工程建筑钢材的力学性能、混凝土的技术性能

工程建筑钢材的力学性能、混凝土的技术性能

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1.拉伸性能

(1)建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。其中屈服强度作为钢 材设计强度的取值依据。抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)是评价钢材使用可靠性的一个 参数。

(2)钢材在受力破坏前可经受永久变形的性能,称为塑性。钢材的塑性指标通常用伸长 率表示。

2.冲击性能 冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力。在负温下使用的结构,应选用脆性临界温度较 使用温度为低的钢材。

3.疲劳性能 疲劳性能是指钢材受交变荷载反复作用时,钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然 发生脆性断裂破坏的现象。

混凝土的技术性能

1.和易性

(1)概念:和易性是一项综合的技术性质,包括流动性、黏聚性和保水性三方面的含义。

(2)指标:用坍落度试验来测定混凝土拌合物的坍落度或坍落扩展度,作为流动性指标, 坍落度或坍落扩展度愈大表示流动性愈大;对坍落度值小于 10mm 的干硬性混凝土拌合物, 则用维勃稠度试验测定其稠度作为流动性指标,稠度值愈大表示流动性愈小。

(3)混凝土拌合物的黏聚性和保水性主要通过目测结合经验进行评定。

(4)影响混凝土拌合物和易性的主要因素包括单位体积用水量、砂率、组成材料的性质、 时间和温度等。单位体积用水量决定水泥浆的数量和稠度,它是影响混凝土和易性的最主要 因素。

2.混凝土的强度

(1)混凝土立方体抗压强度 制作边长为 150mm 的立方体试件,在标准条件(温度 20±2℃,相对湿度 95%以上)下, 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。单位为 N/mm² 或 MPa。

(2)混凝土立方体抗压标准强度与强度等级 fcu,k 按标准方法制作和养护 的边长为 150mm 的立方体试件,在 28d 龄期,用标准试验方法 测得的抗压强度总体分布中具有不低于 95%保证率的抗压强度值。

(3)混凝土的轴心抗压强度 fc 轴心抗压强度的测定采用 150mm×150mm×300mm 棱柱体作为标准试件。fc=(0.70〜 0.80)fcu。 结构设计中,混凝土受压构件的计算采用混凝土的轴心抗压强度,更加符合工程实际。

(4)混凝土的抗拉强度 混凝土抗拉强度只有抗压强度的 1/20〜1/10,且随着混凝土强度等级的提高,比值有所 降低。是确定混凝土抗裂度的重要指标,有时也用它来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。

(5)影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度的因素主要有原材料及生产工艺方面的因素。 原材料方面的因素包括:水泥强度与水灰比,骨料的种类、质量和数量,外加剂和掺合 料; 生产工艺方面的因素包括:搅拌与振捣,养护的温度和湿度,龄期。

3.混凝土的耐久性

(1)概念:是一个综合性概念,包括抗渗、抗冻、抗侵蚀碳化、碱骨料反应及混凝土中 的钢筋锈蚀等性能,这些性能均决定着混凝土经久耐用的程度,故称为耐久性。

(2)抗渗性:混凝土的抗渗性用抗渗等级表示,分 P4、P6、P8、P10、P12、>P12 共六 个等级。混凝土的抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。

(3)抗冻性:混凝土的抗冻性用抗冻等级表示,分 F50、F100、F150、F200、F250、F300、 F350、F400、>F400 共九个等级。抗冻等级 F50 以上的混凝土简称抗冻混凝土。

(4)抗侵蚀性:当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时,要求混凝土具有抗侵蚀能力。 侵蚀性介质包括软水、硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱、海水等。

(5)混凝土的碳化(中性化):碳化使混凝土的碱度降低,削弱混凝土对钢筋的保护作 用,可能导致钢筋锈蚀;碳化显著增加混凝土的收缩,使混凝土抗压强度增大,但可能产生 细微裂缝,而使混凝土抗拉强度、抗折强度降低。

(6)碱骨料反应:指水泥中的碱性氧化物含量较高时,会与骨料中所含的活性二氧化硅 发生化学反应,并在骨料表面生成碱—硅酸凝胶,吸水后会产生较大的体积膨胀,导致混凝 土胀裂的现象,影响耐久性。

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