11第十一讲 混凝土的强度及耐久性

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混凝土的耐久性及其影响因素

混凝土的耐久性及其影响因素

混凝土的耐久性及其影响因素混凝土是一种常见的建筑材料,其耐久性直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。

了解混凝土的耐久性及其影响因素对于建筑行业至关重要。

本文将探讨混凝土的耐久性,并分析影响混凝土耐久性的因素。

首先,混凝土的耐久性是指其在特定环境下长期抵抗各种力学、物理和化学破坏的能力。

混凝土一般是由水泥、砂、石子和水所组成的,其中水泥是混凝土的主要成分。

混凝土的耐久性主要受以下几个因素影响。

第一,水泥的质量和配比。

水泥的质量直接影响混凝土的力学性能和抗渗性能,而水泥的配比则决定了混凝土的强度和耐久性。

如果使用的水泥质量较低或者水泥的配比不合理,混凝土就会失去一定的抗压能力和抗渗性能,从而降低了其耐久性。

第二,砂和石子的质量和粒径。

砂和石子是混凝土中的骨料,其质量和粒径决定了混凝土的强度和耐久性。

如果砂和石子存在较多的夹杂物、泥土或者其粒径分布不合理,会导致混凝土的强度和耐久性下降。

第三,混凝土的密实性。

混凝土的密实性是指混凝土内部的孔隙率,密实性越高,孔隙率越低,混凝土的耐久性就越好。

混凝土的密实性受到施工工艺、振捣方式和养护条件等影响。

如果混凝土没有得到充分的振捣和养护,就会导致孔隙率较高,从而降低了混凝土的耐久性。

第四,混凝土的养护条件。

混凝土在初凝后需要进行养护,以保证其正常硬化和强度的发挥。

养护条件包括温度、湿度和时间等,不同的养护条件对混凝土的耐久性具有重要影响。

如果养护条件不合理,混凝土在早期即会出现龟裂、起砂等现象,大大影响其耐久性。

第五,外部环境因素。

混凝土在不同的外部环境中暴露,会受到气候、酸碱性、盐分和化学物质等的侵蚀,从而对混凝土的耐久性造成影响。

例如,在潮湿和高盐分的环境中,混凝土容易受到腐蚀,导致其强度下降。

综上所述,混凝土的耐久性受多方面因素影响,包括水泥的质量和配比、骨料的质量和粒径、混凝土的密实性、养护条件以及外部环境等。

在建筑中,应根据具体情况合理选择水泥和骨料,调整配比,加强振捣和养护过程,并对混凝土进行合理的防护措施,以提高混凝土的耐久性,延长建筑物的使用寿命。

混凝土的耐久性原理及提高方法

混凝土的耐久性原理及提高方法

混凝土的耐久性原理及提高方法一、混凝土的耐久性原理混凝土是一种常见的建筑材料,具有较高的强度和耐久性。

混凝土的耐久性主要取决于以下因素:1. 水泥的品种和质量:水泥是混凝土的主要胶结材料。

水泥的品种和质量会直接影响混凝土的强度和耐久性。

普通硅酸盐水泥和高性能混凝土用水泥等高强度水泥可以提高混凝土的耐久性。

2. 骨料的质量:骨料是混凝土的主要骨架材料。

骨料的质量会直接影响混凝土的强度和耐久性。

优质的骨料应具有一定的硬度和韧性,且不能含有过多的杂质。

3. 混凝土的配合比:混凝土的配合比会直接影响混凝土的强度和耐久性。

合理的配合比应根据工程需求和材料性能进行调整,以达到最佳的耐久性。

4. 混凝土的养护:混凝土的养护是保证混凝土强度和耐久性的重要措施。

养护期间应保持混凝土表面湿润,以防止混凝土表面龟裂。

5. 环境因素:混凝土的耐久性还受到环境因素的影响。

例如,气候条件、水质、土壤条件等都会影响混凝土的强度和耐久性。

二、提高混凝土的耐久性的方法1. 选择优质材料:在混凝土施工中,应选择优质的水泥、骨料等材料,并进行质量检测。

水泥的品种和质量应符合国家标准要求,骨料应具有一定的硬度和韧性,且不能含有过多的杂质。

2. 合理配合比:混凝土的配合比应根据工程需求和材料性能进行调整,以达到最佳的耐久性。

在混凝土的配合比中,应控制水灰比,降低混凝土的渗透性和开裂倾向。

3. 引入掺合料:掺合料是提高混凝土耐久性的常用方法之一。

掺合料可以改善混凝土的性能,例如增加混凝土的强度和耐久性等。

常用的掺合料有矿物掺合料、化学掺合料等。

4. 加强混凝土的养护:混凝土的养护是保证混凝土强度和耐久性的重要措施。

在混凝土养护期间,应保持混凝土表面湿润,以防止混凝土表面龟裂。

养护时间应根据混凝土的强度和环境条件进行调整。

5. 加强混凝土的防护:混凝土的防护是保证混凝土耐久性的重要措施。

在混凝土表面覆盖一层防护材料,可以防止混凝土表面受到外界侵蚀,延长混凝土的使用寿命。

混凝土的耐久性及其影响因素

混凝土的耐久性及其影响因素

混凝土的耐久性及其影响因素一、混凝土的定义及其特点混凝土是一种由水泥、砂、石等混合而成的材料,具有良好的耐久性、强度和耐久性。

混凝土是一种人造材料,具有良好的可塑性和耐久性,广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程中。

二、混凝土的耐久性与其影响因素混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中所能承受的各种外部因素,包括自然环境、化学环境、物理环境等,以及混凝土自身材料的老化、损伤等因素。

混凝土的耐久性受到多种因素的影响,以下将从以下几个方面进行分析。

1. 混凝土的配合比混凝土的配合比是指水泥、砂、石、水等各种原材料的比例和用量。

混凝土的配合比是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

过高或过低的水灰比都会影响混凝土的耐久性。

水灰比过高会导致混凝土的强度降低,易开裂、易脱落,从而影响混凝土的耐久性。

水灰比过低会导致混凝土的工作性能差,易产生裂缝,从而影响混凝土的耐久性。

因此,在混凝土的配合比设计中,应根据工程要求和环境条件进行合理的设计,以提高混凝土的耐久性。

2. 混凝土的材料混凝土的材料也是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

不同的水泥、砂、石、水等原材料的质量不同,会直接影响混凝土的强度和耐久性。

比如,水泥的含量和质量会影响混凝土的强度,砂石的粒度和含量会影响混凝土的工作性能和耐久性,水的质量和用量会影响混凝土的强度和耐久性。

因此,在混凝土的材料选择和配比中,应根据工程要求和环境条件进行合理的选择,以提高混凝土的耐久性。

3. 混凝土的养护混凝土的养护也是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

混凝土在施工后需要进行养护,以保证混凝土的强度和耐久性。

混凝土的养护应包括水养护、覆盖养护和加热养护等。

水养护是指在混凝土表面加水,以减缓混凝土的干燥速度,保持混凝土湿润。

覆盖养护是指在混凝土表面覆盖一层防水材料,以减缓混凝土的干燥速度,保持混凝土湿润。

加热养护是指在混凝土表面加热,以提高混凝土的温度,促进混凝土的早期强度发展。

因此,在混凝土的养护过程中,应根据环境条件和混凝土的工作性能进行合理的养护,以提高混凝土的耐久性。

混凝土耐久性

混凝土耐久性

混凝土耐久性混凝土是水利水电工程建设及其它建筑工程中用途最广,用量最大的建筑材料之一。

混凝土的强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,在设计施工中往往把混凝土的抗压强度作为主要技术指标而对混凝土的耐久性重视不够。

混凝土的耐久性是指组成混凝土的材料在长期使用过程中,抵抗其自身及环境因素长期破坏作用,保持其原有性能而不变质、不破坏的能力,主要指抗渗性、抗冻性、抗碳性、抗化学侵蚀及碱集料反应等。

以下根据国内外已有研究成果对混凝土各项耐久性能指标的影响进行评述。

1. 混凝土工程耐久性不足的后果混凝土因其工程量大,将会因耐久性不足对未来社会造成极为沉重的负担。

据美国一项调查显示,美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万美元,每年所需维修费或重建费用约3千亿美元。

美国50万座公路桥梁中20万座已损坏,平均每年有150~200座桥梁部分或完全坍塌,寿命不足20年;美国共建有混凝土水坝3000座,寿命30年,其中32%的水坝年久失修。

美国对二战前后修建的混凝土工程,在使用30~50年后进行加固维修所投入的费用,约占建设总投资的40%~50%以上。

中国50~60年代所建设的混凝土工程已使用40余年,如果我国混凝土工程的平均寿命30~50年计,在今后的10~30年内,为了维修建国以来所建基础设施的费用,将是极其巨大的。

日前,我国的基础设施建设工程规模宏大,每年高达2万亿元人民币以上,约30~50年后,这些工程也将进入维修期,所需的维修费用或重建费将更巨大。

作为21世纪的高性能混凝土,更要从提高混凝土耐久性入手,以降低巨额的维修和重建费用。

2. 影响混凝土耐久性的因素2.1混凝土的抗渗性。

混凝土的抗渗性,指混凝土抵抗压力水渗透的能力。

混凝土阻碍液体向其内部流动的能力越好,混凝土的抗渗性越好。

混凝土的耐久性与水和其它有害化学液体流入其内部的数量、范围等有关,因此抗渗性能高的混凝土,其耐久性就高。

2.2混凝土的冻融破坏。

当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内空隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏。

混凝土的耐久性与寿命设计原理

混凝土的耐久性与寿命设计原理

混凝土的耐久性与寿命设计原理一、前言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,其广泛应用于各种建筑结构中,如桥梁、道路、大型建筑等。

为了确保混凝土结构的安全和可靠性,必须对混凝土的耐久性和寿命进行认真的设计和评估。

本文将详细介绍混凝土的耐久性和寿命设计原理。

二、混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在使用环境中长期保持其力学性能、物理性能和化学性能的能力。

混凝土的耐久性是建筑物的安全和可靠性的重要保障,而混凝土的耐久性受到许多因素的影响。

1、氯离子氯离子是混凝土中最常见的化学物质之一,它会导致混凝土的钢筋腐蚀,从而降低混凝土的强度和耐久性。

因此,在混凝土设计中,应尽可能减少氯离子的含量。

2、碳化碳化是混凝土中碳酸盐矿物被二氧化碳侵蚀的过程,会导致混凝土的钢筋腐蚀,从而降低混凝土的强度和耐久性。

因此,在混凝土设计中,应尽可能减少混凝土中的碳酸盐含量。

3、硫酸盐硫酸盐是混凝土中另一种常见的化学物质,它会导致混凝土的钢筋腐蚀,从而降低混凝土的强度和耐久性。

因此,在混凝土设计中,应尽可能减少硫酸盐的含量。

4、温度变化温度变化也会影响混凝土的耐久性。

在高温环境下,混凝土会产生龟裂和脱落,从而降低混凝土的强度和耐久性。

在低温环境下,混凝土会变得脆性,从而易于开裂和损坏。

因此,在混凝土设计中,应考虑温度变化对混凝土的影响。

5、磨损磨损是混凝土在使用过程中受到的一种常见的物理损伤。

长期的磨损会导致混凝土的表面破损,从而影响混凝土的耐久性。

因此,在混凝土设计中,应考虑磨损对混凝土的影响。

三、混凝土的寿命设计原理混凝土的寿命设计是指根据使用要求和环境条件,确定混凝土结构在设计寿命内的使用性能和安全性。

混凝土的寿命设计应该考虑以下几个方面。

1、设计寿命设计寿命是指混凝土结构在设计要求下的使用年限。

设计寿命的确定应考虑混凝土结构的功能、使用环境和使用条件等因素。

设计寿命应该与混凝土结构的预期寿命相符合。

2、材料选择混凝土的寿命设计应该根据混凝土材料的特性进行选择。

混凝土的强度与耐久性分析

混凝土的强度与耐久性分析

混凝土的强度与耐久性分析在建筑领域,混凝土是一种广泛应用的重要材料。

无论是高楼大厦、桥梁道路,还是各类基础设施,混凝土都扮演着不可或缺的角色。

而混凝土的强度和耐久性则是衡量其质量和性能的关键指标,直接关系到建筑物的安全性、使用寿命以及维护成本。

混凝土的强度,简单来说,就是它抵抗外力破坏的能力。

这就好比一个人的力气大小,力气越大,就越能承受重负。

混凝土的强度主要取决于几个方面。

首先是原材料的质量。

水泥是混凝土中的胶凝材料,其品质和标号对强度起着基础性的作用。

高质量、高标号的水泥往往能赋予混凝土更高的强度。

骨料,也就是石子和沙子,它们的强度、粒径和级配也会影响混凝土的强度。

好比搭积木,积木的质量和大小搭配得好,搭出来的结构才更稳固。

其次是水灰比。

水灰比是指水和水泥的比例。

如果水加得太多,就像汤太稀了,混凝土的强度就会降低;相反,水太少又会导致搅拌不均匀,施工困难。

所以,合适的水灰比至关重要。

再者是施工工艺。

搅拌是否均匀、浇筑是否密实、振捣是否到位,都会影响混凝土内部的结构,从而影响强度。

就像做蛋糕,如果搅拌不均匀,烤出来的蛋糕可能会有孔洞,口感和质量都会大打折扣。

养护条件也是影响混凝土强度的重要因素。

混凝土在浇筑后需要一定的时间和条件来进行养护,以保证水泥充分水化,从而获得足够的强度。

如果养护不当,比如在混凝土还没有充分硬化时就受到风吹日晒或者过早承受荷载,强度就难以达到设计要求。

说完强度,再来说说耐久性。

耐久性指的是混凝土在使用过程中抵抗各种破坏因素的能力,通俗地讲,就是混凝土能“活”多久。

耐久性的影响因素众多。

其中,混凝土的渗透性是一个关键因素。

如果混凝土的孔隙率大、渗透性强,水分、氧气、氯离子等有害物质就容易侵入,从而导致钢筋锈蚀、混凝土劣化。

就像一个房子,如果墙壁有很多缝隙,雨水和潮气就容易渗进来,房子就容易损坏。

化学侵蚀也是影响耐久性的重要因素。

比如在一些工业环境中,混凝土可能会受到酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。

混凝土强度

混凝土强度

混凝土强度混凝土是一种常用的建筑材料,其强度是判断其质量和性能的重要指标之一。

混凝土的强度直接影响到建筑物的稳定性和耐久性。

在建筑工程中,混凝土的强度通常通过压缩强度来衡量。

本文将介绍混凝土强度的相关知识,包括混凝土强度的定义、影响混凝土强度的因素以及提高混凝土强度的方法等。

一、混凝土强度的定义混凝土的强度是指其在受力下抵抗破坏的能力。

通常用混凝土的压缩强度来评估混凝土的强度水平。

混凝土的压缩强度是指在标准试件上的最大抗压力。

压缩强度是通过在试验中对混凝土试块进行加载并测量其抗压能力来确定的。

混凝土的强度分为设计强度和实际强度两个概念。

设计强度是根据工程设计要求和使用条件来确定的,而实际强度是在施工过程中通过试验获得的。

设计强度一般比实际强度要高,以确保混凝土在使用过程中能够满足设计要求。

二、影响混凝土强度的因素1. 混凝土配合比:混凝土的配合比是指水泥、砂、骨料和水的比例。

合理的配合比可以提供良好的工作性能和强度。

过少的水泥用量会导致混凝土强度不足,而过多的水泥用量则会增加成本和收缩。

2. 骨料的性质:骨料是混凝土中颗粒状的材料,骨料的选择和性质对混凝土的强度有重要影响。

常用的骨料有砂、碎石和细集料等。

优质的骨料应具有良好的硬度、强度和稳定性。

3. 水胶比:水胶比是指水的质量与水胶比混合物中固体成分(水泥和骨料)质量之比。

水胶比越小,混凝土的强度越高。

但是,过小的水胶比会使混凝土难以搅拌和施工,加大施工成本和人工投入。

4. 混凝土的龄期和养护条件:混凝土在龄期内的养护对其强度发挥起着重要作用。

龄期是指混凝土从制备到完全硬化所经历的时间。

养护条件包括温度、湿度和养护时间等。

合适的龄期和养护条件可以促进混凝土的强度发展。

三、提高混凝土强度的方法1. 混凝土配合比的优化:通过合理选择水泥、砂、骨料和水的配比,可以提高混凝土的强度。

优化配合比可以提高混凝土的工作性能和耐久性。

2. 添加化学掺合剂:化学掺合剂是混凝土中一种通过化学反应来改善其性能的材料。

混凝土结构的耐久性分析与评估原理

混凝土结构的耐久性分析与评估原理

混凝土结构的耐久性分析与评估原理一、前言混凝土结构作为一种主要的建筑结构材料,其耐久性是决定其使用寿命及安全性的重要因素之一。

在混凝土结构实际使用过程中,由于气候、环境、荷载等多种因素的影响,会发生不同程度的损伤,进而影响其耐久性。

因此,进行混凝土结构的耐久性分析与评估是必不可少的。

二、混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土结构在使用期间所能承受的各种环境和荷载作用而不失去稳定性、安全性和耐久性的能力。

混凝土结构的耐久性主要与以下因素有关:1. 水泥品种和掺合材料的选用水泥品种和掺合材料的选用是影响混凝土的耐久性的重要因素。

不同的水泥品种和掺合材料的使用,会影响混凝土的水化反应、硬化过程、强度发展、耐久性等。

2. 混凝土的配合比混凝土的配合比是指混凝土中水、水泥、砂、石等材料的比例。

不同的配合比会影响混凝土的强度、密实性、渗透性等性能,从而影响混凝土的耐久性。

3. 环境因素混凝土结构在使用过程中,会受到气候、温度、湿度、酸碱度、盐度、氧化等环境因素的影响,从而影响混凝土的耐久性。

4. 荷载因素混凝土结构在使用过程中,会承受不同的荷载,如自重荷载、活载、地震荷载等。

荷载的大小和频率会影响混凝土结构的应力状态,从而影响混凝土的耐久性。

三、混凝土结构的损伤形式混凝土结构在使用过程中,会受到多种因素的影响,从而产生各种不同的损伤形式。

常见的混凝土结构损伤形式主要有以下几种:1. 裂缝裂缝是混凝土结构中常见的损伤形式,主要包括收缩裂缝、温度裂缝、荷载裂缝等。

裂缝会影响混凝土结构的强度和稳定性,进而影响其耐久性。

2. 钢筋锈蚀混凝土结构中的钢筋会受到环境因素的影响,从而导致钢筋锈蚀。

钢筋锈蚀会影响混凝土结构的强度和稳定性,进而影响其耐久性。

3. 混凝土表面剥落混凝土表面剥落是混凝土结构中常见的损伤形式,主要是由于混凝土中的骨料和水泥砂浆层之间的粘结力不足,或者受到环境因素的影响而导致。

混凝土表面剥落会影响混凝土结构的外观和耐久性。

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混凝土强度与耐久性☐强度的定义☐普通混凝土的强度等级☐其它类型的强度棱柱体抗拉劈裂抗弯☐强度影响因素☐提高强度的方法途径☐混凝土耐久性☐抗渗性☐抗冻性☐提高耐久性的措施1.砼的f C 及等级砼的抗压强度是指在外力作用下,混凝土抵抗破坏的能力。

我国采用立方体抗压强度(cube )和棱柱体抗压强度两种。

有的国家(美国、日本)则采用圆柱体抗压强度。

(the strength of concrete )砼的强度包括抗压、抗拉、抗弯、抗剪、握裹、疲劳强度等,其中以抗压强度最大,抗拉强度最小。

在砼结构中,大都采用砼的抗压强度作为设计依据,在施工控制中也都采用f 压评定砼质量,下面主要讨论f C 简要说明f t(一)砼的f C 与f t砼的强度图4.1规定:以边长为150mm 的立方体试件,在温度为20±2℃,相对湿度为95% 以上的潮湿环境或水中的标准条件下,经28天养护,采用标准试验方法测得的极限抗压强度(maximum compressive strength —标准强度the standard compressive strength )来确定砼的等级(大体积混凝土或水工混凝土上为了节约水泥,也有以90天或60天为标准的)。

(1)立方体(cube) compressive strength 砼的立方体f C 是划分抗压等级的主要依据。

[note]立方体f C 是在标准情况下测定的,是砼质量具有对比性。

立方体f C混凝土强度保证率P%混凝土强度保证率P% 是指混凝土强度总体中大于设计强度等级的概率。

图4.2 混凝土强度保证率P%示意图P (t )=95%t0f cu,k ψ(l)f cu,k 是结构设计强度取值的依据,f cu,k 被用于质量控制,f cu,k 被用于工程验收,例如:非统计法验收混凝土:平均值≥1.15 f cu,k ,最小值f cu,min ≥0.95 f cu,k说明:混凝土立方体抗压强度标准值-f cu,k普通混凝土强度等级Grades C60C7.5C10C55C50C35C15C20C25C30C45C40C25concretef cu,k 根据混凝土立方体抗压强度标准值f cu ,k (P%≥95%)砼可划分为下列十二个常用等级(MPa ):C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60.Back等级[note]:A. 强度等级量值与过去的标号对应关系如下:1 kgf/cm2≈0.1MPaC7.5≈75#、C10≈100……C60≈600#K= B.边长为150mm 的试块为标准试块,但在实际中,由于使用的骨料的D M 不同,还有100mm 及200mm 的非标准试块。

试块的尺寸选择:D M (mm )试块尺寸≤31.5100mm (小试件)≤40150mm (标准试件)≤63200mm (大试件)显然它们所测得的强度与标准试件存在着差别,该现象为“尺寸效应”折算公式:0.95 a=100mm1.05 a=200mmf 150=Kf 100、200大试件K=折算公式: 1.15 a=300mm 1.36 a=450mmf 150=Kf 300、450采用标准试件、标准试验方法,测定f 压是为了不同地区的砼具有可比性,在实际的混凝土工程中,为了测定砼实际达到的强度常把试块放在与工程相同的环境(温、湿度等)下养护,再按需要的龄期进行试验,(平行试验)作为现场砼质量控制的依据。

C. 不同的建筑工程,不同部位采用不同的砼,在我国砼工程目前水平下,选择情况如下:a. C7.5~C15,用于垫层、基础、地板受力不大的结构;b. C15~C25,用于梁、柱、板、屋架、楼梯等普通砼结构中;c. C30~C40:用于大跨度结构,耐久性较高的结构;d. C40以上用于预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等。

D. 同条件养护:混凝土等级选择快速养护E. 快速养护法:由于标准试验方法周期长(4周),不能及时预报施工中的质量状况,也不能及时调整设计和调整配合比,不利于加强质量管理和充分利用水泥的活性.(如有的单位,上午将原材料送到建材实验室,便想下午要结果,因为工期在催人,但是根据规定,必须待到28天后才可知道结果。

)因此,我国已研究制定了早期不同温度条件下加速养护砼试件的办法(快速养护法,有蒸煮、蒸压等)可由此强度推测标准养护28天的强度试验。

图4.3棱柱体:试件高度h 大于它的边长b (h/b ≥1)▲棱柱体试块与立方体在相同的条件下制作,测得的强度f a 比同截面的立方体强度值f C小,并且随棱柱体的高宽比而变化(越大,强度越小,在一定程度时,f cp 趋于稳定,但有压杆失稳问题)实际上工程中,钢筋混凝土结构形式极少是立方体的,大部分是棱柱体或圆柱体型,为了使测得的砼强度接近于砼结构的实际情况,在钢筋混凝土结构计算中,计算轴心受压构件(例如柱子、桁架的腹杆等)时,都是以砼的棱柱体强度f cp 作为依据。

(2)棱柱体抗压强度⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=b h f 222.0778.00.100cp 题:当h/b =20、21时,f 20=78.91MPa , f 21=78.86MPa棱柱体强度Back这主要是由于中间区受到环箍效应不断减小,以致形成纯压状态。

▲一般可以采用h/b=2~3的棱柱体作为测定棱柱体轴心受压的抗压强度试件,(如国外(美、日)的圆柱试件φ15×30cm)通=10~50MPa间的f cp与f cu,k关系。

过大量的试验,建立了fcu,k常取:f cp=0.67f cu,k砼是一种brittle 材料,在直接受拉时,变形很小就会开裂。

从量值上来说,一般f t =(0.05~0.1)f c ,对一般砼,脆度系数=9.0~14.5。

脆度系数随着砼等级的提高,它在降低;当砼等级提高时,f t 不及f c 提高的快,因此砼工作时,一般不依靠其抗拉强度。

对某些结构(如水池、水塔等)严格控制混凝土裂纹的出现是极为重要的,即对砼的抗裂性能,f t 起着重要的作用,因而在结构设计中它是确定抗裂度的重要指标,有时用它来间接的衡量砼与钢筋的粘结强度等,(也就是说,有受拉要求的,道路砼、水池、水槽、拱坝、砼坝踵等工程的抗裂问题,在要求f c 同时,必须考虑f t )tc f f 2. 砼的抗拉强度(tensile strength )抗拉强度什么情况下要测抗拉强度?测定的试验方法有多种,常用的为:轴心受拉法劈裂法(1)轴心受拉法:用8字形试块棱柱体试块,直接测定轴向f t 这种方法,由于夹具附近局部破坏很难避免,而且外力作用能与试块轴心方向不易调成一致,故现在已不多用。

以对比试验得出f t =0.27f c 2/3但考虑到试验误差等因素,为了安全,结构设计规范中取:f t =0.23f c 2/3轴心受拉图4.图4.5PP劈裂抗拉示意图(2)劈裂法:(split cylinder )为了克服轴拉法产生的误差,取得较稳定的结果,目前我国采用间接的方法——劈裂抗拉法,间接地求出砼的抗拉强度——劈裂抗拉强度。

dlΡf π2PL劈裂抗拉图4.6劈裂试验时垂直于受力面的应力分布由于圆柱试件加工成型较困难,便直接利用立方体试件进行劈拉,误差不大。

2PL2aΡf π 图4.7★f PL 受试验方法如垫条宽度等影响采用我国的砼劈拉试件方法时,换算关系近似为的f t =0.90f PL2PL2aΡf π 对立方体试件:(a 为立方体边长)另外还有以弯曲应力求f t抗弯强度测试试件尺寸:150mm×150mm×600(或)550mm,通过如图4.5所示三点抗压测试,并按计算抗弯强度。

什么时候要测抗弯强度?Backf b= PL /bd2 b×d=截面积图4.8②骨料表面粘结力:f ce 、w/c 、骨料表面粗糙程度(二)影响砼强度的因素(Factors influencing strength )普通砼受力破坏一般出现在骨料和水泥石的分界面上,这就是常见的粘结面的破坏,另外,当水泥石强度较低时,水泥石本身的破坏也是常见的形式;由于骨料的强度经常超过水泥石与骨料的粘结强度(f 石/f 砼≥1.5),因而破坏的可能性较小。

所以说砼强度主要决定于:f =f (f 、w/c 、骨料种类)①水泥石强度:f ce 、w/c 、温、湿度、龄期破坏部位图4.91. 水灰比W/C与水泥强度W/C、f ce是砼强度高低的主要因素,也可以说是决定性因素。

水泥是砼中的活性组分,通过它的水化,产生具有胶凝作用的物质将骨料粘结成为一个整体。

W/C的影响(1)当f c b一定时,W/C对f28的影响;如下图(a)W/C↑ f28↓(水泥石强度↓粘结力↓)W/C↓ f28↑(水泥石强度↑粘结力↑)图4.12如果W/C过小,拌合物干硬,而振捣条件满足不了均匀密实,反而会产生砼的强度降低。

砼中出现f 1﹤f2﹤f3R1﹤R2﹤R3(2)W/C一定时,fce对强度的影响(3)经验公式:右图为W/C与f28的关系曲线(双曲线)a.美国(D.A.Abrams1918年):双曲线公式:f28=)(CWBA*式中:A、B——常数f1f2f3R1R2R3图4.13当配合比不变时(W/C一定)用水泥f ce愈高,砼强度也愈高。

对一般塑性砼A 、B 参考值为:(JGJ55-2011)b .鲍罗米公式(1930年):f 28=A f ce (C/W -B )式中:A 、B 为经验系数,与骨料、水泥品种等有关,由试验确定。

A=0.49 B=0.13 卵石A=0.53 B=0.20 碎石鲍罗米公式图4.14强度公式用途:①由f 28来估算W/C (进行配合比设计)②由f ce 、W/C 估算f 28(质量控制)强度公式的作用f 28=A f ce (C/W -B )2. 骨料的种类及级配的影响粗骨料的强度、粒径及级配等是影响混凝土强度的重要因素.粗骨料强度粒径表面特征Back无影响W/C >0.65f cu 碎石=1.38f cu 卵石W/C <0.4W/C >0.65, 表面特征对强度没有影响。

W/C <0.40 f cu 碎石=1.38f cu 卵石表面特征f 碎石≥f卵石D max 对普通混凝土的影响小对于高强混凝土, D max 提高,则强度降低。

(尺寸效应)粒径D maxD max 强度尺寸效应粒径骨料种类在高强混凝土中常采用D M≤25㎜碎石。

级配良好的骨料,不但可以使混凝土拌和物具有较高的和易性(workability)而且可以得到均匀密实的砼,提高砼强度。

3. 养护条件(温、湿度)的影响(temperature and moisture)●混凝土强度过度受到水泥水化程度和速度的影响,而这又受到湿度和温度的影响。

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