高性能混凝土的弹性模量与泊松比王元丰,梁亚平(北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)摘要:分析了一些国内外相关资料,对目前国内外研究人员通过试验得出的高性能混凝土弹性模量计算公式和柏松比的试验结果进行了对比与总结,得到可以用高强混凝土弹性模量计算公式计算普通集料高强混凝土弹性模量,以及高流动混凝土的弹性模量比普通混凝土的弹性模量低、高性能混凝土的泊松比与普通混凝土的泊松比相差不多等一些有价值的结论.关键词:建筑材料;高性能混凝土;弹性模量;泊松比:TU398.9文献标识码:AStudyonModulusofElasticityandPoissonRatioofHighPerformanceConcreteWANGYuan2feng,LIANGYa2ping(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,Bei激ng激aotongUniversity,Bei激ng100044,China)Abstract:ThepapercomparesandanalyzessomeformulaeforcalculatingthemodulusofelasticityandPoissonratioofHPC,whicharederivedfromexperiments.Someusefulcommentsandsug2gestionaregaven,forinstance,themodulusofelasticityofhighstrengthconcrete(HSC)withcommonaggregatecanbecalculatedbytheformulaforthemodulusofelasticityofHSC,themodulusofelasticityofself-compactingHSCislowerthanthatofcommonconcrete,andthepos2sionratioofhighperformanceconcreteisclosedtocommonconcrete’spossionratio.Keywords:buildingmaterial;highperformanceconcrete;modulusofelasticity;poissonratio由于在技术和经济上的优势,高性能混凝土在实际工程中的应用愈来愈广泛.在混凝土结构工程的内力分析及构件变形、抗裂性等计算中,混凝土的弹性模量和柏松比是不可缺少的依据,因此研究高性能混凝土的弹性模量和泊松比有重要的实际意义.在弹性材料中应力与应变是线性关系,因而存在一个不变的材料常数,即弹性模量.而混凝土不是真实的弹性材料,而是兼有弹、黏、塑三性,只是在很小的应力范围内(<1/3的混凝土抗压设计强度)表现为弹性,因此在不同的应力阶段联系应力—应变关系的材料模量是一个变数,称为变形模量.但是高性能混凝土的应力—应变曲线直到破坏几乎一直为线性,因而对高性能混凝土可以一个确定的常数作为弹性模量.和普通混凝土一样,高性能混凝土的弹性模量也和砂浆及集料的弹性模量、集料用量有关.混凝土的泊松比是混凝土结构设计与分析中的一个重要材料参数,即1ν=εlat/εax其中,εlat为徐变试验中试件水平方向应变;εax为试件的轴向变形.收稿日期:2003204215基金项目:教育部科技研究重点资助项目(03040);高校博士点基金资助项目(20030004002)6计算公式中,式(3)在混凝土强度不超过60MPa时所得弹性模量值最小,但在强度超过60MPa后,式(3)计算所得弹性模量值则介于式(5)和式(4)之间.用式(4)所得弹性模量值总是最大的.这说明各国弹性模量的计算公式差别较大.的高性能混凝土弹性模量计算公式和柏松比的试验结果进行了对比与总结.1弹性模量高性能混凝土有很低的水胶比和较多的矿物细掺料,弹性模量高的未水化熟料颗粒含量大,因此砂浆的空隙率很低,弹性模量较高.尽管粗集料用量较低,但综合的结果与同强度的普通混凝土的弹性模量相当.对于使用普通集料的高强度高性能混凝土来说,其弹性模量和单纯高强度混凝土的弹性模量相当.强度超过60MPa时,弹性模量增加更缓慢.不振捣的高流动混凝土(自密实混凝土)因粗集料用量明显地少于其它高性能混凝土,故使用相同品种集料、强度相同时,其弹性模量比普通混凝土的弹性模量稍低.(1)英国采用与混凝土容重(表观密度)及与标准圆柱体强度有关的经验公式计算混凝土的弹性模量2Ec=911ρ(fc)1/3式中,ρ、fc为混凝土密度和抗压强度.(2)美国公路运输联合会(AASHTO)规范和ACI318建筑规范提出[3]图1不同弹性模量计算公式的比较Fig.1Comparisonofdifferentelasticitymodulusformulae(1)文献2认为高性能混凝土弹性模量与单纯高强度混凝土的弹性模量相当,而不振捣的高流动混凝土弹性模量比普通混凝土的弹性模量稍低.从图1可以看出式(6)和式(7)计算出的弹性模量明显小于式(3)、式(4)、式(5)的计算值.文献3根据实验给出了3种混凝土的弹性模量计算公式,同时明确指出,目前还没有公式可以...