计特征值、检验或控制现浇混凝土工程或预制构件的质量时，有一个统一的混凝土力学性能试验方法，特制订本标准。第1.0.2 条本标准适用于工业与民用建筑和一般构筑物中所用普通混凝土的基本性能试验。