土木工程材料 第四章混凝士 CONCRETE Part 2s 张德思教授
土木工程材料 第四章 混凝土 CONCRETE 张德思教授 主讲 Part 2
e2.2混凝土的强度 2.2.1混凝土的强度与强度等级 (1)抗压强度标准和强度等级值 ①立方体抗压强度(f) 按照标准的制作方法制成边长为150mm 的正立方体试件,在标准养护条件(温 度20士2°C,相对湿度95%以上)下 养护至28d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”(以f表示,以N/mm2即 MPa
2.2 混凝土的强度 2.2.1混凝土的强度与强度等级 （１）抗压强度标准和强度等级值 ①立方体抗压强度（fcu） 按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ 的正立方体试件，在标准养护条件（温 度２０士2°Ｃ，相对湿度95％以上）下， 养护至28ｄ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”（以fcu表示, 以Ｎ／ｍｍ2即 ＭＰa）
测定混凝土立方体试件抗压强度,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。 (对于边长为100mm的立方体试件,换 算系数为095;边长为200mm的立方体 试件,换算系数为1.05)
测定混凝土立方体试件抗压强度，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。 （对于边长为 100ｍｍ的立方体试件，换 算系数为0.95；边长为200ｍｍ的立方体 试件，换算系数为1.05）。 A F f cc =
②立方体试件抗压强度标准值(fo,) 立方体抗压强度(f)只是一组混 凝土试件抗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(f)是按数理统计方 法确定,具有不低于95%保证率的立方 体抗压强度
②立方体试件抗压强度标准值（fcu，k） 立方体抗压强度（fcu）只是一组混 凝土试件抗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（fcu,,k）是按数理统计方 法确定，具有不低于９５％保证率的立方 体抗压强度
。③强度等级 混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗 压强度标准值”来确定的。我国现行规范 (GB/T50081—2002)规定,普通混凝 土按立方体抗压强度标准值划分为:C10 c15、020、025、030、c40、c45、c50 C55等强度等级
③强度等级 混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗 压强度标准值”来确定的。我国现行规范 （GB/T50081——2002）规定，普通混凝 土按立方体抗压强度标准值划分为：Ｃ10、 Ｃ15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、 C55等强度等级
●(2)轴心抗压强度(f) 为了使测得的混凝土强度接近于混凝士结 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、衍架的腹 杆等)时,都是采用混凝土的轴心抗压强 度作为依据。 我国现行标准(GB/T50081—2002) 规定,测定轴心抗压强度采用15O 150×3oomm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0.7~0.8
(2)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）时，都是采用混凝土的轴心抗压强 度作为依据。 我国现行标准（ＧＢ/T50081——2002） 规定，测定轴心抗压强度采用 １５０× １５０× ３００ｍｍ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0.7～0.8
(3)劈裂抗拉强度(5 我国现行标准规定, 标准试件15 omm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fs 混凝士劈裂抗拉强度应按下式计算: 2F F =0.637 4 ●式中ft混凝士劈裂抗拉强度,WPa F—破坏荷载,N A—试件劈裂面面积,mm2
(3)劈裂抗拉强度（fts） 我国现行标准规定，采用标准试件１５ ０ｍｍ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fts 混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算： 式中fts——混凝土劈裂抗拉强度，MPa； F——破坏荷载，Ｎ； Ａ——试件劈裂面面积，mm2 。 A F A F f t s 0.637 2 = =
(4)混凝土抗弯强度(f。) 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。水泥混凝土的抗弯 强度试验是以标准方法制备成 150mm×150mm×550m的梁形试件,在标准条件下养 护28d后,按三分点加荷,测定其抗弯强度 (f),按下式计算: Fl bh ●式中f cf 混凝土抗弯强度,MP F—破坏荷载,N 支座间距,mm; b—试件截面宽度,mm; 试件截面高度,mm; 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085
(4) 混凝土抗弯强度( fcf ) 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。 水泥混凝土的抗弯 强度试验是以标准方法制备成 150mm×150mm×550mm的梁形试件，在标准条件下养 护２８ｄ后，按三分点加荷，测定其抗弯强度 （fcf ），按下式计算： 式中 fcf——混凝土抗弯强度，ＭＰ； F——破坏荷载，Ｎ； Ｌ——支座间距，mm； ｂ——试件截面宽度，mm； ｈ——试件截面高度，mm； 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0.85。 2 bh FL f cf =
●2.2.2影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度的主要因素有: (1)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 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越高。 当用同一品种同一标号的水泥时,混凝土的强度主 要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水, 般只占水泥重量的23%左右,但在拌制混凝土 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40~70%)。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
2.2.2影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度的主要因素有： （1）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 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越高。 当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土的强度主 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２３％左右，但在拌制混凝土 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４０～７０％）。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
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,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线关系 e(图4-3)
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，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线关系 （图4－3）