第三節(jié) 混凝土的強(qiáng)度

第三節(jié)

混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的意義強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要用于承受荷載或抵抗各種作用力?；炷翉?qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系密切，一般來(lái)說(shuō)，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，通常用混凝土強(qiáng)度來(lái)評(píng)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)度定義混凝土單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、立方體抗壓強(qiáng)度代表值定義三個(gè)混凝土立方體試件為一組，根據(jù)GB50081－2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法進(jìn)行檢測(cè)，以三個(gè)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(gè)與中間值的差值超過(guò)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(gè)差值超過(guò)中間值的15％，則該組實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。

例如：?jiǎn)蝹€(gè)強(qiáng)度(MPa)百分比（％）該組代表值(MPa)單個(gè)強(qiáng)度(MPa)百分比（％）該組代表值(MPa)單個(gè)強(qiáng)度(MPa)百分比（％）該組代表值(MPa)38.210636.449.313137.550.5132無(wú)效36.110037.510038.210034.89635.29431.7832、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(guò)程中，混凝土承壓面會(huì)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(cè)定值也不一樣，小試件偏大，大試件偏小。PPa壓板壓力機(jī)壓板對(duì)試件的約束環(huán)箍效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力示意圖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。當(dāng)試件受壓面上有油脂類潤(rùn)滑劑時(shí)，試件受壓時(shí)的環(huán)箍效應(yīng)大大減小，試件將出現(xiàn)直裂破壞，測(cè)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不受壓板約束時(shí)試件破壞情況涂油摩擦力壓板表面約束3.立方體試件種類與強(qiáng)度換算立方體試件種類:（1）當(dāng)粗骨料Dmax≤31.5mm時(shí)：

100×100×100mm，

150×150×150mm，

200×200×200mm。（2）當(dāng)粗骨料Dmax為31.5～40mm時(shí)：

100×100×100mm，

150×150×150mm。（3）當(dāng)粗骨料Dmax為40～60mm時(shí)：

200×200×200mm。

強(qiáng)度換算

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

150×150×150mm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100×100×100mm的強(qiáng)度系數(shù)為0.95,200×200×200mm的強(qiáng)度系數(shù)為1.05。二、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

1、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)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，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k是測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5％。95%fcu,ofcu,kfcutσ

f正態(tài)分布

按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)劃分，用符號(hào)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(jí)：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等。三、混凝土其它強(qiáng)度1、軸心抗壓強(qiáng)度

測(cè)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/a＝2～3）。fcp＜fcu,主要是環(huán)箍效應(yīng)較弱。當(dāng)fcu＝10～55MPa時(shí)，軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cp≈（0.70～0.80）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、抗拉強(qiáng)度

對(duì)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(cè)定,常采用劈裂抗拉強(qiáng)度來(lái)評(píng)定抗拉強(qiáng)度。劈裂抗拉強(qiáng)度測(cè)定所用試件150×150×150mm,必要時(shí)可用100×100×100mm。通過(guò)圖所示測(cè)定劈裂壓力P，并按下式計(jì)算劈裂抗拉強(qiáng)度f(wàn)pl。什么情況下要測(cè)抗拉強(qiáng)度？Pft=P/A橫截面積為A

Ⅰ直拉試驗(yàn)TensionTesting劈裂抗拉示意圖3、抗彎強(qiáng)度

測(cè)試試件尺寸：150mm×150mm×600（或）550mm，通過(guò)如圖所示三點(diǎn)抗壓測(cè)試，并按計(jì)算抗彎強(qiáng)度。什么時(shí)候要測(cè)抗彎強(qiáng)度？fb=PL/bd2b×d=截面積抗彎試驗(yàn)示意圖4、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(lái)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、水泥強(qiáng)度和水灰比

普通強(qiáng)度等級(jí)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=αafce（C/W—αb）

式中：fcu－混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

C/W－混凝土的灰水比；

fce－水泥的28d實(shí)際強(qiáng)度（MPa）。

在無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，可用式

fce=γ.fce.k代入，其中fce.k為水泥等級(jí)，γ為水泥標(biāo)號(hào)值的富余系數(shù)（一般為1.13）。2、骨料的品種、質(zhì)量及數(shù)量（1）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凝土強(qiáng)度高。但當(dāng)水灰比大于0.4后，隨著水灰比增大，差異越來(lái)越小。（2）骨料的質(zhì)量及粒徑影響混凝土強(qiáng)度的骨料的質(zhì)量，主要包括有害雜質(zhì)含量(泥、泥塊、有機(jī)物、云母、硫化物、輕物質(zhì)及針片狀顆粒等)及骨料強(qiáng)度等。（3）骨料的數(shù)量

C35以下混凝土，骨料數(shù)量對(duì)混凝土強(qiáng)度影響不大；C35以上混凝土，骨料數(shù)量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響作用有所增大。但總的說(shuō)來(lái)，該因素為影響強(qiáng)度的次要因素。

3、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?；炷潦軆鳊g期越早，對(duì)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(shí)間越長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度越高。四、影響混凝土強(qiáng)度的因素4、齡期

混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，28d以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，60d以后強(qiáng)度增長(zhǎng)更為緩慢。普通強(qiáng)度等級(jí)混凝土，在標(biāo)養(yǎng)條件下，3～28d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：