《建筑材料》課件-4.3 水泥混凝土的強(qiáng)度

PART03水泥混凝土的強(qiáng)度混凝土不同階段的劃分凝結(jié)硬化前28d齡期28d后和易性強(qiáng)度耐久性階段評(píng)價(jià)指標(biāo)變形混凝土立方體抗壓強(qiáng)度12混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度3混凝土的抗拉強(qiáng)度4混凝土的抗彎拉強(qiáng)度1.混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸150*150*150mm立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法在28d齡期測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的概率為5%（即具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度），以MPa計(jì)以“fcu,k”表示。強(qiáng)度—概率分布曲線混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值示意圖問(wèn)題？

例如：一組試件的立方體抗壓強(qiáng)度值分別為32.1,37.5,35.1,38.2,40.2,29.5,43.1,42.3,40.6,30.2,32.5,37.4,38.1,37.4,36.4,33.8,35.8,36.2,37.9,39.2(MPa)

，共有20個(gè)數(shù)據(jù)。用比較法可得：其抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是30.2MPa；因?yàn)?0個(gè)數(shù)據(jù)中，小于30.2MPa的只有一個(gè)29.5MPa，百分率為5％。如何求得立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的？強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)混凝土立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)劃分的等級(jí)，以符號(hào)C+混凝土立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)表示。普通混凝土劃分為十四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。2、試驗(yàn)方法（1）混凝土試件制作（見(jiàn)視頻）

（2）養(yǎng)護(hù)

（3）水泥混凝土試件脫模與養(yǎng)護(hù)（見(jiàn)視頻）

（4）水泥混凝土抗壓試驗(yàn)（見(jiàn)視頻）

抗壓試驗(yàn)圖立方體試件對(duì)比圖強(qiáng)度值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:（1）三個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的強(qiáng)度值(精確至0.1MPa);（2）三個(gè)測(cè)值中的最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值的差值超過(guò)中間值的15%時(shí)，則把最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值;

（3）如最大值和最小值與中間值的差均超過(guò)中間值的15%，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。數(shù)據(jù)處理：混凝土的變形不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的選用試件尺寸150*150*150mm養(yǎng)護(hù)條件20±2℃，RH95%養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d表示方法fcu混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)【小結(jié)】立方體抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度

軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系：

fcp=(0.7~0.8)fcu

換算系數(shù)與混凝土強(qiáng)度有關(guān)，強(qiáng)度越高，系數(shù)越小。試件尺寸150*150*300mm養(yǎng)護(hù)條件20±2℃，RH95%養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d表示方法fcp混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)fcp=（0.7-0.8）fcu強(qiáng)度比較【小結(jié)】立方體抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度3.混凝土的立方體劈裂抗拉強(qiáng)度

混凝土的抗拉強(qiáng)度很小,只有抗壓強(qiáng)度的1/10—1/20。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)。劈裂抗拉試驗(yàn)試件：邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件或圓柱體試件

劈裂抗拉試驗(yàn)

劈拉強(qiáng)度計(jì)算：fts=2P/

a2=0.637(P/a2)a：立方體試件的邊長(zhǎng)

;150mm

150mm

150mm的立方體試件試件尺寸150*150*150mm養(yǎng)護(hù)條件20±2℃，RH95%養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d表示方法ftsfts=（1/10-1/20）fcu強(qiáng)度比較【小結(jié)】立方體抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度4.混凝土的抗彎拉強(qiáng)度將混凝土制成150mm×150mm×550mm的直角棱柱小梁試件，按照規(guī)定的養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)到28d齡期，在兩點(diǎn)加載條件下，斷裂時(shí)的極限應(yīng)力，稱為抗彎拉強(qiáng)度抗壓試驗(yàn)步驟：（1）試件取出后，用濕毛巾覆蓋并及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，保持試件干濕狀態(tài)不變。在試件中部量出其寬度和高度，精確至1mm。（2）調(diào)整兩個(gè)可移動(dòng)支座，將試件安放在支座上，試件成型時(shí)的側(cè)面朝上，幾何對(duì)中后，務(wù)必使支座及承壓面與活動(dòng)船形墊塊的接觸面平穩(wěn)、均勻，否則應(yīng)墊平。

（3）加荷時(shí)，應(yīng)保持均勻、連續(xù)。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí)，加荷速度為0.02MPa/s～0.05MPa/s；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)大于等于C30且小于C60時(shí)，加荷速度為0.05MPa/s～0.08MPa/s；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)大于等于C60時(shí)，加荷速度為0.08MPa/s～0.10MPa/s。當(dāng)試件接近破壞而開(kāi)始迅速變形時(shí)，不得調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門(mén)，直至試件破壞，記下破壞極限荷載F(N)。數(shù)據(jù)處理：

采用100mm×100mm×400mm非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，在三分點(diǎn)加荷的試驗(yàn)方法同前，但所取得的彎拉強(qiáng)度值應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)0.85。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C60時(shí)，應(yīng)采用150mm×150mm×550mm標(biāo)準(zhǔn)試件。

（1）以3個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值為測(cè)定值。3個(gè)試件中最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值之差超過(guò)中間值的15％，則把最大值和最小值舍去，以中間值作為試件的抗彎拉強(qiáng)度；如最大值和最小值與中間值之差值均超過(guò)中間值15％，則該組試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。（2）3個(gè)試件中如有一個(gè)斷裂面位于加荷點(diǎn)外側(cè)，則混凝土抗彎拉強(qiáng)度按另外兩個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算。如果這兩個(gè)測(cè)值的差值不大于這兩個(gè)測(cè)值中較小值的15％，則以兩個(gè)測(cè)值的平均值為測(cè)試結(jié)果，否則結(jié)果無(wú)效。（3）如果有兩根試件均出現(xiàn)斷裂面位于加荷點(diǎn)外側(cè)，則該組結(jié)果無(wú)效。

試件尺寸150*150*550（600）mm養(yǎng)護(hù)條件20±2℃，RH95%養(yǎng)護(hù)時(shí)間28d表示方法

【小結(jié)】立方體抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度5.影響混凝土強(qiáng)度的因素混凝土受壓破壞的三種形式？水泥石與骨料的界面之間的粘結(jié)破壞骨料劈裂破壞水泥石發(fā)生拉伸或剪切破壞骨料和水泥石分界面上的粘結(jié)面破壞，這是最常見(jiàn)的破壞形式。混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度影響混凝土強(qiáng)度的因素很多，主要有:原材料的影響，包括原材料的特征和各材料之間的組成比例等內(nèi)因;養(yǎng)護(hù)條件;試驗(yàn)測(cè)試條件等外因。1.水泥強(qiáng)度和水灰(膠)比水泥強(qiáng)度的高低是影響混凝土強(qiáng)度的最直接因素。試驗(yàn)表明，水泥的強(qiáng)度愈高，則水化反應(yīng)后形成的水泥石強(qiáng)度就愈高，從而配制的混凝土強(qiáng)度也就愈高。當(dāng)水泥的強(qiáng)度確定時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水灰(膠)比的大小，在一定范圍內(nèi)強(qiáng)度隨水灰(膠)比的減少而有規(guī)律的提高?；炷翉?qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系為：2.集料特性骨料最大粒徑隨著粗集料粒徑增大,單位用水量相應(yīng)減少,在固定的用水量和水灰比條件下，加大最大粒徑，可獲得較好的和易性，或因減小水灰比而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。骨料礦物組成石灰石骨料可以產(chǎn)生較高的強(qiáng)度。骨料的形狀和表面特征粗糙表面有利于增加過(guò)渡區(qū)的粘結(jié)強(qiáng)度；針片狀骨料容易引起應(yīng)力集中，降低混凝土破壞的極限應(yīng)力，因而降低強(qiáng)度。3.漿集比混凝土中水泥漿的體積和集料體積之比稱為漿集比，該比值對(duì)混凝土的強(qiáng)度也有一定的影響。在水灰(膠)比相同的條件下，達(dá)到最佳漿集比后，混凝土的強(qiáng)度隨著混凝土漿集比的增加而降低。4.養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)過(guò)程中溫度、濕度和齡期是影響混凝土強(qiáng)度形成的主要因素。1-空氣中養(yǎng)護(hù);2-9個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù);

3-3個(gè)月后水中養(yǎng)護(hù);4-標(biāo)準(zhǔn)濕度下養(yǎng)護(hù)a)齡期為常數(shù)坐標(biāo);

b)齡期為對(duì)數(shù)坐標(biāo)5.試驗(yàn)條件試驗(yàn)時(shí)的試件尺寸;試件的濕度和溫度;支承狀況;加