[工学]混凝土强度与耐久性.pptVIP

第4章 混凝土与砂浆 4.1 普通混凝土组成材料 4.2 混凝土拌合物的性能 4.3 硬化后混凝土的性能 4.4 混凝土的质量控制及配合比设计 4.5 其它种类混凝土及其新进展 4.6 砂浆 4.3 硬化后混凝土的性能4.3.1 混凝土的强度 ⑴ 立方体抗压强度　　GB/T 50081－2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定，将混凝土拌合物制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度20℃±2℃，相对湿度95％以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方体抗压强度），以fcu表示。 几个概念： 环箍效应；换算系数 同条件养护；加速养护。 ⑵ 混凝土强度等级 　　按照国家标准GB 50010－2002《混凝土结构设计规范》，混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值确定。 立方体抗压强度标准值：的具有95％保证率的立方体抗压强度，以fcu,k表示。 普通混凝土分为十四个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。 混凝土强度等级是混凝土结构设计、施工质量控制和工程验收的重要依据。 不同的建筑工程及建筑部位采用不同强度等级的混凝土，一般有一定的选用范围。 混凝土强度等级选用范围 不同的建筑工程，不同的部位采用不同强度等级的混凝土，一般选用范围如下：①C10～C15—垫层、基础、地坪及受力不大的结构。②C20～C25—梁、板、柱、楼梯、屋架等钢筋混凝土结构；③C25～C30—大跨度结构、耐久性高的结构、预制构件等；④C40～C45—预应力构件、吊车梁及特种结构，25～30层；⑤C50～C60—30层至60层以上高层建筑；⑥C60～C80—高层建筑，采用高性能混凝土； ⑦C80～C120—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。 ⑶ 混凝土的轴心抗压强度和轴心抗拉强度 混凝土的轴心抗压强度的测定采用棱柱体150mm×150mm×300mm作为标准试件。 立方体抗压强度只是评定强度等级的一个标志，不能直接用来作为结构设计的依据。 为符合工程实际，结构设计中混凝土受压构件的计算采用混凝土轴心抗压强度。  轴心抗压强度 轴心抗压强度比同截面的立方体强度值小，棱柱体试件高宽比越大，轴心抗压强度越小，h/a达到一定值后，强度就不再降低。但是过高的试件在破坏前由于失稳，降低其轴心抗压强度值。 在立方抗压强度fck=10～55(MPa)的范围内，轴心抗压强度fc与fck之比约为0.70～0.80。 轴心抗拉强度 混凝土轴心抗拉强度可按劈裂抗拉强度换算得到，换算系数可由试验确定。劈裂抗拉强度采用立方体试件测定。 混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/20，随着混凝土强度等级的提高，比值降低。 混凝土工作不依靠其抗拉强度。但抗拉强度对于抗裂性设计中是确定混凝土抗裂能力的重要指标。有时间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度等。 各强度等级混凝土的轴心抗压强度标准值fck、轴心抗拉强度标准值ftk比较 需注意：相同强度等级的混凝土轴心抗压强度设计值fc、轴心抗拉强度设计值ft低于相应强度的标准值fck、ftk。 ⑷ 混凝土的弯拉强度 混凝土弯曲抗拉强度试验采用150mm×150mm×550mm的梁形试件，按三分点加荷方式加载，混凝土弯曲抗拉强度大于轴心抗拉强度。 ⑷ 混凝土的弯拉强度 ⑸混凝土的破坏过程　四个阶段：伴随着裂缝的扩展。　　①第Ⅰ阶段：极限荷载的30％以内，界面裂缝无显著变化，荷载与变形呈直线关系。②第Ⅱ阶段：荷载超过比例极限，界面裂缝的数量、宽度、长度不断增加，界面借摩擦阻力继续承担荷载，但尚无明显砂浆裂缝出现。此时变形的增长率大于荷载的增长率，荷载与变形间不再是线性关系。③第Ⅲ阶段：极限荷载的70％～80％后裂缝继续开展，开始出现砂浆裂缝，部分界面裂缝连接成为连续裂缝，变形增长率进一步加大，曲线明显弯向变形坐标轴。　　 ①原材料及其配合比因素 A. 水泥强度混凝土的强度与水泥的强度成正比关系。 B. 水灰比水泥水化所需水占水泥质量的23％左右，但在拌制时，加水量约为水泥质量的40％～70％，即采用较大的水灰比。 混凝土硬化后，多余水分或在混凝土中形成水泡，或蒸发形成气孔，内部形成孔隙，削弱了混凝土抵抗力。 满足和易性要求的混凝土，水泥强度等级相同，水灰比越小，强度越高，与骨料粘结力越大。 如果加水太少（水灰比太小），