第三節(jié)混凝土的強(qiáng)度

1、第三節(jié) 混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的意義混凝土強(qiáng)度的意義 強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要用于承受荷載或抵抗各種作用力。用于承受荷載或抵抗各種作用力。 混凝土強(qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系密切，一混凝土強(qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系密切，一般來說，混凝土的強(qiáng)度愈高，其剛性、抗?jié)B性、抵般來說，混凝土的強(qiáng)度愈高，其剛性、抗?jié)B性、抵抗風(fēng)化和某些侵蝕介質(zhì)的能力也愈高，通常用混凝抗風(fēng)化和某些侵蝕介質(zhì)的能力也愈高，通常用混凝土強(qiáng)度來評定和控制混凝土的質(zhì)量。土強(qiáng)度來評定和控制混凝土的質(zhì)量。第三節(jié) 混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度不夠引起的事故 混凝土強(qiáng)度定義混凝土強(qiáng)度定義 混凝土單

2、位面積所能承受的最大外應(yīng)力，稱之為混凝土強(qiáng)度，其表示混凝土單位面積所能低抗外力的一種自身能力。應(yīng)力和強(qiáng)度的關(guān)系？第二節(jié) 混凝土的強(qiáng)度一、混凝土的抗壓強(qiáng)度 1 1、立方體抗壓強(qiáng)度代表值定義、立方體抗壓強(qiáng)度代表值定義 三個混凝土立方體試件為一組，根據(jù)GB500812002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法進(jìn)行檢測，以三個試件的平均值作為該組試件抗壓強(qiáng)度的代表值；若三試件之中的最大值或最小值中有一個與中間值的差值超過中間值的15，則取中間值作為該組試件的代表值；若任意一個差值超過中間值的15，則該組實(shí)驗(yàn)結(jié)果無效。 例如：單個強(qiáng)度(MPa)百分比（）該組代表值(MPa)單個強(qiáng)度(MPa)百分比（）該組代表值(MPa

3、)單個強(qiáng)度(MPa)百分比（）該組代表值(MPa)38.210636.449.313137.550.5132無效36.110037.510038.210034.89635.29431.7832 2、環(huán)箍效應(yīng)、環(huán)箍效應(yīng) 由于壓力機(jī)鋼板的剛度遠(yuǎn)大于混凝土，故在受壓過程中，混凝土承壓面會受到壓力鋼板施加的向內(nèi)環(huán)箍約束力，試件大小不同，其單位面積上所受到的內(nèi)摩擦力f摩也不一樣。因此，同一混凝土，試件大小不同，抗壓強(qiáng)度的測定值也不一樣，小試件偏大，大試件偏小。PPa壓板壓板壓力機(jī)壓力機(jī)壓板對壓板對試件的試件的約束約束環(huán)箍效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力示意圖環(huán)箍效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力示意圖n混凝土試件承壓面的狀態(tài)也是影響

4、混凝土強(qiáng)混凝土試件承壓面的狀態(tài)也是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。度的重要因素。n當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤滑劑時，試件受當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤滑劑時，試件受壓時的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂壓時的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測出的強(qiáng)度值也較低。破壞，測出的強(qiáng)度值也較低。 試件表面狀態(tài)試驗(yàn)破壞后殘存的棱錐體試驗(yàn)破壞后殘存的棱錐體不受壓板約束時試件破壞情況不受壓板約束時試件破壞情況涂油涂油摩擦力摩擦力壓板表面約束壓板表面約束3.3.立方體試件種類與強(qiáng)度換算立方體試件種類與強(qiáng)度換算立方體試件種類立方體試件種類: :（1）當(dāng)粗骨料Dmax31.5mm時： 100100100mm， 15015

5、0150mm， 200200200mm。（2）當(dāng)粗骨料Dmax為31.540mm時： 100100100mm， 150150150mm。（3）當(dāng)粗骨料Dmax為4060mm時： 200200200mm。 強(qiáng)度換算 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 150150150mm試件為標(biāo)準(zhǔn)試件，強(qiáng)度系數(shù)為1.0，根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果，規(guī)定將非標(biāo)準(zhǔn)試件100100100mm的強(qiáng)度系數(shù)為0.95, 200200200mm的強(qiáng)度系數(shù)為1.05。二、混凝土的強(qiáng)度等級1 1、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 用標(biāo)準(zhǔn)方法測得的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度值（換算成標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度值）是一隨機(jī)變量，概率統(tǒng)計(jì)表明，總體服從正態(tài)分布，混凝土立方體抗

6、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k是測得的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5。95%fcu,ofcu,kfcut f 正態(tài)分布 按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分，用符號C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表示，彼此相差5MPa。普通混凝土劃分為以下強(qiáng)度等級：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等。 三、混凝土其它強(qiáng)度1 1、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度 測試試件尺寸：150mm 150mm 300mm，也可以采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件，但要求高寬比（h/a23） 。fcpfcu,主要是環(huán)箍效應(yīng)較弱。當(dāng)fcu1055MPa時，軸軸心抗壓強(qiáng)度心抗壓強(qiáng)度fcp

7、（0.700.80）fcu。為什么要規(guī)定高寬比，隨著高寬比增大，軸心抗壓強(qiáng)度呈什么變化？軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖普通混凝土高強(qiáng)混凝土2 2、抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 對某些結(jié)構(gòu)（如水池、水塔等）嚴(yán)格控制混凝土裂紋的出現(xiàn)是極為重要的。 由于混凝土是脆性材料,其直拉強(qiáng)度不易測定,常采用劈裂抗拉強(qiáng)度來評定抗拉強(qiáng)度。劈裂抗拉強(qiáng)度測定所用試件150150150mm,必要時可用100100100mm。通過圖所示測定劈裂壓力P，并按下式計(jì)算劈裂抗拉強(qiáng)度fpl。 什么情況下要測抗拉強(qiáng)度？Pft = P/A橫截面積為橫截面積為A 直拉試驗(yàn)直拉試驗(yàn)Tension TestingAPAPfts637. 024/335. 0

8、cutsff 劈裂抗拉示意圖劈裂抗拉示意圖3 3、抗彎強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 測試試件尺寸：150mm 150mm 600（或）550mm，通過如圖所示三點(diǎn)抗壓測試，并按計(jì)算抗彎強(qiáng)度。什么時候要測抗彎強(qiáng)度？fb = PL / bd2 bd=截面積截面積抗彎試驗(yàn)示意圖抗彎試驗(yàn)示意圖4 4、與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度、與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土用鋼筋增強(qiáng)，為使鋼筋混凝土這類復(fù)合材料能有效工作，混凝土與鋼筋之間必須要有適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)強(qiáng)度。 這種粘結(jié)強(qiáng)度主要來源于混凝土與鋼筋之間的摩擦力、鋼筋與水泥之間的粘結(jié)力與鋼筋表面的機(jī)械嚙合力。粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土質(zhì)量有關(guān)，與混凝土抗壓強(qiáng)度成正比。 此外，粘結(jié)強(qiáng)度還受其

9、它許多因素影響，如鋼筋尺寸及鋼筋種類；鋼筋在混凝土中的位置（水平鋼筋或垂直鋼筋）；加載類型（受拉鋼筋或受壓鋼筋）；以及環(huán)境的干濕變化、溫度變化等。 四、影響混凝土強(qiáng)度的因素1 1、水泥強(qiáng)度和水灰比、水泥強(qiáng)度和水灰比 普通強(qiáng)度等級的密實(shí)混凝土，其強(qiáng)度與水泥28d強(qiáng)度及水灰比符合以下鮑羅米公式： fcu=a fce（C/Wb b） 式中：fcu 混凝土混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度（齡期的抗壓強(qiáng)度（MPa）；）； C/W混凝土的灰水比；混凝土的灰水比； fce水泥的水泥的28d實(shí)際強(qiáng)度（實(shí)際強(qiáng)度（MPa）。）。 在無法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時，可用式在無法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時，可用式 fce=. fce.k代

10、入，代入， 其中其中fce.k為水泥等級，為水泥等級，為水泥標(biāo)號值的富余系數(shù)（一為水泥標(biāo)號值的富余系數(shù)（一般為般為1.13）。）。2 2、骨料的品種、質(zhì)量及數(shù)量、骨料的品種、質(zhì)量及數(shù)量（1）骨料的品種骨料的品種 在其他條件相同的情況下，碎石混凝土比卵石混在其他條件相同的情況下，碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高。但當(dāng)水灰比大于凝土強(qiáng)度高。但當(dāng)水灰比大于0.40.4后，隨著水灰比增后，隨著水灰比增大，差異越來越小。大，差異越來越小。（2）骨料的質(zhì)量及）骨料的質(zhì)量及粒徑粒徑 影響混凝土強(qiáng)度的骨料的質(zhì)量，主要包括有害雜影響混凝土強(qiáng)度的骨料的質(zhì)量，主要包括有害雜質(zhì)含量質(zhì)含量( (泥、泥塊、有機(jī)物、云母、硫化

11、物、輕物質(zhì)泥、泥塊、有機(jī)物、云母、硫化物、輕物質(zhì)及針片狀顆粒等及針片狀顆粒等) )及骨料強(qiáng)度等。及骨料強(qiáng)度等。（3 3）骨料的數(shù)量）骨料的數(shù)量 C35C35以下混凝土，骨料數(shù)量對混凝土強(qiáng)度影響不以下混凝土，骨料數(shù)量對混凝土強(qiáng)度影響不大；大；C35C35以上混凝土，骨料數(shù)量對混凝土強(qiáng)度的影響以上混凝土，骨料數(shù)量對混凝土強(qiáng)度的影響作用有所增大。但總的說來，該因素為影響強(qiáng)度的作用有所增大。但總的說來，該因素為影響強(qiáng)度的次要因素。次要因素。 3 3、養(yǎng)護(hù)溫度、濕度、養(yǎng)護(hù)溫度、濕度（1）溫度 周圍環(huán)境或養(yǎng)護(hù)溫度高，水泥水化速度快，早期強(qiáng)度高，但后期強(qiáng)度增進(jìn)率低。 混凝土受凍齡期越早，對混凝土強(qiáng)度的影響越大，后期強(qiáng)度越低。（2）濕度 一般情況下，濕度越大，保濕養(yǎng)護(hù)時間越長，混凝土強(qiáng)度越高。四、影響混凝土強(qiáng)度的因素四、影響混凝土強(qiáng)度的因素4 4、齡期、齡期 混凝土早期強(qiáng)度增長快，28d以后，強(qiáng)度增長緩慢，60d以后強(qiáng)度增長更為緩慢。 普通強(qiáng)度等級混凝土，在標(biāo)養(yǎng)條件下，328d齡期內(nèi)，混凝土強(qiáng)度與齡期之間的關(guān)系滿足以下規(guī)律： 強(qiáng)度等