硬化混凝土的强度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.4.硬化混凝土的强度,混凝土强度的种类,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,钢筋与混凝土的粘结强度,抗压强度是,结构设计,的主要参数，也是混凝,土,质量评定的指标,。,4.4.1.混凝土的抗压强度与强度等级,1.砼抗压强度概念：,指其,标准试件,在压力作用下直到破坏的单位面积所能承受的最大应力。工程上指的,混凝土强度,即是抗压强度。,2.国家标准规定：,（1）.制作150150150mm标准立方体试件,，,在标准条件（温度20,3，相对湿度90%以上）下，养护到28d龄期，所测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，以,f,cc,表示。,标准立方体试件抗压试验,混凝土强度试验规格,150150150mm,水泥强度试验规格,4040160mm,当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：,试件种类,试件尺寸，mm,粗骨料最大粒径，mm,换算系数,标准试件,150150150,40,1.00,非标准试件,100100100,30,0.95,200200200,60,1.05,(2).混凝土强度等级,以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（,f,cu,k,）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五个强度等级。,C30,“C”代表“混凝土”。,“30”代表,f,cu,k,30.0MPa；,3.混凝土立方体抗压强度,标准值,：,指所测得混凝土立方体抗压强度总体分布中的一个值，,强度低于该值的百分率为不超过5%,，即具有,95%强度保证率,的混凝土立方体抗压强度；以,f,cck,表示。,如：,某混凝土，其,f,cu,30.034.9MPa；,某混凝土，,其,f,cu,30.0MPa的保证率为95%。,混凝土强度等级选用范围,.C,10,C,15,用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构。.C,20,C,25,用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构；.C,25,C,30,用于大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等；,C,40,C,45,用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于2530层；,C,50,C,60,用于30层至60层以上高层建筑；,C,60,C,80,用于高层建筑，采用高性能混凝土；,C,80,C,120,采用超高强混凝土于高层建筑。将来可能推广使用高达C130以上的混凝土。,5.混凝土轴心抗压强度,(1).,实际工程中，混凝土结构形式大多为,棱柱体型或圆柱体型，,为使混凝土强度接近实际情况，都采用,轴心抗压强度,，以,f,cp,表示；,(2).国家规定：轴心抗压强度,采用,150,150,300mm,的棱柱体作为标准试件，也可用非标准尺寸的棱柱体试件，但其高宽比（）应在23的范围。,f,cc,(,立方体强度),在1055MPa范围内时，两者可换算：,f,cp,(轴心）,（0.700.80）,f,cc,(立方体）,f,cc,150,mm,标准,立方体抗压强度,f,cck,-有95%强度保证率的抗压强度；,f,cp,实际工程中的轴心抗压强度；,压碎后的砼芯,4.2.影响混凝土抗压,强度,的主要因素,1.原材料因素,(1).,水泥强度等级,325、425,(2).,水灰比,水灰比越小,，,会怎样？,(3).,集料的种类、质量和数量,a.,骨料的风化程度,b.,骨料表面粗糙程度,混凝土强度与,水灰比,的关系,水泥强度,(f,ce,)及,水灰比(WC),对混凝土的强度（28天龄期强度）有直接的影响，并有如下关系：,试验表明：,混凝土28d龄期抗压强度(,f,c,u,)与水泥实际强度(,f,ce,)及水灰比(WC)之间的关系符合下列经验公式：,A、B 回归系数，,采用碎石：,A0.46，B0.07；,采用卵石：,A0.48，B0.33。,上式中的水泥实际强度若无法得到时，可采用下式计算：,fce,f c,Y,c,f c水泥的标号的标准值；,Y,c水泥强度等级富于系数（通常取1.13）；,例已知某混凝土所用水泥强度为36.4MPa，水灰比0.45，粗骨料为碎石。试估算该混凝土28天强度值？,解,因为：,W,/,C,=0.45-水灰比,所以,C,/,W,=1/0.45=2.22-灰水比,回归系数 A B碎石：,A,=0.46，,B,=0.07 强度公式为：,代入混凝土强度公式有：,f,cu=0.4636.4(2.22-0.07)=36.0(MPa)答：估计该混凝土28天强度值为36.0MPa。,2.生产工艺因素,混凝土强度与,施工工艺,的关系,(1).,施工条件-搅拌与振捣,(2).,养护条件,(3).,龄期,(2).,养护条件,湿度与温度对砼强度的影响曲线图,(3).,龄期,混凝土有四种养护方式：,A.标准养护,是指在温度为203，相当湿度大于90的标准条件下进行的养护。评定强度等级时需采用该养护条件。,B.自然养护,C.蒸汽养护,是在小于100的高温水蒸汽中进行的一种养护。可提高早期强度，缩短养护时间。,D.压蒸养护,在816大气压下，175203的水蒸汽中进行的一种养护。,养护温度对砼强度的影响,4.试验因素,(1).,试件尺寸,200,骨料最大粒径（mm）,试件尺寸（mm）,换算系数,30,100,0.95,40,150,1,60,200,1.05,请分析混凝土试件破坏后所得形状的原因。,破坏后试件的形状是环箍效应所致。,().,加荷速度,一般加荷速度越快，所测混凝土强度值越大。,国标规定：,混凝土加荷速度为0.30.8Mpa，且连续均匀地进行。,还有其它影响因素有：,(4).表面状态,(5).含水程度,(6),.人为误差和系统误差,提高混凝土强度的措施,1、,采用,高标号的水泥,或早强水泥；,2、,采用,低水灰比,的干硬性混凝土；,3、,采用,湿热处理养护,混凝土,蒸汽养护：蒸压养护：,4、,采用,机械搅拌和震捣,；,5、,掺入混凝土,外加剂、掺合料,。,工程实例分析,(1)混凝土强度低屋面倒塌,某县东园乡美利小学1988年建砖混结构校舍，11月中旬气温已达,零下十几度,，因人工搅拌振捣，故把混凝土拌得很稀，木模板缝隙又较大，漏浆严重，至12月9日，施工者准备内粉刷，拆去支柱，在屋面上用手推车推卸白灰炉渣以铺设保温层，大梁突然断裂,屋面塌落，并砸死屋内两名取暖的女小学生。,主要原因：,水灰比大，混凝土,离析严重。,工程实例-混凝土质量差梁断倒塌,彭泽县一住宅一层砖混结构，1989年元月15日浇注，3月7日拆模时突然梁断倒塌。施工队队长介绍，混凝土配合比是根据当地经验配制的，体积比1.5:3.5:6，即重量比1:2.33:4，水灰比为0.68。现场未粉碎混凝土用回弹仪测试，读数极低（最高仅13.5 Mpa，最低为0）。请分析混凝土质量低劣的原因。,原因分析：,A.所用水泥质量差。,B.水灰比较大。,4.5.硬化混凝土的耐久性,（1）.耐久性概念：,混凝土在长期使用环境条件的作用下，能抵抗内、外不利影响，而保持其使用性能。,（2）.砼耐久性的意义：,耐久性-使用寿命，维修保养，经济效益等具等均有影响。,耐久性的主要内容,影响耐久性因素,(1).抗渗性,(2).抗冻性,(3).抗侵蚀性,(4).抗碳化性,(5).碱集料反应,氯离子腐蚀,酸雨腐蚀,图4-23被腐蚀的混凝土,4.5.4.混凝土的碳化,指混凝土内水泥石中,（C(OH),2,）,与空气中的,CO,2,，在湿度适宜时发生化学反应，生成碳酸钙和水，即使砼的碱度降低中性化。,C(OH),2,CO,2,CCO,3,H,2,O,碳化对混凝土的作用，利少弊多,4.5.5.混凝土的碱骨料反应,1.定义：,碱骨料反应-指水泥中的碱,（,Na,2,O、K,2,O,）,与骨料中的活性,SiO,2,发生化学反应，在骨料表面生成复杂的,碱硅酸凝胶,，吸水，体积膨胀，从而导致混凝土产生膨胀开裂而破坏。,2.反应条件：,（）.,水泥中的,含碱量高,，,即（Na,2,O+K,2,O）%0.6%；,（）,.砂石骨料中含有活性SiO,2,成分（如矿物有蛋白石、玉髓、鳞石英等）；,（）.,有水存在。,3.预防措施：,（）.控制含碱量；,（）,.选用非活性骨料；,（）.降低单位水泥用量，在混凝土中掺混合材；,（）.,防止水分侵入，保持干燥。,4.5.6.提高混凝土耐久性的措施,（）.根据混凝土工程的特点和所处的环境条件，合理选择,水泥品种,；,（）.选用质量好、技术条件合格的,砂石骨料,；,（）.控制,水灰比及保证水泥,用量；,（）.掺,减水剂或引气剂,；,（）.,改善施工操作,，保证施工质量。,4.6.混凝土的变形性能,变形的主要类型：,化学收缩,(1).非荷载作用下的变形,干湿变形,温度变形；,短期荷载,(2)、荷载作用下的变形,长期荷载,徐变。,(3).减少干缩的主要措施,降低水泥用量，减小水灰比,是减少干缩的关键。,(4).减少大体积混凝土变形开裂的措施,.用,低水化热水泥,和尽置,减少水泥用量,；,.尽量,减少用水量,提高温凝土强度；,.选用,热膨胀系数低的骨料,，减小热变形；,.预冷原材料；,.合理分缝、分块、减轻约束；,.在混凝土中埋冷却水管；,.表面绝热调节表面温度的下降速率等。,大体积砼浇筑,4.7.混凝土质量控制与强度评定,1.混凝土的质量控制,混凝土质量控制的目标，是要生产出质量合格的混凝土，保证满足设计要求。,混凝土质量控制包括以下,三个过程：,(1).生产前的初步控制,，包括人员配备、设备调试、组成材料的检验及配合比的确定与调整等项内容。,(2).生产过程中的控制，,包括控制称量、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等项内容。,(3).生产后的合格性控制，,取样数，检测方法和验收界限等项内容。,工程中常以混凝土抗压强度作为评定和控制其质量的主要指标。,2.混凝土的基本要求,建筑工程中所使用的混凝土必须满足以下四项基本要求：,(1).达到结构设计的,强度要求-28d,；,(2).满足施工所要求的,和易性-,；,(3).满足工程所处环境对混凝土,耐久性,的要求；,(4).符合经济原则，节约水泥，,降低成本,。,3.混凝土生产质量水平评定,在混凝土强度质量控制中,一是考虑,砼强度质量的稳定性,，,二是考虑,符合设计要求的强度等级的合格率,，即为,强度保证率,。,我国将混凝土生产单位的质量管理水平划分为三个等级：“优良”、“一般”及“差”。,考试模拟题,1.海水为什么不能用作混凝土用水？,答：海水中含有硫酸、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土工程。,2.,某市政工程队在夏季正午施工，铺筑路面水泥混凝土。选用缓凝减水剂。浇注完后表面未及时覆盖，后发现混凝土表面形成众多表面微细龟裂纹，请分析原因。,答：夏季正午天气炎热，砼表面蒸发过快，造成混凝土产生急剧收缩。由于掺了缓凝减水剂，混凝土的早期强度低，难以抵抗这种变形应力而表面易形成龟裂。属塑性收缩裂缝。,预防措施：,夏季尽量选在晚上或傍晚施工，浇注后及时覆盖养护，增加环境湿度，在满足和易性的前提下尽量降低塌落度。若已出现塑性收缩裂缝，可于初凝后终凝前两次抹光，然后进行下一道工序并及时覆盖洒水养护。,3.新拌混凝土的和易性包括哪三方面含义？以塑性混凝土为例说明和易性的测定方法。,答：新拌混凝土的和易性包括流动性、粘聚性和保水性三方面含义。,流动性的测定方法：,是坍落度试验。将新拌混凝土按规定方法装入标准的坍落度筒内，装满刮平后，立即将筒垂直提起，此时，混合料将产生一定程度的坍落，坍落的高度即为坍落度。,粘聚性的测定：,用金属捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉，则表明粘聚性良好，若倒塌或部分崩裂，则表示粘聚性不好。,保水性的测定：,锥体底部有较多的稀浆析出，或拌合物失浆而骨料外露，则表明混凝土的拌合物保水性不好。,判断题,1、标准