混凝土单轴受压应力应变曲线市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

混凝土单轴受压应力-应变关系及主要影响原因姓名：艾红红学号：13055专业：结构工程第1页主要内容1.什么是混凝土混凝土介绍2各种不一样混凝土应力-应变关系曲线 及其取得方法3.影响混凝土应力-应变关系曲线主要影 响原因4.问题与讨论5.参考文件第2页混凝土介绍 混凝土是一个复合建筑材料，内部组成结构非常复杂。它是由二相体所组成，即粗细骨料被水泥浆所包裹，靠水泥浆粘接力，使骨料相互粘接成为整体。假如考虑到带气泡和毛细孔隙存在，混凝土实际是一个三相体混合 物，不能认为是连续整体。1第3页普通高强度混凝土受压应力应变曲线第4页曲线形状分析 如图，普通高强度混凝土只能测出压应力-应变曲线上升段，因为混凝土一旦出现出裂缝，承力系统在加压过程中积累大量弹性能突然急剧释放，使得裂缝 快速扩展，试件即刻发生破坏，无法 测得应力-应变曲线下降段。2第5页掺杂了纤维与混杂纤维纤维增强高强混凝土压缩应力一应变全曲线2第6页曲线形状分析由曲线能够看出，纤维与混杂纤维增强高强混凝土则能够准确地测出完整压应力-应变曲线 纤维增强高强混凝土和混杂纤维增强高强混凝土这两种曲线含有相同形状，都由三段组成：线性上升阶段、初裂点以后非线性上升阶段、峰值点以后迟缓下降阶段2第7页再生混凝土应力-应变关系曲线3试验装置第8页试验方法1.再生混凝土设计强度等级为C20，C25，C30，C40，再生骨料取代率100%。标准棱柱体试件150mm*150mm*300mm，采取28天强度测试结果。2.采取“等应力循环加卸载试验方法”测定再生 混凝土应力-应变全曲线，即每次加载 至预定应力后再卸载至零，再次进行加 载，次循环后达不到预定应力而自动转 向包络线时，进行下一级预定应力 加载。3第9页实测再生混凝土应力应变全曲线第10页 第11页曲线形状分析由以上四幅图可见，四组试件得到应力应变曲线形状大约相同，不过细部差异较大。曲线上升段改变趋势基本相 同，但下降段各不相同。第12页高强混凝土在单轴受压时应力-应变曲线4试验装置第13页应力-应变曲线第14页曲线形状分析 1.从图中能够看出A1-A5试件曲线为完整圆滑曲线，A6，A7只有上升段曲线；A6，A7因为混凝土试件强度较高试验设备刚度不够，当cfc 后，试验机释放能量快速传到周围4 个钢柱上，从而引发混凝土突然破坏，所以曲 线只有上升段没有下降段。2.A1-A7试件应力应变曲线上升段 是相同，但下降段曲线形状差 别较大。第15页3.混凝土应力应变曲线下降段，随混凝土强度提升而越来越陡。4.高强混凝土应力一旦到达峰值即展现剥落，所以下降段所反应主要是一个混凝土破碎 过程。5.混凝土线性段范围随混凝土强度 提升而增大，混凝土强度越高，应力 应变曲线下降段越陡，曲线更倾斜。第16页不一样加载速度下混凝土单轴受压应力-应变曲线5试验装置：MTS815.04岩石力学试验机第17页试验方法1.考虑5中不一样加载速度，在位移和应变双重控制下得到动力加载条件下单轴受压应力应变曲线。2.试件设计强度等级为C40，采取普通硅酸盐混凝土材料，骨料选取最大粒径25mm连续级配卵石，水泥：水：砂：石=1.00:0.42:1.41:2.62，圆柱体试件，尺寸100mm*200mm，人工浇筑，机械振捣，钢模成型，24 小时拆模，28天养护。3.采取两层0.1mm厚聚四氟乙烯薄膜 作减磨层，消除侧向约束影响。第18页应力-应变曲线第19页曲线分析有图可得：动力加载下单轴受压应力-应变曲线形状依然符合经典单轴受压试验基本描述；动力加载条件对试验结果影响主要表达在混凝土抗压强度以及变形特征方面；应变率对混凝土抗压强度 影响较为突出显著。第20页碳纤维混凝土单轴受压应力-应变曲线1.试验材料：42.5R普通硅酸盐水泥；天然细河沙；碎石，最大粒径不超出10 mm；萘系减水剂。碳纤维使用威海拓展纤维有限企业生产长度为25 mmCCF300-12K碳纤维。配制基准混凝土试件强度为C25，试验配合比为：m水泥m水m砂m石子=10.551.923.27。素混凝土中减水剂质量为水泥质量 0.5%，碳纤维混凝土中减水剂质量 为水泥质量2.5%。第21页试验方法：采取外掺法掺入碳纤维，即保持基准混凝土配合比各材料用量不变，碳纤维按不一样体积分数控制掺入其中，体积分数控制为9组，分别为0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%，1.6%。按碳纤维体积分数不一样，混凝土共分为9组，每组制作3块100mm 100mm100 mm立方体试件和4块100mm100mm300mm棱柱体试件，共计63块试件。每组7块试件中，3块立方体试件用于测定 混凝土立方体抗压强度，3块棱柱体试件用 于测定混凝土棱柱体抗压强度，1块棱柱体试 件用于混凝土应力-应变全曲线测定。第22页试验曲线第23页曲线分析1。各体积分数碳纤维掺量混凝土单轴受压应力-应变曲线基本形状相同，但与未掺碳纤维混凝土曲线相差较大。2.掺有碳纤维混凝土应力应变曲线峰值点对应应变值基本相同，但，应力大小不一样，且都比未掺时低。3.掺有碳纤维混凝土破坏时应变量都 比未掺时应变量大，且大很多。4.由图可得，碳纤维加入能够增加 混凝土延性第24页高温后混杂纤维RPC单轴受压应力一应变关系7原材料选取:普通硅酸盐水泥,Si02,微硅粉,S95型矿渣粉,石英砂,黄褐色粉末状FDN浓缩型高效减水剂；长度为13mm,直径为0.22mm高强平直 钢纤维;长度为1820mm;熔点为165聚丙 烯纤维(PPF)第25页试验装置第26页试验方法:经高温试验后试件,在室内放置3d后进行单轴受压试验.试验在5000kN电液伺服液压试验机上附加刚性元件，以提升试 验装置整体刚度第27页高温后混杂纤维RPC应力-应变曲线第28页曲线分析1.不一样温度下混凝土应力应变曲线相差很大，基本趋势为温度越高，曲线越低缓应变量大，应力小。2.温度低时曲线改变急剧，上升段和下降段 都很陡，最大应力值较大，总应变量小3.温度高时，曲线改变和缓，最大应力 值很小，但总应变量较大第29页小结：1.全部应力应变曲线大约形状都相同：即包含上升段，顶点，下降段。2.不一样混凝土应力应变曲线各段特征不一样：各段长度、倾斜度，顶点对应应力应变值，下降段长度，倾斜度等。3.这些差异主要是由混凝土本身材料，试验方法，环境原因等引发。第30页4.应力-应变曲线最高点可得到混凝土试件在试验过程中最大应力；曲线终点处能够得到混凝土破坏时最大变形量。5.曲线倾斜程度反应了混凝土弹性模量大小。6.能够经过应力-应变曲线找到混凝土 最正确受荷能力即实际使用过程中 最正确设计承载力。第31页影响混凝土单轴受压应力-应变曲线原因第32页1.组成材料品种性质影响：水泥和骨料品种性质是混凝土组成结构和强度主要影响原因。（1）水泥：早起强度低者后期强度增加较大。（2）骨料：表面粗糙带棱角花岗 岩碎石普通人造轻骨料普通砂砾。第33页2.组成材料配比影响(1)水灰比：水灰比会影响混凝土密实程度(2)空气含量：水灰比不变时，空气含量每增 加1%，抗压强度约降低4%5%左右。(3)水泥用量：任何一个混凝土配比都有其最优水灰比和水泥用量。在最优水泥用 量之下，普通强度随水泥用量增 加而上升，反之，则不但不能使强 度增加，反而有害于一些使用性能。如增加徐变和收缩量等。第34页（4）骨料最大尺寸：在正常水泥用量 下，骨料粒径大，能够降低用水量，有利于强度。但因为大骨料存在会 引发内部结构非连续性，增加 混凝土内部非均质性，水泥石 与较大骨料颗粒接触面会产生较 大应力，不利于混凝土强度。第35页3.混凝土龄期 混凝土内水泥水化过程是时间函数，所以混凝土强度是随龄期而定，龄期越大，强度越大，但增加速度会变迟缓。第36页4.试验方法：试件形状和大小尺寸：试件形状和大小尺寸不一样，测出强度不一样，如前所述立方体，圆柱体，棱柱体强度。加载速度：试验表明，加载速度越快，强度 增加值越大，这是总趋势，实际 上其影响程度还与试件大小相关。即在同一加载速度下，不一样大小 试件强度也会不一样第37页5.其它原因：施工养护条件;施工方法;环境温度;实际受力情况。第38页问题与讨论1.试验得到应力应变曲线大多数是经过一部分真实试验数据结合相关计算软件拟合得到，其中非试验数据部分能否真实反应混凝土应力应变关系？其准确性对实际工程影响大不大？2.这很多影响原因中哪种原因对单轴受压时 混凝土应力-应变曲线影响最大？3.各种影响原因之间是单独作用还是 相互作用？假如是相互作用，是相 互促进还是相互抵消？第39页参考文件1王传志，腾智明。钢筋混凝土，36页。2韩丽娟，余红发，麻海燕，刘俊龙.混杂纤维增强高强混凝土受压应力一应变关系J.中北大学学报(自然科学版).,32(6):791-795.3丁东方.再生混凝土单轴受压应力应变关系研究J.低温建筑技术.,6:25-26.4蒋丽娜，混凝土在单轴受力时应力应变分析J.广西工学院学报.1995,6(2):18-24.5曾莎洁，李杰。混凝土单轴受压动力全曲线试验研究J.同济大学学报.,41(1):7-10.6于良，程华，靳雨欣，王悠.碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系J.后勤工程学院学报.,29(4):6-12.7郑文忠，李海艳，王英.高温后混杂纤维RPC单轴受压应力一应变关系J.建筑材料学报.,16(3):388-395第40页谢谢，请老师指正！第41页