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1、混凝土的强度混凝土的强度1混凝土的强度与强度等级混凝土的强度与强度等级（）抗压强度标准和强度等级值（）抗压强度标准和强度等级值 立方体抗压强度（立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方法制成边长为按照标准的制作方法制成边长为150的正的正立方体试件，在标准养护条件（温度士立方体试件，在标准养护条件（温度士2，相对湿度，相对湿度95以上）下，养护至以上）下，养护至28龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度”（以（以fcu表表示示, 以以2即即 a）测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按测定混凝土立方体试
2、件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的尺寸而选用不同的试件尺粗骨料最大粒径的尺寸而选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。数，以得到相当于标准试件的试验结果。（对于边长为（对于边长为 100100的立方体试件，换算的立方体试件，换算系数为系数为0.950.95；边长为；边长为200200的立方体试件，的立方体试件，换算系数为换算系数为1.051.05）。）。立方体试件抗压强度标准值（立方体试件抗压强度标准值（fcu，k） 立方体抗压强度（立方体抗压强度（fcu）只是一组混凝土试件抗）只是一组混凝土试件抗压强度
3、的算术平均值，并未涉及数理统计和保证压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。而立方体抗压强度标准值（率的概念。而立方体抗压强度标准值（fcu,k）是）是按数理统计方法确定，具有不低于保证率按数理统计方法确定，具有不低于保证率的立方体抗压强度。的立方体抗压强度。强度等级强度等级混凝土的混凝土的“强度等级强度等级”是根据是根据“立方体抗压强度立方体抗压强度标准值标准值”来确定的。我国现行规范（来确定的。我国现行规范（GB/T500812002）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标）规定，普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：准值划分为：10、15、C20、C25、C30、C40、C45
4、、C50、C55等强度等级。等强度等级。(2)轴心抗压强度（轴心抗压强度（fcp）为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。据。我国现行标准（我国现行标准（/T500812002）规定，）规定，测定轴心抗压强度采用测定轴心抗压强度采用 棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体作为标准试件。试验证明，棱柱体强度与立方体强度的比值为棱柱
5、体强度与立方体强度的比值为0.70.8。(3)劈裂抗拉强度（劈裂抗拉强度（fts） 我国现行标准规定，采用标准试件我国现行标准规定，采用标准试件立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度fts 混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算： 式中式中fts混凝土劈裂抗拉强度，混凝土劈裂抗拉强度，MPa； F破坏荷载，；破坏荷载，； 试件劈裂面面积，试件劈裂面面积，mm2。AFAFfts637. 02(4) 混凝土抗弯强度混凝土抗弯强度( fcf ) 道路路面或机场跑道用混凝土，是
6、以抗弯强度（或称抗道路路面或机场跑道用混凝土，是以抗弯强度（或称抗折强度）为主要设计指标。折强度）为主要设计指标。 水泥混凝土的抗弯强度试验水泥混凝土的抗弯强度试验是以标准方法制备成是以标准方法制备成 150mm150mm550mm的梁形试的梁形试件，在标准条件下养护后，按三分点加荷，测定其件，在标准条件下养护后，按三分点加荷，测定其抗弯强度（抗弯强度（fcf ），按下式计算：），按下式计算： 式中式中 fcf混凝土抗弯强度，；混凝土抗弯强度，； F破坏荷载，；破坏荷载，； 支座间距，支座间距，mm； 试件截面宽度，试件截面宽度，mm； 试件截面高度，试件截面高度，mm； 如为跨中单点加荷得到
7、的抗折强度，按断裂力学推导应如为跨中单点加荷得到的抗折强度，按断裂力学推导应乘以折算系数乘以折算系数0.85。2bhFLfcf2影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度的主要因素有：影响混凝土强度的主要因素有：（1）水泥强度与水灰比）水泥强度与水灰比 水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土越高。当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土
8、的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的左右，但的结合水，一般只占水泥重量的左右，但在拌制混凝土混合物时，为了获得必要的流动性，在拌制混凝土混合物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水（约占水泥重量的常需用较多的水（约占水泥重量的）。混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残存在）。混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残存在混凝土中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少混凝土中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少了混凝土的有效断面，并可能在受力时于气孔或了混凝土的有效断面，并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中，使混凝土强度下降。水泡周围
9、产生应力集中，使混凝土强度下降。在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。但是，如果水灰混凝土的强度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低混凝土的强度和耐久性。试验证明，降低混凝土的强度和耐久性。试验证明，混凝土强度，随水灰比增大而降低，呈混凝土强度，随水灰比增大而降低，呈曲线关系，而混凝土强度与灰水比呈直曲线关系，而混凝土强度与灰水比呈直线关系线关系（图
10、（图68）。）。 图图68 混凝土强度与水灰比及灰水比的关系混凝土强度与水灰比及灰水比的关系 （）强度与水灰比的关系；（）强度与水灰比的关系； （）强度与灰水比的关系（）强度与灰水比的关系 水泥石与骨料的粘结情况与骨料种水泥石与骨料的粘结情况与骨料种类和骨料表面性质有关，表面粗糙的碎类和骨料表面性质有关，表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石（砾石）的粘结力石比表面光滑的卵石（砾石）的粘结力大，硅质集料与钙质集料也有分别。在大，硅质集料与钙质集料也有分别。在其他条件相同的情况下，碎石混凝土的其他条件相同的情况下，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度高。强度比卵石混凝土的强度高。根据大量试验建立的根据大量
11、试验建立的混凝土强度混凝土强度公式：公式：）（，bceacuWCff/0 式中式中fcu,0混凝土混凝土28天抗压强度天抗压强度, a； fce水泥的实际强度水泥的实际强度,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; 每立方米混凝土中用水量每立方米混凝土中用水量, kg。 a,b为回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其为回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。数值可通过试验求得。普通混凝土配合比设计规程普通混凝土配合比设计规程（JGJ552000）提供的）提供的a 、b 经验值为：经验值为： 采用碎石：采用碎石：a=0.46b0.07
12、采用卵石：采用卵石：a=0.48b =0.33（2）养护的温度和湿度）养护的温度和湿度 混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。的过程，必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果也不相同。温度高，水泥凝结硬化速度快，早期也不相同。温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。低
13、温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度转率。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至低至0以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行，坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持因此，混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。化。（3） 龄期龄期 在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。最历程规律，即随着龄期时
14、间的延长，强度也随之增长。最初内，强度增长较快，以后增长较慢。初内，强度增长较快，以后增长较慢。但只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。但只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天）展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天）28lglg28nffn 实际工程中利用混凝土的成熟度来估算实际工程中利用混凝土的成熟度来估算混凝土强度也是一种有效的方法。混凝混凝土强度也是一种有效的方法。混凝土的成熟度是指混凝土所经历的时间和土的成熟度是指混凝土所经历的时间和温度的
15、乘积的总和，单位为温度的乘积的总和，单位为h。当混。当混凝土的初始温度在某一范围内，并且在凝土的初始温度在某一范围内，并且在所经历的时间内不发生干燥失水的情况所经历的时间内不发生干燥失水的情况下，混凝土强度和成熟度的对数成线性下，混凝土强度和成熟度的对数成线性关系。关系。（4）施工质量）施工质量施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量包括配料准确，搅拌均匀，影响。施工质量包括配料准确，搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理和操作，都会导致混凝土强度的了规范管理和操作，都会导致混凝土强度的
16、降低。降低。 (5) 试验条件试验条件试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准确性。要求进行，保证试验的准确性。3提高混凝土强度的措施提高混凝土强度的措施（1）选用高强度水泥和低水灰比）选用高强度水泥和低水灰比 水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的重要因素，试验证明，水灰比增加重要因素，试验证明，水灰比增加 ，则，则混凝土强度将下降，在满足施工和易性混凝土强度将下降，在满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强度是十分有效的。度是十分有效的。（2）掺用混凝土外加剂）
