第四章混凝土2

1、土木工程材料第四章第四章 混凝土混凝土CONCRETECONCRETE2 2 硬化后混凝土的性質(zhì)硬化后混凝土的性質(zhì)n混凝土是由水泥石和粗、細(xì)集料組成的復(fù)合材料，它是一混凝土是由水泥石和粗、細(xì)集料組成的復(fù)合材料，它是一種不十分密實(shí)的非勻質(zhì)多項(xiàng)分散體，其種不十分密實(shí)的非勻質(zhì)多項(xiàng)分散體，其力學(xué)性能取決于水力學(xué)性能取決于水泥石和集料的性質(zhì)，以及水泥石與集料的膠接能力。泥石和集料的性質(zhì)，以及水泥石與集料的膠接能力。n強(qiáng)度是混凝土硬化后的主要力學(xué)性能強(qiáng)度是混凝土硬化后的主要力學(xué)性能，也是工程施工中控也是工程施工中控制和評(píng)定混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)。制和評(píng)定混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)。它與混凝土的其他性能它與混凝土的

2、其他性能關(guān)系密切?；炷恋膹?qiáng)度有抗壓、抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度關(guān)系密切?；炷恋膹?qiáng)度有抗壓、抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度等，等，其中又以抗壓強(qiáng)度值最大，是混凝土強(qiáng)度中最主要的其中又以抗壓強(qiáng)度值最大，是混凝土強(qiáng)度中最主要的性能。它是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，也常用作評(píng)定混凝土質(zhì)性能。它是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，也常用作評(píng)定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)。量的指標(biāo)。 n混凝土受壓破壞有三種可能情況：混凝土受壓破壞有三種可能情況：一是集料先破壞；二是一是集料先破壞；二是水泥石先破壞；三是水泥石與集料界面先破壞。水泥石先破壞；三是水泥石與集料界面先破壞。通常配制通常配制混凝土的集料強(qiáng)度一般均比水泥石強(qiáng)度高，所以第一種情混凝土的集料強(qiáng)度一

3、般均比水泥石強(qiáng)度高，所以第一種情況不會(huì)發(fā)生；如果混凝土配制的合理，即選用的水泥強(qiáng)度、況不會(huì)發(fā)生；如果混凝土配制的合理，即選用的水泥強(qiáng)度、水泥用量和用水量合理，并保證施工質(zhì)量，第二種情況也水泥用量和用水量合理，并保證施工質(zhì)量，第二種情況也不會(huì)發(fā)生；第三種情況可能性最大，也就是破壞最先發(fā)生不會(huì)發(fā)生；第三種情況可能性最大，也就是破壞最先發(fā)生在水泥石與集料（指粗集料）的界面上。在水泥石與集料（指粗集料）的界面上。n水泥熟料顆粒水化放出大量的水泥熟料顆粒水化放出大量的Ca2+，泌水作用把，泌水作用把Ca2+帶到帶到了骨料的下面，并在骨料下富集，形成了界面過渡區(qū)，了骨料的下面，并在骨料下富集，形成了界面過

4、渡區(qū)，在在界面過渡區(qū)內(nèi)水灰比大于水泥石中的水灰比，氫氧化鈣平界面過渡區(qū)內(nèi)水灰比大于水泥石中的水灰比，氫氧化鈣平行粗骨料表面，孔隙率大，水化硅酸鈣凝較少，所以形成行粗骨料表面，孔隙率大，水化硅酸鈣凝較少，所以形成了水泥石與集料之間的薄弱層。了水泥石與集料之間的薄弱層。 n硬化后的混凝土在未受外力之前，其內(nèi)部已經(jīng)存在一定的硬化后的混凝土在未受外力之前，其內(nèi)部已經(jīng)存在一定的界面微裂縫，這些裂紋主要是由于水泥水化造成的界面微裂縫，這些裂紋主要是由于水泥水化造成的化學(xué)收化學(xué)收縮而引起水泥石體積變化，縮而引起水泥石體積變化，使水泥石與集料的界面上產(chǎn)生使水泥石與集料的界面上產(chǎn)生了分布不均勻的拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致

5、界面上形成了許多微細(xì)了分布不均勻的拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致界面上形成了許多微細(xì)的裂縫。的裂縫。n另外，也由于另外，也由于混凝土成型后的泌水作用而在粗集料下緣形混凝土成型后的泌水作用而在粗集料下緣形成水隙，在混凝土硬化后成為界面裂縫。成水隙，在混凝土硬化后成為界面裂縫。n當(dāng)混凝土受荷時(shí)，這些界面微裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)大、延長(zhǎng)并匯當(dāng)混凝土受荷時(shí)，這些界面微裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)大、延長(zhǎng)并匯合連通起來（受力同時(shí)混凝土界面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，更加合連通起來（受力同時(shí)混凝土界面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，更加速裂縫的發(fā)展），形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構(gòu)喪失速裂縫的發(fā)展），形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構(gòu)喪失連續(xù)性而遭到完全破壞。連續(xù)性而遭到完全

6、破壞。在拉伸荷載作用下，微裂縫的擴(kuò)在拉伸荷載作用下，微裂縫的擴(kuò)展比受壓荷載作用時(shí)更為迅速，混凝土的脆性破壞更明顯。展比受壓荷載作用時(shí)更為迅速，混凝土的脆性破壞更明顯。n2.12.1混凝土的強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)（）抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度等級(jí)值（）抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度等級(jí)值n立方體抗壓強(qiáng)度（立方體抗壓強(qiáng)度（f fcucu）：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長(zhǎng)）：按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長(zhǎng)為為150150的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度的正立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度 2 2，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度9595以上）下，養(yǎng)護(hù)至以上）下，養(yǎng)護(hù)至2828齡期，按照標(biāo)齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗

7、壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度”（以（以f fcucu表示表示, , 以以2 2即即 a a）測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。a 混凝土試件受壓破壞后形狀分析 n下圖是混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞前后的形狀，請(qǐng)分析試件破壞后所得形狀的原因。 破壞后試件的形狀是環(huán)箍效應(yīng)所致。 b b 試件尺寸換算系數(shù)討論試件尺寸換算系數(shù)討論n混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件為邊長(zhǎng)混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件為邊長(zhǎng)150 mm150 mm的立方體，以相同的混的

8、立方體，以相同的混凝土另制得邊長(zhǎng)分別為凝土另制得邊長(zhǎng)分別為200 mm200 mm和和100 mm100 mm的兩種非標(biāo)準(zhǔn)的兩種非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的抗壓強(qiáng)度為讀數(shù)值立方體試塊，非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的抗壓強(qiáng)度為讀數(shù)值乘以乘以尺寸換算尺寸換算系數(shù)。請(qǐng)討論試件尺寸換算系數(shù)。系數(shù)。請(qǐng)討論試件尺寸換算系數(shù)。試件尺寸(mm )骨料最大粒徑(mm)強(qiáng)度換算系數(shù) 100100100150150150200200200 31.54063 0.9511.05n世界各國用于確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的方法尚未世界各國用于確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的方法尚未統(tǒng)一。美國、日本、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織統(tǒng)一。美國、日本、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

9、(1S0)(1S0)、歐、歐洲混凝土委員會(huì)洲混凝土委員會(huì)(CEB)(CEB)和國際預(yù)應(yīng)力學(xué)會(huì)和國際預(yù)應(yīng)力學(xué)會(huì)(FIP)(FIP)等國家和組織規(guī)定采用圓柱體作為測(cè)定混凝土等國家和組織規(guī)定采用圓柱體作為測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試塊。圓柱體的直徑為抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試塊。圓柱體的直徑為6 6英寸、英寸、高為高為1212英寸英寸(1(1英寸：英寸：25254mm)4mm)，或直徑為，或直徑為150mm150mm、高為高為300mm300mm。俄羅斯、英國、德國等一些國家和。俄羅斯、英國、德國等一些國家和我國一樣。我國一樣。n混凝土采用混凝土采用標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定其抗壓在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定其抗壓強(qiáng)

10、度，是為了具有強(qiáng)度，是為了具有可比性可比性。實(shí)際工程中，允許。實(shí)際工程中，允許采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件，有時(shí)也測(cè)定非標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件，有時(shí)也測(cè)定非標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土強(qiáng)度，將混凝土試件與工程護(hù)條件下的混凝土強(qiáng)度，將混凝土試件與工程中的混凝土構(gòu)件采用同樣條件養(yǎng)護(hù)，到規(guī)定齡中的混凝土構(gòu)件采用同樣條件養(yǎng)護(hù)，到規(guī)定齡期進(jìn)行試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。期進(jìn)行試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。但但在確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)或進(jìn)行材料性能研究時(shí)，在確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)或進(jìn)行材料性能研究時(shí)，必須采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。必須采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。 n立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（f fcucu，k k）

11、立方體抗壓強(qiáng)度（立方體抗壓強(qiáng)度（f fcucu）只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)）只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（f fcu,kcu,k）是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確）是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。定，具有不低于保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。n強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí) 按照國家標(biāo)準(zhǔn)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50010GB 5001020022002混凝土結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。立方

12、體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm150mm的立方的立方體試件，在體試件，在28d28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有9595保證率保證率的抗壓強(qiáng)度，以的抗壓強(qiáng)度，以f fcucu，k k表示。普通表示。普通混凝土劃分為十四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：混凝土劃分為十四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75和和C80C80?；炷翉?qiáng)度等級(jí)是混凝土結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)

13、度等級(jí)是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制和工程驗(yàn)收的重要依據(jù)。設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制和工程驗(yàn)收的重要依據(jù)。不同的建筑工程及建筑部位需采用不同強(qiáng)度等不同的建筑工程及建筑部位需采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，一般有一定的選用范圍。級(jí)的混凝土，一般有一定的選用范圍。nC10C10C15C15用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)用于墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。C20C20C25C25用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼用于梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；筋混凝土結(jié)構(gòu)；C25C25C30C30用于大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、用于大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；預(yù)制構(gòu)件等；C40C40

14、C45C45用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車梁及用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于特種結(jié)構(gòu)等，用于25253030層；層；C50C50C60C60用于用于3030層至層至6060層以上高層建筑；層以上高層建筑；C60C60C80C80用于高層建筑，采用高性能混凝土；用于高層建筑，采用高性能混凝土； C80C80C120C120采用超高強(qiáng)混凝土于高層建筑。采用超高強(qiáng)混凝土于高層建筑。將來可能推廣使用高達(dá)將來可能推廣使用高達(dá)C130C130以上的混凝土以上的混凝土n鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15C15；當(dāng)采用當(dāng)采用HRB

15、335HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于C20C20；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB400HRB400和和RRB400RRB400級(jí)鋼筋以及對(duì)承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，則不得低于級(jí)鋼筋以及對(duì)承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，則不得低于C20C20。預(yù)應(yīng)力凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于。預(yù)應(yīng)力凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30C30；當(dāng)；當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于于C40C40。n(2)(2)軸心抗壓強(qiáng)度（軸心抗壓強(qiáng)度（f fcpcp）混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度只是評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)的一個(gè)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度只是評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)的一個(gè)標(biāo)志，

16、它不能直接用來作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。標(biāo)志，它不能直接用來作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。為了為了使測(cè)得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，使測(cè)得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算軸心受壓構(gòu)件（例在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算軸心受壓構(gòu)件（例如柱子、衍架的腹桿等）時(shí)，都是采用混凝土的軸如柱子、衍架的腹桿等）時(shí)，都是采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度作為依據(jù)。心抗壓強(qiáng)度作為依據(jù)。n軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以fcfc表示，軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)表示，軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以值以fckfck表示表示。n我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（/T500812002/T500812002）規(guī)定，測(cè)）

17、規(guī)定，測(cè)定軸心抗壓強(qiáng)度采用定軸心抗壓強(qiáng)度采用 棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。試驗(yàn)證明，棱柱體強(qiáng)度與棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。試驗(yàn)證明，棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的比值為立方體強(qiáng)度的比值為0.70.70.80.8。n確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)為什么要求試件的高寬確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)為什么要求試件的高寬比不小于比不小于2 2？（或者說為什么軸心抗壓強(qiáng)度小于立方？（或者說為什么軸心抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度？）體抗壓強(qiáng)度？）（3）混凝土抗拉強(qiáng)度n混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/81/81/171/17，且隨著混且隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，比值降低凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，比值降低?；炷猎诠?/p>

18、作時(shí)一般不。混凝土在工作時(shí)一般不依靠其抗拉強(qiáng)度，通過配制鋼筋，使鋼筋承受結(jié)構(gòu)中的拉依靠其抗拉強(qiáng)度，通過配制鋼筋，使鋼筋承受結(jié)構(gòu)中的拉力，力，因而混凝土設(shè)計(jì)時(shí)不考慮其抗拉強(qiáng)度因而混凝土設(shè)計(jì)時(shí)不考慮其抗拉強(qiáng)度。n但抗拉強(qiáng)度對(duì)于抗開裂性有重要意義但抗拉強(qiáng)度對(duì)于抗開裂性有重要意義，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗拉，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂能力的重要指標(biāo)。有時(shí)也用它來間強(qiáng)度是確定混凝土抗裂能力的重要指標(biāo)。有時(shí)也用它來間接衡量混凝土的沖擊強(qiáng)度、混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。接衡量混凝土的沖擊強(qiáng)度、混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。 n混凝土抗拉試驗(yàn)過去多用混凝土抗拉試驗(yàn)過去多用8 8字形試件或棱柱體試件直接測(cè)字形試件或棱

19、柱體試件直接測(cè)定軸向抗拉強(qiáng)度，但是這種方法由于很難避免夾具附近局定軸向抗拉強(qiáng)度，但是這種方法由于很難避免夾具附近局部破壞，而且外力作用線與試件軸心方向不易調(diào)成一致，部破壞，而且外力作用線與試件軸心方向不易調(diào)成一致，所以現(xiàn)在我國采用立方體所以現(xiàn)在我國采用立方體( (國際上多用圓柱體國際上多用圓柱體) )的的劈裂抗拉劈裂抗拉試驗(yàn)試驗(yàn)來測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度，稱為劈裂抗拉強(qiáng)度來測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度，稱為劈裂抗拉強(qiáng)度f ftstsn劈裂抗拉強(qiáng)度（劈裂抗拉強(qiáng)度（f ftsts）我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝置測(cè)得的強(qiáng)立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝

20、置測(cè)得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱劈拉強(qiáng)度度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱劈拉強(qiáng)度f ftsts f ftsts混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度，MPaMPa；FF破壞荷載，；破壞荷載，；試件劈裂面面積，試件劈裂面面積，mmmm2 2。AFAFfts637. 021-上壓板2-下壓板3-墊層4-墊條混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 強(qiáng)度種類混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80fck10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2ftk1.271.541.782

21、.012.202.392.512.642.742.852.932.993.053.11注意的是，相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值注意的是，相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f fc c、軸心抗拉、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f ft t低于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值低于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f fckck、f ftktk。 n(4) (4) 混凝土抗彎強(qiáng)度混凝土抗彎強(qiáng)度( f( fcf cf ) ) 道路路面或機(jī)場(chǎng)跑道用混凝土，是以抗彎強(qiáng)度（或稱抗道路路面或機(jī)場(chǎng)跑道用混凝土，是以抗彎強(qiáng)度（或稱抗折強(qiáng)度）為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。折強(qiáng)度）為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。 水泥混凝土的抗彎強(qiáng)度

22、試驗(yàn)水泥混凝土的抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)是以標(biāo)準(zhǔn)方法制備成是以標(biāo)準(zhǔn)方法制備成 150mm150mm150mm150mm550mm550mm的梁形試件，的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)后，按三分點(diǎn)加荷，測(cè)定其抗在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)后，按三分點(diǎn)加荷，測(cè)定其抗彎強(qiáng)度（彎強(qiáng)度（f fcf cf ），按下式計(jì)算：），按下式計(jì)算： n式中式中f fcfcf混凝土抗彎強(qiáng)度，；混凝土抗彎強(qiáng)度，； FF破壞荷載，；破壞荷載，； 支座間距，支座間距，mmmm； 試件截面寬度，試件截面寬度，mmmm； 試件截面高度，試件截面高度，mmmm； 如為跨中單點(diǎn)加荷得到的抗折強(qiáng)度，按斷裂力學(xué)推如為跨中單點(diǎn)加荷得到的抗折強(qiáng)度，按斷裂力學(xué)推導(dǎo)應(yīng)乘

23、以折算系數(shù)導(dǎo)應(yīng)乘以折算系數(shù)0.850.85。2bhFLfcf那么規(guī)范為什么以混凝土立方體抗壓強(qiáng)度作為劃分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的主要標(biāo)準(zhǔn)呢? n(1)混凝土是一種很好的抗壓材料，在混凝土結(jié)構(gòu)中主要用于承受壓力，以混凝土立方體抗壓強(qiáng)度作為劃分混凝土的主要標(biāo)準(zhǔn)，可以較好地反映混凝土的主要受力特性。 n(2)混凝土的其他力學(xué)性能，如軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度等，都與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度有一定的關(guān)系?？捎昧⒎襟w抗壓強(qiáng)度推導(dǎo)其他強(qiáng)度。n(3)立方體抗壓試驗(yàn)最簡(jiǎn)單，由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，結(jié)果最穩(wěn)定。n(5)(5)影響混凝土強(qiáng)度的因素影響混凝土強(qiáng)度的因素 混凝土的強(qiáng)度是指混凝土試件達(dá)到破壞極限的應(yīng)力最大值?；炷恋膹?qiáng)

24、度是指混凝土試件達(dá)到破壞極限的應(yīng)力最大值?；炷炷潦軌簳r(shí)荷載與變形的關(guān)系，是內(nèi)部微裂縫發(fā)展規(guī)律得體現(xiàn)。土受壓時(shí)荷載與變形的關(guān)系，是內(nèi)部微裂縫發(fā)展規(guī)律得體現(xiàn)。混凝混凝土破壞過程也就是其內(nèi)部裂縫的發(fā)生和發(fā)展過程，它是一個(gè)從量變土破壞過程也就是其內(nèi)部裂縫的發(fā)生和發(fā)展過程，它是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程。只有當(dāng)混凝土內(nèi)部的微觀破壞發(fā)展到一定量級(jí)時(shí)，到質(zhì)變的過程。只有當(dāng)混凝土內(nèi)部的微觀破壞發(fā)展到一定量級(jí)時(shí)，才會(huì)是混凝土的整體遭到破壞。混凝土的破壞過程可分為四個(gè)階段。才會(huì)是混凝土的整體遭到破壞。混凝土的破壞過程可分為四個(gè)階段。n第第階段：階段：荷載約為極限荷載的荷載約為極限荷載的3030以內(nèi)，界面裂縫無顯著

25、變化，以內(nèi)，界面裂縫無顯著變化，荷載與變形呈直線關(guān)系。荷載與變形呈直線關(guān)系。第第階段：階段：荷載超過比例極限，界面裂縫的數(shù)量、寬度、長(zhǎng)度不荷載超過比例極限，界面裂縫的數(shù)量、寬度、長(zhǎng)度不斷增加，界面間摩擦阻力繼續(xù)承擔(dān)荷載，但尚無明顯砂漿裂縫出現(xiàn)。斷增加，界面間摩擦阻力繼續(xù)承擔(dān)荷載，但尚無明顯砂漿裂縫出現(xiàn)。此時(shí)變形的增長(zhǎng)率大于荷載的增長(zhǎng)率，荷載與變形間不再是線性關(guān)此時(shí)變形的增長(zhǎng)率大于荷載的增長(zhǎng)率，荷載與變形間不再是線性關(guān)系。系。第第階段：階段：荷載超過臨界荷載（極限荷載的荷載超過臨界荷載（極限荷載的70709090）后裂縫）后裂縫繼續(xù)開展，開始出現(xiàn)砂漿裂縫，部分界面裂縫連接成為連續(xù)裂縫，繼續(xù)開展，

26、開始出現(xiàn)砂漿裂縫，部分界面裂縫連接成為連續(xù)裂縫，變形增長(zhǎng)率進(jìn)一步加大，曲線明顯彎向變形橫坐標(biāo)軸。變形增長(zhǎng)率進(jìn)一步加大，曲線明顯彎向變形橫坐標(biāo)軸。第第階段：階段：達(dá)到極限荷載達(dá)到極限荷載C C點(diǎn)以后，連續(xù)裂縫急速地發(fā)展，混凝點(diǎn)以后，連續(xù)裂縫急速地發(fā)展，混凝土的承載能力下降，變形自動(dòng)增大直至完全破壞，曲線斜率變成負(fù)土的承載能力下降，變形自動(dòng)增大直至完全破壞，曲線斜率變成負(fù)值。值。n影響混凝土強(qiáng)度的因素影響混凝土強(qiáng)度的因素: :原材料因素、生產(chǎn)工原材料因素、生產(chǎn)工藝因素及實(shí)驗(yàn)因素藝因素及實(shí)驗(yàn)因素三方面。三方面。與峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的混凝土應(yīng)變值與峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的混凝土應(yīng)變值oo比較穩(wěn)定，比較穩(wěn)定，與與混凝土

27、的強(qiáng)度等級(jí)無明顯的關(guān)系，一般為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)無明顯的關(guān)系，一般為0.00150.00150.00250.0025，計(jì)算時(shí)通常取計(jì)算時(shí)通常取o=0.002o=0.002?；炷疗茐臅r(shí)的混凝土破壞時(shí)的極限壓應(yīng)變值極限壓應(yīng)變值cucu受混凝土強(qiáng)度等級(jí)等多種因素的受混凝土強(qiáng)度等級(jí)等多種因素的影響，影響，一般在一般在0.002 0.002 0.0060.006之間變化。之間變化。計(jì)算時(shí)，除計(jì)算時(shí)，除強(qiáng)度等級(jí)特別高的混凝土外，一般可取強(qiáng)度等級(jí)特別高的混凝土外，一般可取0.003 0.003 0.0040.004。一般。一般0.00330.0033原材料因素原材料因素na a）水泥強(qiáng)度與水灰比水泥強(qiáng)度與水

28、灰比 水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度大小直接影響著混凝土水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥標(biāo)號(hào)越高，水強(qiáng)度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥標(biāo)號(hào)越高，水泥石與集料界面的粘結(jié)強(qiáng)度越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。試泥石與集料界面的粘結(jié)強(qiáng)度越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。試驗(yàn)證明，驗(yàn)證明，混凝土的強(qiáng)度與水泥的強(qiáng)度成正比關(guān)系?；炷恋膹?qiáng)度與水泥的強(qiáng)度成正比關(guān)系。n 當(dāng)用同一品種、同一標(biāo)號(hào)的水泥時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要取決當(dāng)用同一品種、同一標(biāo)號(hào)的水泥時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水灰比。于水灰比。因?yàn)樗嗨瘯r(shí)所需的結(jié)合水，一般只占水泥重量的因?yàn)?/p>

29、水泥水化時(shí)所需的結(jié)合水，一般只占水泥重量的左右，但在拌制混凝土混合物時(shí)，為了獲得必要的流動(dòng)性，左右，但在拌制混凝土混合物時(shí)，為了獲得必要的流動(dòng)性，常需用較多的水（約占水泥重量的）。混凝土硬化常需用較多的水（約占水泥重量的）?；炷劣不?，多余的水分蒸發(fā)或殘存在混凝土中，形成毛細(xì)管、氣孔或水后，多余的水分蒸發(fā)或殘存在混凝土中，形成毛細(xì)管、氣孔或水泡，它們減少了混凝土的有效斷面，并可能在受力時(shí)與氣孔或水泡，它們減少了混凝土的有效斷面，并可能在受力時(shí)與氣孔或水泡周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土強(qiáng)度下降。泡周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土強(qiáng)度下降。在保證施工質(zhì)量的條在保證施工質(zhì)量的條件下，水灰比愈小，混凝土的強(qiáng)度

30、就愈高。但是，如果水灰比太件下，水灰比愈小，混凝土的強(qiáng)度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物過于干澀，在一定的施工條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，小，拌合物過于干澀，在一定的施工條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，也將顯著降低混凝土的強(qiáng)度混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，也將顯著降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。和耐久性。n試驗(yàn)證明，試驗(yàn)證明，混凝土強(qiáng)度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關(guān)混凝土強(qiáng)度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關(guān)系，而混凝土強(qiáng)度與灰水比呈直線關(guān)系如圖所示系，而混凝土強(qiáng)度與灰水比呈直線關(guān)系如圖所示。從拌制從拌制和振搗的需要出發(fā)，水灰比不能低于和振搗的需要出發(fā)，水灰比不能低于0 0

31、3 3。對(duì)具有良好振。對(duì)具有良好振搗條件的工廠預(yù)制構(gòu)件，可采用水灰比為搗條件的工廠預(yù)制構(gòu)件，可采用水灰比為0 03 3、0 04 4的干的干硬性混凝土拌合料，否則應(yīng)采用水灰比為硬性混凝土拌合料，否則應(yīng)采用水灰比為0 0，5 50 07 7的塑的塑性混凝土拌合料。一般水灰比最好不超過性混凝土拌合料。一般水灰比最好不超過0 06 6。 n 水泥石與骨料的粘結(jié)力除了受水泥石強(qiáng)度的影響外，還與水泥石與骨料的粘結(jié)力除了受水泥石強(qiáng)度的影響外，還與骨料（尤其是粗骨料）的表面狀況有關(guān)。骨料（尤其是粗骨料）的表面狀況有關(guān)。碎石表面粗糙，碎石表面粗糙，粘結(jié)力比較大，卵石表面光滑，粘結(jié)力比較小粘結(jié)力比較大，卵石表面

32、光滑，粘結(jié)力比較小。當(dāng)水灰比較低時(shí)，當(dāng)水灰比較低時(shí)，在水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比相同的條件下在水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比相同的條件下用用具有棱角且表面粗糙的碎石拌制的混凝土，強(qiáng)度高于礫石混凝土。具有棱角且表面粗糙的碎石拌制的混凝土，強(qiáng)度高于礫石混凝土。因此對(duì)于主要是承受拉力的結(jié)構(gòu)、有嚴(yán)格抗裂性要求的結(jié)構(gòu)或承因此對(duì)于主要是承受拉力的結(jié)構(gòu)、有嚴(yán)格抗裂性要求的結(jié)構(gòu)或承受多次重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)，最好是采用碎石混凝土。受多次重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)，最好是采用碎石混凝土。但隨著水灰比但隨著水灰比的增大，二者強(qiáng)度差之逐漸減小，當(dāng)水灰比在的增大，二者強(qiáng)度差之逐漸減小，當(dāng)水灰比在0 06565以上時(shí)，碎以上時(shí)，碎石混凝土和礫石混凝土的

33、強(qiáng)度基本上沒有區(qū)別。石混凝土和礫石混凝土的強(qiáng)度基本上沒有區(qū)別。因?yàn)楫?dāng)水灰比小因?yàn)楫?dāng)水灰比小時(shí)，影響混凝土強(qiáng)度的主要矛盾是界面強(qiáng)度，而當(dāng)水灰比很大時(shí)，時(shí)，影響混凝土強(qiáng)度的主要矛盾是界面強(qiáng)度，而當(dāng)水灰比很大時(shí)，則水泥石強(qiáng)度就成為主要矛盾。則水泥石強(qiáng)度就成為主要矛盾。n當(dāng)粗骨料級(jí)配良好，用量及砂率適當(dāng)，能組成密集的骨架當(dāng)粗骨料級(jí)配良好，用量及砂率適當(dāng)，能組成密集的骨架使水泥漿數(shù)量相對(duì)減小，骨料的骨架作用充分，也會(huì)使混使水泥漿數(shù)量相對(duì)減小，骨料的骨架作用充分，也會(huì)使混凝土強(qiáng)度有所提高。凝土強(qiáng)度有所提高。b. 骨料的種類、質(zhì)量和數(shù)量n集料數(shù)量也會(huì)影響混凝土強(qiáng)度集料數(shù)量也會(huì)影響混凝土強(qiáng)度 混凝土中集料質(zhì)量

34、與水泥質(zhì)量之比稱為集灰混凝土中集料質(zhì)量與水泥質(zhì)量之比稱為集灰比比。集灰比對(duì)。集灰比對(duì)35MPa 35MPa 以上的混凝土強(qiáng)度影響很以上的混凝土強(qiáng)度影響很大。在相同水灰比和坍落度下，混凝土強(qiáng)度隨大。在相同水灰比和坍落度下，混凝土強(qiáng)度隨集灰比的增大而提高，其原因集灰比的增大而提高，其原因可能可能是由于集料是由于集料增多后表面積增大，吸水量也增大，從而降低增多后表面積增大，吸水量也增大，從而降低了有效水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高。另外因水了有效水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高。另外因水泥漿相對(duì)含量減少，致使混凝土內(nèi)部總孔隙率泥漿相對(duì)含量減少，致使混凝土內(nèi)部總孔隙率體積減少，也有利于混凝土強(qiáng)度的提高。體積減少，也

35、有利于混凝土強(qiáng)度的提高。 n式中式中f fcucu, ,0 0混凝土混凝土2828天抗壓強(qiáng)度天抗壓強(qiáng)度, , a a； f fcece水泥的實(shí)際強(qiáng)度水泥的實(shí)際強(qiáng)度, ,a a； 灰水比；灰水比； 每立方米混凝土中水泥用量每立方米混凝土中水泥用量, kg;, kg; W W每立方米混凝土中用水量每立方米混凝土中用水量, kg, kg。 a a,b b為回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，為回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程程（JGJ552000JGJ552000）提供的）提供的a a 、b b 經(jīng)驗(yàn)值為：

36、采經(jīng)驗(yàn)值為：采用碎石：用碎石：a a=0.46=0.46b b0.070.07 采用卵石：采用卵石：a a=0.48=0.48b b =0.33 =0.33）（，bceacuWCff/0 大量實(shí)驗(yàn)表明，大量實(shí)驗(yàn)表明，混凝土強(qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度等級(jí)等因素之間混凝土強(qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度等級(jí)等因素之間保持近似恒定的關(guān)系。保持近似恒定的關(guān)系。一般采用下面直線型的經(jīng)驗(yàn)公式來表示：一般采用下面直線型的經(jīng)驗(yàn)公式來表示：當(dāng)無水泥當(dāng)無水泥28d28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值時(shí)，用水泥強(qiáng)度等級(jí)（抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值時(shí)，用水泥強(qiáng)度等級(jí)（f fce,gce,g）代入式中，并乘以水泥強(qiáng)度等級(jí)富余系數(shù)（代入式中，并乘以水泥強(qiáng)度等級(jí)富

37、余系數(shù)（c c）. . 例例 已知某混凝土所用水泥強(qiáng)度為36.4MPa，水灰比0.45，碎石。試估算該混凝土28天強(qiáng)度值 。n 解解 因?yàn)椋篧/C=0.45 所以 C/W=1/0.45=2.22碎石：a =0.46，b =0.07代入混凝土強(qiáng)度公式有： fcu=0.4636.4(2.22-0.07)=36.0(MPa)答：估計(jì)該混凝土28天強(qiáng)度值為36.0MPa。c. 外加劑和摻合料n混凝土中加入外加劑可按要求改變混凝土的強(qiáng)混凝土中加入外加劑可按要求改變混凝土的強(qiáng)度及強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，如摻入減水劑可減少拌合度及強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，如摻入減水劑可減少拌合用水量，提高混凝土強(qiáng)度；如摻入早強(qiáng)劑可提用水量，提高

38、混凝土強(qiáng)度；如摻入早強(qiáng)劑可提高混凝土早期強(qiáng)度，但對(duì)其后期強(qiáng)度發(fā)展無明高混凝土早期強(qiáng)度，但對(duì)其后期強(qiáng)度發(fā)展無明顯影響。顯影響。超細(xì)的摻合料可配制高性能、超高強(qiáng)超細(xì)的摻合料可配制高性能、超高強(qiáng)度的混凝土度的混凝土。 生產(chǎn)工藝因素n這里所指的生產(chǎn)工藝因素包括混凝土生產(chǎn)過程中涉這里所指的生產(chǎn)工藝因素包括混凝土生產(chǎn)過程中涉及到的及到的施工施工（攪拌、搗實(shí)）、（攪拌、搗實(shí)）、養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)條件、養(yǎng)護(hù)時(shí)間養(yǎng)護(hù)時(shí)間等因素。如果這些因素控制不當(dāng)，會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度等因素。如果這些因素控制不當(dāng)，會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 A. 施工條件施工條件攪拌與振搗攪拌與振搗n在施工過程中，必須將混凝土拌合物攪拌均

39、勻，澆注后必須在施工過程中，必須將混凝土拌合物攪拌均勻，澆注后必須搗固密實(shí)，才能使混凝土有達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度的可能。機(jī)械攪拌搗固密實(shí)，才能使混凝土有達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度的可能。機(jī)械攪拌和搗實(shí)的力度比人力要強(qiáng)。因而，采用機(jī)械攪拌比人工攪拌和搗實(shí)的力度比人力要強(qiáng)。因而，采用機(jī)械攪拌比人工攪拌的拌合物更均勻，采用機(jī)械搗實(shí)比人工搗實(shí)的混凝土更密實(shí)。的拌合物更均勻，采用機(jī)械搗實(shí)比人工搗實(shí)的混凝土更密實(shí)。強(qiáng)力的機(jī)械搗實(shí)可適用于更低水灰比的混凝土拌合物，獲得強(qiáng)力的機(jī)械搗實(shí)可適用于更低水灰比的混凝土拌合物，獲得更高的強(qiáng)度。更高的強(qiáng)度。n改進(jìn)施工工藝可提高混凝土強(qiáng)度，如采用分次投料攪拌工藝；改進(jìn)施工工藝可提高混凝土強(qiáng)度，如采

40、用分次投料攪拌工藝；采用高速攪拌工藝；采用高頻或多頻振搗器；采用二次振搗采用高速攪拌工藝；采用高頻或多頻振搗器；采用二次振搗工藝等都會(huì)有效地提高混凝土強(qiáng)度。工藝等都會(huì)有效地提高混凝土強(qiáng)度。n機(jī)械攪拌的混凝土要比人工攪拌的混凝土強(qiáng)度高機(jī)械攪拌的混凝土要比人工攪拌的混凝土強(qiáng)度高10%10%左右左右。強(qiáng)力的機(jī)械搗實(shí)可適用于更低水灰比的混凝土拌合物，獲得更高強(qiáng)力的機(jī)械搗實(shí)可適用于更低水灰比的混凝土拌合物，獲得更高的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。在震動(dòng)作用下，暫時(shí)破壞了水泥漿的凝聚結(jié)構(gòu)，降低了在震動(dòng)作用下，暫時(shí)破壞了水泥漿的凝聚結(jié)構(gòu)，降低了水泥漿的粘度，集料間的摩阻力也大大減小，從而使混凝土拌合水泥漿的粘度，集料間的摩

41、阻力也大大減小，從而使混凝土拌合物的流動(dòng)性提高，得以更好的填滿模型，同時(shí)混凝土混合物被振物的流動(dòng)性提高，得以更好的填滿模型，同時(shí)混凝土混合物被振搗后，它的顆?；ハ嗫拷?，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大搗后，它的顆粒互相靠近，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高大減少，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高, ,但當(dāng)水灰比逐但當(dāng)水灰比逐漸增大，即流動(dòng)性逐漸增大時(shí)，機(jī)械振搗的優(yōu)越性逐漸降低，其漸增大，即流動(dòng)性逐漸增大時(shí)，機(jī)械振搗的優(yōu)越性逐漸降低，其強(qiáng)度提高一般不會(huì)超過強(qiáng)度提高一般不會(huì)超過10%10%。圖中虛線部分顯示在低水灰比時(shí)機(jī)。圖中虛線部分顯示在低水灰比時(shí)機(jī)械

42、搗實(shí)比人工搗實(shí)有更高的強(qiáng)度。械搗實(shí)比人工搗實(shí)有更高的強(qiáng)度。nb b 養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度養(yǎng)護(hù)溫度較低，早期強(qiáng)度較低；反之，溫度較高，早期強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)溫度較低，早期強(qiáng)度較低；反之，溫度較高，早期強(qiáng)度較高，但對(duì)后期強(qiáng)度有不利影響。另外潮濕的環(huán)境有利于水較高，但對(duì)后期強(qiáng)度有不利影響。另外潮濕的環(huán)境有利于水泥水化，有利于強(qiáng)度發(fā)展，故混凝土需潮濕環(huán)境養(yǎng)護(hù)。泥水化，有利于強(qiáng)度發(fā)展，故混凝土需潮濕環(huán)境養(yǎng)護(hù)?；炷劣兴姆N養(yǎng)護(hù)方式：混凝土有四種養(yǎng)護(hù)方式：A.A.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)是指將混凝土制品在溫度為是指將混凝土制品在溫度為202022，相當(dāng)濕度大于相當(dāng)濕度大于9595的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)。評(píng)定強(qiáng)度等

43、級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)。評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)時(shí)需采用該養(yǎng)護(hù)條件。時(shí)需采用該養(yǎng)護(hù)條件。B.B.自然養(yǎng)護(hù)自然養(yǎng)護(hù)是指對(duì)在自然條件（或氣候條件）下的是指對(duì)在自然條件（或氣候條件）下的混凝土制品適當(dāng)?shù)牟扇∫欢ǖ谋?、保濕措施，并定時(shí)定量混凝土制品適當(dāng)?shù)牟扇∫欢ǖ谋?、保濕措施，并定時(shí)定量向混凝土澆水，保證混凝土材料強(qiáng)度能正常發(fā)展的一種養(yǎng)護(hù)向混凝土澆水，保證混凝土材料強(qiáng)度能正常發(fā)展的一種養(yǎng)護(hù)方式。方式。C.C.蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)是將混凝土材料在小于是將混凝土材料在小于100100的高溫水的高溫水蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)可提高混凝土的早期強(qiáng)度，蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)可提高混凝土的早期強(qiáng)度，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)

44、間?？s短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。D.D.壓蒸養(yǎng)護(hù)壓蒸養(yǎng)護(hù)是將混凝土材料在是將混凝土材料在8 81616大氣壓下，大氣壓下，175175203203的水蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。壓蒸養(yǎng)護(hù)可大大提的水蒸汽中進(jìn)行的一種養(yǎng)護(hù)。壓蒸養(yǎng)護(hù)可大大提高混凝土材料的早期強(qiáng)度。但壓蒸、養(yǎng)護(hù)需要的蒸壓釜設(shè)備高混凝土材料的早期強(qiáng)度。但壓蒸、養(yǎng)護(hù)需要的蒸壓釜設(shè)備比較龐大。僅在生產(chǎn)硅酸鹽混凝土制品時(shí)應(yīng)用。比較龐大。僅在生產(chǎn)硅酸鹽混凝土制品時(shí)應(yīng)用。養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度高，水泥水化速度加快，混凝土早期強(qiáng)度高；反之養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度高，水泥水化速度加快，混凝土早期強(qiáng)度高；反之亦然。若溫度在冰點(diǎn)以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰亦然。若溫度在冰點(diǎn)以下，不但

45、水泥水化停止，而且有可能因冰凍導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度嚴(yán)重降低，凍導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度嚴(yán)重降低，尤其是早期混凝土應(yīng)尤其是早期混凝土應(yīng)特別加強(qiáng)防凍措施。特別加強(qiáng)防凍措施。 養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響4382113齡期抗壓強(qiáng)度031421287澆注后的混凝土所處環(huán)境溫度適宜，水泥水化反應(yīng)順澆注后的混凝土所處環(huán)境溫度適宜，水泥水化反應(yīng)順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得以充分發(fā)展。若相對(duì)濕度低，利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得以充分發(fā)展。若相對(duì)濕度低，混凝土中的水份揮發(fā)快，混凝土因缺水而停止水化，混凝土中的水份揮發(fā)快，混凝土因缺水而停止水化，強(qiáng)度發(fā)展受阻。另一方面，混凝土在強(qiáng)度較低時(shí)失水強(qiáng)度發(fā)展受阻。另一方面，混凝土

46、在強(qiáng)度較低時(shí)失水過快，極易引起干縮，影響混凝土耐久性。過快，極易引起干縮，影響混凝土耐久性。一般在混一般在混凝土澆筑完畢后凝土澆筑完畢后12h12h內(nèi)應(yīng)開始對(duì)混凝土加以覆蓋或澆水。內(nèi)應(yīng)開始對(duì)混凝土加以覆蓋或澆水。對(duì)硅酸鹽水泥、普通水泥和礦渣水泥配制的混凝土澆對(duì)硅酸鹽水泥、普通水泥和礦渣水泥配制的混凝土澆水養(yǎng)護(hù)不得少于水養(yǎng)護(hù)不得少于7 7天；使用粉煤灰水泥和火山灰水泥，天；使用粉煤灰水泥和火山灰水泥，或摻有緩凝劑、膨脹劑、或有防水抗?jié)B要求的混凝土或摻有緩凝劑、膨脹劑、或有防水抗?jié)B要求的混凝土澆水養(yǎng)護(hù)不得少于澆水養(yǎng)護(hù)不得少于1414天。當(dāng)日平均氣溫低于天。當(dāng)日平均氣溫低于5 5攝氏度時(shí)，攝氏度時(shí)，

47、不得澆水養(yǎng)護(hù)。不得澆水養(yǎng)護(hù)。 nc c 齡期齡期 在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)遵循水泥水化在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)遵循水泥水化歷程規(guī)律，即隨著齡期時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度也隨之增長(zhǎng)。最歷程規(guī)律，即隨著齡期時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度也隨之增長(zhǎng)。最初內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，以后增長(zhǎng)較慢。初內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，以后增長(zhǎng)較慢。但只要溫濕度適宜，其強(qiáng)度仍隨齡期增長(zhǎng)。但只要溫濕度適宜，其強(qiáng)度仍隨齡期增長(zhǎng)。普通水泥制成的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度的發(fā)普通水泥制成的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比（齡期不小于三天）展，大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比（齡期不小于三天）28lglg28nff

48、n 1428抗壓強(qiáng)度齡期/d例例某混凝土在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度某混凝土在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度202，濕度，濕度95）下）下養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d，測(cè)得其抗壓強(qiáng)度為，測(cè)得其抗壓強(qiáng)度為21.0MPa，試估算該混凝土，試估算該混凝土28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)多少？抗壓強(qiáng)度可達(dá)多少？ n解解根據(jù)公式根據(jù)公式,將數(shù)據(jù)代入，得該混凝土將數(shù)據(jù)代入，得該混凝土28d抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度f28為：為： n實(shí)驗(yàn)因素實(shí)驗(yàn)因素n 在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試件尺寸、形狀、表面狀態(tài)、在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試件尺寸、形狀、表面狀態(tài)、含水率以及實(shí)驗(yàn)加荷速度等實(shí)驗(yàn)因素都會(huì)影響到混凝土強(qiáng)含水率以及實(shí)驗(yàn)加荷速度等實(shí)驗(yàn)因素都會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果。度實(shí)驗(yàn)

49、的測(cè)試結(jié)果。 A. A. 試件形狀尺寸試件形狀尺寸 測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同試件的尺寸。但是試件尺寸不同、粒徑的尺寸而選用不同試件的尺寸。但是試件尺寸不同、形狀不同，會(huì)影響試件的抗壓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果。環(huán)箍效應(yīng)形狀不同，會(huì)影響試件的抗壓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果。環(huán)箍效應(yīng)“對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度有提高作用。離壓板越遠(yuǎn)，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度有提高作用。離壓板越遠(yuǎn)，”環(huán)箍效環(huán)箍效應(yīng)應(yīng)“小，在距離試件受壓面約小，在距離試件受壓面約0.8660.866（為試件邊長(zhǎng)）范為試件邊長(zhǎng)）范圍外這種效應(yīng)消失。圍外這種效應(yīng)消失。n在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試件

50、尺寸越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越低。在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試件尺寸越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越低。這包括兩方面的原因：這包括兩方面的原因：一是一是 環(huán)箍效應(yīng)環(huán)箍效應(yīng) ；二是由于大試件；二是由于大試件內(nèi)存在的孔隙內(nèi)存在的孔隙 、裂縫和局部較差等缺陷的機(jī)率大，從而降、裂縫和局部較差等缺陷的機(jī)率大，從而降低了材料的強(qiáng)度。低了材料的強(qiáng)度。 nB. B. 表面狀態(tài)表面狀態(tài)當(dāng)混凝土受壓面非常光滑時(shí)（如有油脂），由當(dāng)混凝土受壓面非常光滑時(shí)（如有油脂），由于壓板與試件表面的磨擦力減小，使環(huán)箍效應(yīng)減小，于壓板與試件表面的磨擦力減小，使環(huán)箍效應(yīng)減小，試件將出現(xiàn)垂直裂紋而破壞，測(cè)得的混凝土強(qiáng)度值試件將出現(xiàn)垂直裂紋而破壞，測(cè)得的混凝土強(qiáng)

51、度值較低。較低。C. C. 含水程度含水程度混凝土試件含水率越高，其強(qiáng)度越低?；炷猎嚰试礁?，其強(qiáng)度越低。 nD. D. 加荷速度加荷速度在進(jìn)行混凝土試件抗壓試驗(yàn)時(shí)，加荷速度過快，在進(jìn)行混凝土試件抗壓試驗(yàn)時(shí)，加荷速度過快，材料裂紋擴(kuò)展的速度慢于荷載增加速度，故測(cè)得的材料裂紋擴(kuò)展的速度慢于荷載增加速度，故測(cè)得的強(qiáng)度值偏高。在進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，強(qiáng)度值偏高。在進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的加荷速度進(jìn)行。應(yīng)按規(guī)定的加荷速度進(jìn)行。n(6)(6)提高混凝土強(qiáng)度的措施提高混凝土強(qiáng)度的措施a a選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比 在相同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)

52、度等級(jí)越高，在相同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土的強(qiáng)度越高。試驗(yàn)證明，混凝土的強(qiáng)度越高。試驗(yàn)證明，水灰比增加水灰比增加 ，則，則混凝土強(qiáng)度將下降，混凝土強(qiáng)度將下降，在滿足施工和易性和混凝土在滿足施工和易性和混凝土耐久性要求條件下，盡可能降低水灰比和提高水泥強(qiáng)耐久性要求條件下，盡可能降低水灰比和提高水泥強(qiáng)度，這對(duì)提高混凝土的強(qiáng)度是十分有效的。度，這對(duì)提高混凝土的強(qiáng)度是十分有效的。b b摻用混凝土外加劑和摻合料摻用混凝土外加劑和摻合料 在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提高混在混凝土中摻入減水劑，可減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度；凝土強(qiáng)度；nc c采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型。采用機(jī)械

53、攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型。 nd d采用濕熱處理采用濕熱處理混凝土經(jīng)混凝土經(jīng)16162020的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下2828強(qiáng)度的強(qiáng)度的7070 8080。n2.2.2.2.混凝土的變形性能混凝土的變形性能混凝土在硬化和使用過程中，由于受物理、化學(xué)等混凝土在硬化和使用過程中，由于受物理、化學(xué)等因素的因素的 作用，會(huì)產(chǎn)生各種變形，這些變形是導(dǎo)致混作用，會(huì)產(chǎn)生各種變形，這些變形是導(dǎo)致混凝土凝土產(chǎn)生裂紋產(chǎn)生裂紋的主要原因之一，從而進(jìn)一步影響混的主要原因之一，從而進(jìn)一步影響混凝土的凝土的強(qiáng)度和耐久性強(qiáng)度和耐久性。引起混凝土變形的因素很多，。引起混凝

54、土變形的因素很多，歸納起來有兩類：歸納起來有兩類：非荷載作用下的變形和荷載作用非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形下的變形 （1 1）混凝土在非荷載作用下的變形）混凝土在非荷載作用下的變形a a 化學(xué)收縮化學(xué)收縮 混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水和水泥）的體積，引起混凝土產(chǎn)積小于反應(yīng)物（水和水泥）的體積，引起混凝土產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。其收縮量是隨著混凝土齡生收縮，稱為化學(xué)收縮。其收縮量是隨著混凝土齡期的延長(zhǎng)而增加，大致與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比一般在期的延長(zhǎng)而增加，大致與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比一般在混凝土成型后混凝土成型后4040內(nèi)收縮量增

55、加較快，以后逐漸趨內(nèi)收縮量增加較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定。向穩(wěn)定?；瘜W(xué)收縮是不可恢復(fù)的，可使混凝土內(nèi)部化學(xué)收縮是不可恢復(fù)的，可使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂縫產(chǎn)生微細(xì)裂縫。C C 干濕變形干濕變形 混凝土的干濕變形主要取決于周圍環(huán)境濕度的混凝土的干濕變形主要取決于周圍環(huán)境濕度的變化，表現(xiàn)為干縮濕脹?；炷猎诟稍锟諝庵写娣抛兓?，表現(xiàn)為干縮濕脹。混凝土在干燥空氣中存放時(shí)，混凝土內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)而引起凝膠體失水產(chǎn)時(shí)，混凝土內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)而引起凝膠體失水產(chǎn)生緊縮，以及毛細(xì)管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細(xì)管內(nèi)負(fù)生緊縮，以及毛細(xì)管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細(xì)管內(nèi)負(fù)壓增大，也使混凝土產(chǎn)生收縮。如干縮后的混凝土壓增大，也使混凝土產(chǎn)生收縮

56、。如干縮后的混凝土再次吸水變濕后，一部分干縮變形是可以恢復(fù)的。再次吸水變濕后，一部分干縮變形是可以恢復(fù)的。 混凝土的干濕變形 n混凝土在水中硬化時(shí)，混凝土在水中硬化時(shí)，體積不變，甚至有輕微膨體積不變，甚至有輕微膨脹脹。這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，。這是由于凝膠體中膠體粒子的吸附水膜增厚，膠體粒子間距離增大所致。膠體粒子間距離增大所致?；炷恋臐衩涀冃瘟炕炷恋臐衩涀冃瘟亢苄?，一般無破壞作用。很小，一般無破壞作用。但但干縮變形對(duì)混凝土危干縮變形對(duì)混凝土危害較大，害較大，干縮可能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)干縮可能使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。致開裂，嚴(yán)重影響

57、混凝土的耐久性。 影響混凝土干縮的因素有：影響混凝土干縮的因素有：水泥品種和細(xì)度、水泥品種和細(xì)度、水泥用量和用水量等。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥比普水泥用量和用水量等?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細(xì)，收縮也越大；通硅酸鹽水泥干縮大；水泥越細(xì)，收縮也越大；水泥用量多，水灰比大，收縮也大；混凝土中砂水泥用量多，水灰比大，收縮也大；混凝土中砂石用量多，收縮??；砂石越干凈，搗固越好，收石用量多，收縮??；砂石越干凈，搗固越好，收縮也越小縮也越小. .某車間完工后發(fā)現(xiàn)頂層每個(gè)框架橫梁上都出現(xiàn)不同程度的裂縫。某車間完工后發(fā)現(xiàn)頂層每個(gè)框架橫梁上都出現(xiàn)不同程度的裂縫。裂縫均于梁的上部，長(zhǎng)約為梁高一半

58、，裂縫上寬下窄，最大寬為裂縫均于梁的上部，長(zhǎng)約為梁高一半，裂縫上寬下窄，最大寬為0.5 mm0.5 mm。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)查，設(shè)計(jì)計(jì)算無誤；整個(gè)車間坐落于完整的砂。經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)查，設(shè)計(jì)計(jì)算無誤；整個(gè)車間坐落于完整的砂巖地基上，沒有不均勻沉降，材料全部合格，混凝土強(qiáng)度滿足要巖地基上，沒有不均勻沉降，材料全部合格，混凝土強(qiáng)度滿足要求。經(jīng)了解，在頂層施工中為趕進(jìn)度，把混凝土的強(qiáng)度等級(jí)從求。經(jīng)了解，在頂層施工中為趕進(jìn)度，把混凝土的強(qiáng)度等級(jí)從C20C20提高至提高至C30C30，單位水泥用量增加了，單位水泥用量增加了90 kg90 kg，且當(dāng)時(shí)使用的砂亦，且當(dāng)時(shí)使用的砂亦恰好細(xì)度變細(xì)。恰好細(xì)度變細(xì)。n從裂縫形狀看，

59、可知不屬荷載裂縫，為收縮變形產(chǎn)生的裂縫。原因是施工中任意提高混凝土強(qiáng)度，加大水泥用量，且采用細(xì)度模數(shù)小的砂，這兩方面都會(huì)使收縮增大，從而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。 d d 溫度變形溫度變形 混凝土與其他材料一樣，也具有熱脹冷縮的性混凝土與其他材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，混凝土的熱脹冷縮的變形，稱為溫度變形?；熨|(zhì)，混凝土的熱脹冷縮的變形，稱為溫度變形?；炷翜囟扰蛎浵禂?shù)約為凝土溫度膨脹系數(shù)約為 1 11010-5-5，即溫度升高，即溫度升高11，每每m m膨脹膨脹0.010.01。 溫度變形對(duì)大體積混凝土極為不利?；炷猎跍囟茸冃螌?duì)大體積混凝土極為不利?；炷猎谟不跗?，水泥水化放出較多的熱量，而混凝土

60、是硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，使混凝土內(nèi)部溫度升高，熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，使混凝土內(nèi)部溫度升高，但外部混凝土溫度則隨氣溫下降，致使內(nèi)外溫差達(dá)但外部混凝土溫度則隨氣溫下降，致使內(nèi)外溫差達(dá)50507070，造成內(nèi)部膨脹及外部收縮，造成內(nèi)部膨脹及外部收縮，使外部混凝使外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)使混凝土產(chǎn)生裂縫。土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)使混凝土產(chǎn)生裂縫。n因此，對(duì)大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝因此，對(duì)大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝土的發(fā)熱量，如采用低熱水泥，減少水泥用量，土的發(fā)熱量，如采用低熱水泥，減少水泥用量，采用人工降溫措施以及對(duì)表層混凝土加