1、水泥石基体相的弹性模量。
水泥石基体相的弹性模量受其孔隙率控制:ep = e0 (1 - pc )3,即孔隙率越大,弹性模量越低。
2、骨料相的弹性模量。
1)骨料的孔隙率:骨料越密实,弹性模量越高。
2)粗骨料的体积含量:弹性模量高的粗骨料越多,一般来说,混凝土的弹性模量越高。
3、界面过渡区特征。
空隙,微裂缝和ch晶体的取向等因素决定混凝土应力-应变关系,因而影响到混凝土的弹性模量。
4、其他。1)混凝土弹性模量与抗压强度的关系。混凝土的弹性模量与强度间为非线性关系,一般来说,混凝土抗压强度越高,弹性模量越大。
2)孔隙的影响。对一个模量为e0、泊松比为v0、含体积分数为c球状孔的固体,其总模量e为:e = e0(1 - c)2
3)混凝土的泊松比。混凝土泊松比随骨料含量的增加而增加。
二、影响混凝土抗拉强度的因素。
1、龄期和强度增加时,拉压比减小。
2、集料的性质:碎石混凝土抗拉强度>卵石混凝土抗拉强度。
3、干燥条件下养护混凝土抗拉强度下降。
4、捣实不充分及加气会产生对混凝土抗压强度和抗拉强度的影响,但前者比后者大。
三、混凝土受压破坏的若干结论。
1、受压破坏,或者在较低应力水平上拉伸破坏,都是因为多裂缝的相互作用所导致,而不是单一裂缝扩展的结果。
2、硬化水泥浆或混凝土中裂缝的扩展不沿直线,而是绕过水泥石或骨料颗粒边缘,沿着弯曲的路径延伸,在此过程裂缝发生畸变与挫钝。
3混凝土是硬化水泥浆、过渡区和骨料的复合体,三者各有其本身的断裂韧性(kc),很难测定。
四、影响混凝土强度的因素。
1、水灰比(w/c)
对于混凝土这样的脆性材料,其内部的孔隙率(或密实度)越大,强度越低,反之越高。孔隙率与水灰比存在着相应的关系,而混凝土抗压强度与水灰比也有相应的关系,因此可以通过控制混凝土的水灰比从而提高其强度。
2、龄期。混凝土强度在最初3~7d增长较快,然后逐渐缓慢下来。其随养护龄期的增长大至符合对数函数关系:fcu,n/fcu,a = lg n/lg a
式中:fcu,n --n天龄期混凝土的抗压强度。
fcu,a --a天龄期混凝土的抗压强度。
3、水泥。水泥品种通过下列几方面影响混凝土的强度:
1)水泥的强度等级(混凝土强度与水泥强度成正比)
2)水泥细度(水泥比表面积越大,水化速度越快,混凝土早期强度增长快)
3)水泥矿物的组成(水泥矿物组成主要影响早期强度)
4)标准稠度需水量(需水量低则有利于降低水灰比和孔隙率,从而提高水泥石和混凝土的强度)
5)水泥性能的变异性。
4、外加剂。
外加剂通过改变水灰比、孔隙率而影响强度,主要有两种外加剂:化学外加剂和矿物外加剂。
5、集料。1)骨料粒径。尽可能少选用大粒径的粗骨料,因为粒径越大,过渡区就将越薄弱,并将含有更多的微裂缝,从而降低强度。
2)骨料矿物组成。使用石灰石骨料可以产生较高的强度。
3)骨料的表面特征。粗糙的表面有利于增加过渡区的粘结强度,另外,尽量避免使用针片状骨料,因为其容易引起应力集中,降低混凝土破坏的极限应力。
6、养护。水泥矿物的水化反应与温度、湿度有密切的关系,混凝土致密、均匀的微结构形成与温度、湿度有密切关系。所以,采用适当的养护手段将会提高混凝土的强度。
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