混凝土力學(xué)性能淺談?wù)n件

淺析混凝土強度性能與主要強度指標(biāo)檢測方法山東魯橋建設(shè)有限公司內(nèi)部技術(shù)交流會淺析混凝土強度性能與主要強度指標(biāo)檢測方法山東魯橋建設(shè)有限公目錄1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度3.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度4.混凝土立方體抗壓強度檢測5.水泥混凝土抗壓強度的評定6.小結(jié)目錄1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：Ａ.宏觀結(jié)構(gòu)：即砂漿和粗骨料兩組分體系。Ｂ.亞微觀結(jié)構(gòu)：即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)。Ｃ.微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成。注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強度是影響混凝土強度的重要因素；

2.在荷載的作用下，微裂縫的擴展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度混凝土結(jié)構(gòu)中，我們主要使用砼的抗壓性能。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葮?biāo)準(zhǔn)值來劃分的2.1混凝土抗壓強度

1）混凝土立方體抗壓強度和強度等級：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為20±2℃，濕度≥95%）養(yǎng)護28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的結(jié)果即為抗壓強度，用符號fcu表示；用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的試驗結(jié)果具有95%保證率的抗壓強度，即抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值用符號fcu,k表示；使用意義：評定混凝土強度等級的標(biāo)準(zhǔn)。

《規(guī)范》根據(jù)目前結(jié)構(gòu)強度范圍，從C15~C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2（即5MPa）。2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度2.1混凝土抗壓強度2）混凝土軸心抗壓強度

按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mm×l50mm×300mm的棱柱體試件，在溫度為20土2℃和相對濕度為95％以上的條件下養(yǎng)護28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95％保證率的抗壓強度。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度?？紤]到實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護和受力情況，實際構(gòu)件強度與試件強度之間存在差異，《規(guī)范》基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：2）混凝土軸心抗壓強度按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150m

式中：

α１為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。α2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實際構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。使用意義：設(shè)計計算混凝土構(gòu)件的受彎、受壓承載力時采用。

式中：α１為棱柱體強度與立方體強度之比，對不劈拉試驗FdF2.2混凝土的軸心抗拉強度

混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。

使用意義：用于分析混凝土構(gòu)件的開裂、裂縫寬度、變形及計算混凝土構(gòu)件的受沖切、受扭、受剪等承載力。拉壓壓劈拉試驗FdF2.2混凝土的軸心抗拉強度混凝土的

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：0102030405060708090100123456

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體3.1雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3~0.6之間，約(1.25~1.60)fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。3.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度3.1雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的復(fù)合受力情況。混凝土的抗剪強度：隨拉應(yīng)力增大而減小隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強度達到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的3.2三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進行。側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為:

式中——被約束混凝土的軸心抗壓強度；

——非約束混凝土的軸心抗壓強度；

——側(cè)向約束壓應(yīng)力。

側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。

3.2三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的4.混凝土立方體抗壓強度檢測4.1我國以立方體28天標(biāo)養(yǎng)抗壓強度作為混凝土強度的特征值

(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。

(2)混凝土的其他力學(xué)性能，如軸心抗壓強度和軸心抗拉強度等，都與混凝土立方體抗壓強度有一定的關(guān)系。(3)立方體抗壓試驗最簡單，結(jié)果最穩(wěn)定，便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和進行質(zhì)量評判。(4)混凝土強度前期增長較快，28天之后緩慢且趨于穩(wěn)定。注釋:1）混凝土設(shè)計強度等級：根據(jù)結(jié)構(gòu)使用功能由設(shè)計圖決定，如墩柱設(shè)計強度等級為C30，則C30混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k=30MPa；2）混凝土配合比配制強度fcu0：配制強度由混凝土強度等級決定，如下：4.混凝土立方體抗壓強度檢測4.1我國以立方體28天標(biāo)養(yǎng)抗壓4.2立方體抗壓強度的測試方法①試件制備換算系數(shù)：1.05換算系數(shù)：0.95

標(biāo)

準(zhǔn)

試

件:

非標(biāo)準(zhǔn)試件:圖3邊長150mm的立方體試件200mm200mm100mm100mm150mm150mm圖4邊長100mm、200mm的立方體試件4.2立方體抗壓強度的測試方法①試件制備換算系數(shù)：1.05試件尺寸的選取可依據(jù)粗骨料的最大粒徑來定骨料最大粒徑（mm）試件尺寸（mm）換算系數(shù)30100×100×1000.9540150×150×150160200×200×2001.05試件尺寸的選取可依據(jù)粗骨料的最大粒徑來定骨料最大粒徑（mm）②試件養(yǎng)護

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護：蒸壓養(yǎng)護:同條件養(yǎng)護：

把試件放在與工程環(huán)境相同的條件下進行的養(yǎng)護

在自然條件下進行的養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護：

自然養(yǎng)護：

加速養(yǎng)護溫度２０士2℃，相對濕度95％以上（定期灑水）

在大于1atm、大于100℃的蒸汽中進行養(yǎng)護在1atm、100℃以下的蒸汽中進行的養(yǎng)護同條件養(yǎng)護：

把試件放在與工程環(huán)境相同的條件下進行的養(yǎng)護②試件養(yǎng)護蒸壓養(yǎng)護:同條件養(yǎng)護：把試件放在與工程環(huán)境③試驗方法表面擦干，即可測定

試件濕度：

加載速率：0.3～1.0ＭＰa/s＜C30：0.3～0.5ＭＰa/sC30～C60：0.5～0.8ＭＰa/s≥C60：0.8～1.0ＭＰa/s③試驗方法表面擦干，即可測定0.3～1.0ＭＰa/s5.水泥混凝土抗壓強度的評定5.1水泥混凝土抗壓強度的評定（1）評定混凝土的抗壓強度,應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28d齡期的邊長為150mm立方體試件、在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下測得的極限抗壓強度為準(zhǔn)。（2）水泥混凝土強度合格的標(biāo)準(zhǔn)1）當(dāng)需要評定的試件小于10組時采用非統(tǒng)計方法進行Rn≥1.15R

Rmin≥0.95R

5.水泥混凝土抗壓強度的評定5.1水泥混凝土抗壓強度的評定2）試件≥10組時，應(yīng)以數(shù)理統(tǒng)計方法按下述條件評定：

Rn-

K1Sn≥0.9R

Rmin≥K2R

式中：n—同批混凝土試件組數(shù)；

Rn—同批n組試件強度的平均值(MPa)；

Sn—同批n組試件強度的標(biāo)準(zhǔn)差(MPa)，Sn<0.06R時取0.06R

R—混凝土設(shè)計強度等級(MPa)；

Rmin—n組試件中強度最低一組的值(MPa)：

K1、K2—合格判定系數(shù)，見附表D。2）試件≥10組時，應(yīng)以數(shù)理統(tǒng)計方法按下述條件評定：（3）其他應(yīng)注意的事項1）評定混凝土的強度時，以單位工程中強度等級相同、齡期相同以及生產(chǎn)工藝條件和配合比相同的混凝土組成一個驗收批。2）

為了便于管理和控制質(zhì)量，分部工程宜單獨作為一個驗收批進行評定；在評定主體分部工程時，鑒于主體施工周期長，混凝土的批量過大，則宜劃分為幾個驗收批進行評定，而驗收批的劃分，宜在施工組織設(shè)計中明確規(guī)定。3）對固定使用商品混凝土或集中場站攪拌的混凝土，宜采取統(tǒng)計方法評定其強度；對現(xiàn)場零星攪拌的混凝上，宜采用非統(tǒng)計法評定其強度。（3）其他應(yīng)注意的事項6.小結(jié)6.小結(jié)混凝土力學(xué)性能淺談?wù)n件謝謝大家！

疏漏之處請各位不吝批評指正！謝謝大家！淺析混凝土強度性能與主要強度指標(biāo)檢測方法山東魯橋建設(shè)有限公司內(nèi)部技術(shù)交流會淺析混凝土強度性能與主要強度指標(biāo)檢測方法山東魯橋建設(shè)有限公目錄1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度3.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度4.混凝土立方體抗壓強度檢測5.水泥混凝土抗壓強度的評定6.小結(jié)目錄1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：Ａ.宏觀結(jié)構(gòu)：即砂漿和粗骨料兩組分體系。Ｂ.亞微觀結(jié)構(gòu)：即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)。Ｃ.微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成。注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強度是影響混凝土強度的重要因素；

2.在荷載的作用下，微裂縫的擴展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。1.混凝土的組成結(jié)構(gòu)2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度混凝土結(jié)構(gòu)中，我們主要使用砼的抗壓性能。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葮?biāo)準(zhǔn)值來劃分的2.1混凝土抗壓強度

1）混凝土立方體抗壓強度和強度等級：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為20±2℃，濕度≥95%）養(yǎng)護28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的結(jié)果即為抗壓強度，用符號fcu表示；用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的試驗結(jié)果具有95%保證率的抗壓強度，即抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值用符號fcu,k表示；使用意義：評定混凝土強度等級的標(biāo)準(zhǔn)。

《規(guī)范》根據(jù)目前結(jié)構(gòu)強度范圍，從C15~C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2（即5MPa）。2.單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度2.1混凝土抗壓強度2）混凝土軸心抗壓強度

按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mm×l50mm×300mm的棱柱體試件，在溫度為20土2℃和相對濕度為95％以上的條件下養(yǎng)護28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95％保證率的抗壓強度。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。考慮到實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護和受力情況，實際構(gòu)件強度與試件強度之間存在差異，《規(guī)范》基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：2）混凝土軸心抗壓強度按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150m

式中：

α１為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。α2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實際構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。使用意義：設(shè)計計算混凝土構(gòu)件的受彎、受壓承載力時采用。

式中：α１為棱柱體強度與立方體強度之比，對不劈拉試驗FdF2.2混凝土的軸心抗拉強度

混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。

使用意義：用于分析混凝土構(gòu)件的開裂、裂縫寬度、變形及計算混凝土構(gòu)件的受沖切、受扭、受剪等承載力。拉壓壓劈拉試驗FdF2.2混凝土的軸心抗拉強度混凝土的

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：0102030405060708090100123456

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體3.1雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3~0.6之間，約(1.25~1.60)fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。3.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度3.1雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的復(fù)合受力情況?；炷恋目辜魪姸龋弘S拉應(yīng)力增大而減小隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強度達到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的3.2三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進行。側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為:

式中——被約束混凝土的軸心抗壓強度；

——非約束混凝土的軸心抗壓強度；

——側(cè)向約束壓應(yīng)力。

側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。

3.2三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的4.混凝土立方體抗壓強度檢測4.1我國以立方體28天標(biāo)養(yǎng)抗壓強度作為混凝土強度的特征值

(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。

(2)混凝土的其他力學(xué)性能，如軸心抗壓強度和軸心抗拉強度等，都與混凝土立方體抗壓強度有一定的關(guān)系。(3)立方體抗壓試驗最簡單，結(jié)果最穩(wěn)定，便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和進行質(zhì)量評判。(4)混凝土強度前期增長較快，28天之后緩慢且趨于穩(wěn)定。注釋:1）混凝土設(shè)計強度等級：根據(jù)結(jié)構(gòu)使用功能由設(shè)計圖決定，如墩柱設(shè)計強度等級為C30，則C30混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k=30MPa；2）混凝土配合比配制強度fcu0：配制強度由混凝土強度等級決定，如下：4.混凝土立方體抗壓強度檢測4.1我國以立方體28天標(biāo)養(yǎng)抗壓4.2立方體抗壓強度的測試方法①試件制備換算系數(shù)：1.05換算系數(shù)：0.95

標(biāo)

準(zhǔn)

試

件:

非標(biāo)準(zhǔn)試件:圖3邊長150mm的立方體試件200mm200mm100mm100mm150mm150mm圖4邊長100mm、200mm的立方體試件4.2立方體抗壓強度的測試方法①試件制備換算系數(shù)：1.05試件尺寸的選取可依據(jù)粗骨料的最大粒徑來定骨料最大粒徑（mm）試件尺寸（mm）換算系數(shù)30100×100×1000.9540150×150×150160200×200×2001.05試件尺寸的選取可依據(jù)粗骨料的最大粒徑來定骨料最大粒徑（mm）②試件養(yǎng)護

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護：蒸壓養(yǎng)護:同條件養(yǎng)護：

把試件放在與工程環(huán)境相同的條件下進行的養(yǎng)護

在自然條件下進行的養(yǎng)護蒸汽養(yǎng)護：

自然養(yǎng)護：

加速養(yǎng)護溫度２０士2℃，相對濕度95％以上（定期灑水）

在大于1atm、大于100℃的蒸汽中進行養(yǎng)護在1atm、100℃以下的蒸汽中進行的養(yǎng)護同條件養(yǎng)護：

把試件放在與工程環(huán)境相同的條件下進行的養(yǎng)護②試件養(yǎng)護蒸壓養(yǎng)護:同條件養(yǎng)護：把試件放在與工程環(huán)境③試驗方法表面擦干，即可測定

試件濕度：

加載速率：0.3～1.0ＭＰa/s＜C30：0.3～0.5ＭＰa/sC30～C60：0.5～0.8ＭＰa/s≥C60：0.8～1.0