建筑材料

內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院房地產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與管理國(guó)家教學(xué)資源庫(kù)混凝土的強(qiáng)度目錄1、立方體抗壓強(qiáng)度2、軸心抗壓強(qiáng)度3、劈裂抗拉強(qiáng)度4、抗折強(qiáng)度5、配合比設(shè)計(jì)混凝土一、立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)（一）試塊以邊長(zhǎng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在溫度為20±2℃，相對(duì)濕度為95％以上的潮濕條件下或者在Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)，經(jīng)28d齡期，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓極限強(qiáng)度。用fcu表示。說(shuō)明：（1）當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，須乘以換算系數(shù)，見(jiàn)下表試件種類試件尺寸mm粗骨料最大粒徑mm換算系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試件150×150×150401.00非標(biāo)準(zhǔn)試件100×100×100300.95200×200×200601.05混凝土一、立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)（2）標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是指《普通混凝土力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》（GB/T50081－2002），詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)部分。（二）立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)，是立方體抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5%。

1、強(qiáng)度等級(jí)表示的含義：強(qiáng)度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%。C30“30”代表fcu,k＝30MPa“C”代表“混凝土”?；炷烈弧⒘⒎襟w抗壓強(qiáng)度(fcu)2、混凝土強(qiáng)度等級(jí)按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的級(jí)別。以“C”和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)表示，主要有C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3、混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用C10～C15——墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)；C20～C25——梁、板、柱、樓梯、屋架等普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；C25～C30——大跨度結(jié)構(gòu)、要求耐久性高的結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件等；C40～C45——預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件、吊車梁及特種結(jié)構(gòu)等，用于25～30層；C50～C60——30層至60層以上高層建筑；C60～C80——采用高性能混凝土的高層建筑；C80～C120——采用超高強(qiáng)混凝土的高層建筑?；炷炼?、軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)

采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強(qiáng)度為10～55MPa范圍內(nèi)fcp=（0.7～0.8）fcu

。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般取fcp＝0.67fcu。FF

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，考慮到受壓構(gòu)件是棱柱體（或圓柱體），而不是立方體，所以采用棱柱體試件比用立方體試件更能反映混凝土的實(shí)際受壓情況?；炷寥?、劈裂抗拉強(qiáng)度(fts)式中：fts——劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa

F——破壞荷載，N

A——試件劈裂面積，mm2

劈裂抗拉強(qiáng)度較低，一般為抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20。拉應(yīng)力壓應(yīng)力PP我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，劈裂抗拉強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)試件邊長(zhǎng)為150mm的立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉裝置檢測(cè)劈拉強(qiáng)度。計(jì)算公式為：混凝土四、抗折強(qiáng)度(fcf)水泥混凝土抗折強(qiáng)度是以150mm×150mm×550mm的梁形試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到規(guī)定齡期后（28天），在凈跨450mm、雙支點(diǎn)荷載作用下的彎拉破壞。試中f--抗折強(qiáng)度（MPa）;F--受抗折時(shí)的破壞荷載（N）;L--兩支點(diǎn)間的距離（mm）；b--試件截面寬度(mm);h--試件截面高度（mm）。fcf=FL/(bh2)混凝土影響混凝土強(qiáng)度的因素1、水泥的強(qiáng)度和水灰比f(wàn)cu——混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度值，MPa；

fce——水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值，MPa；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；αa、αb——回歸系數(shù)。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)αa

、αb選用表系數(shù)碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13混凝土影響混凝土強(qiáng)度的因素當(dāng)混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時(shí)越大，則混凝土的強(qiáng)度越低；當(dāng)水泥強(qiáng)度越高，則混凝土強(qiáng)度越高?；炷劣绊懟炷翉?qiáng)度的因素2、骨料的影響（1）在水泥石強(qiáng)度及其它條件相同時(shí)，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較高；卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較低。（2）骨料級(jí)配良好，混凝土強(qiáng)度高。（3）骨料最大粒徑大，混凝土強(qiáng)度高。3、養(yǎng)護(hù)條件（1）在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化速度越快，早期強(qiáng)度越高；低溫時(shí)水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0℃以下時(shí)，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)。（2）在保證溫度適宜情況下，濕度越高，混凝土強(qiáng)度越高。（3）混凝土澆筑完畢后，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。混凝土影響混凝土強(qiáng)度的因素4、齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在7～14d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強(qiáng)度發(fā)展更慢?；炷恋膹?qiáng)度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。當(dāng)采用普通水泥拌制的混凝土的抗壓強(qiáng)度與其齡期的對(duì)數(shù)成正比。式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強(qiáng)度，Mpa；n——養(yǎng)護(hù)齡期（n≥3）（d）?；炷劣绊懟炷翉?qiáng)度的因素5、施工條件（1）攪拌、振搗勻?qū)炷翉?qiáng)度有影響。（2）分次投料攪拌也可提高混凝土強(qiáng)度。6、摻外加劑和摻合料外加劑和摻合料的類型和用量直接影響混凝土的強(qiáng)度。提高混凝土強(qiáng)度的措施1、選高強(qiáng)度等級(jí)的水泥或早強(qiáng)型水泥2、采用低水灰比的干硬性混凝土3、采用濕熱養(yǎng)護(hù)混凝土4、先進(jìn)的施工工藝，機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗5、摻入混凝土外加劑和活性礦物摻合料，改善混凝土性能，促進(jìn)強(qiáng)速發(fā)展混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（一）定義：混凝土的配合比指各組成材料用量直接的比例關(guān)系（二）表示方法：1、以1m3混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量表示；2、以質(zhì)量比表示，水泥質(zhì)量為1。工程中常用“質(zhì)量比”表示。（三）應(yīng)滿足的要求1、滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求；2、滿足混凝土施工所要求的和易性；3、滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求；4、符合經(jīng)濟(jì)原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本?；炷廖?、配合比設(shè)計(jì)（四）基本參數(shù)水灰比（W/C

）、單位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)。水泥水砂石子水泥漿骨料混凝土單位用水量mw砂率βs水灰比W/C與強(qiáng)度、耐久性有關(guān)與流動(dòng)性有關(guān)與粘聚性、保水性有關(guān)混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟1、初步配合比計(jì)算（1）確定配制強(qiáng)度f(wàn)cu,o（2）確定水灰比W/C當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)＜C60時(shí)，按混凝土強(qiáng)度要求計(jì)算水灰比混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（3）每立方米混凝土用水量的確定1）干硬性和塑性混凝土用水量的確定水灰比在0.40～0.80范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目指標(biāo)102040162040維勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165干硬性混凝土的用水量混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（3）每立方米混凝土用水量的確定拌合物稠度卵石最大粒徑，mm碎石最大粒徑，mm項(xiàng)目指標(biāo)102031.540162031.540坍落度mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017222020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的用水量水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定?；炷廖濉⑴浜媳仍O(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（3）每立方米混凝土用水量的確定2）流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土用水量的確定以塑性混凝土用水量表中坍落度90mm的用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大20mm，用水量

增加5kg，計(jì)算出混凝土用水量。摻外加劑時(shí)混凝土的用水量可按下式計(jì)算mwa＝mwo（1－β）式中mwa——摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg；

mwo——未摻外加劑時(shí)混凝土的單位用水量，kg；

β——外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定?；炷廖濉⑴浜媳仍O(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（4）每立方米混凝土水泥用量的確定

最小的水泥用量(kg/m3)項(xiàng)目

混凝土所處的最大的

普通混凝土

輕骨料混凝土

環(huán)境條件水灰比

有筋無(wú)筋有筋無(wú)筋1不受風(fēng)雨影響混凝土不受限制

225

200

250

225

2

①受風(fēng)雨影響的混凝土

0.7

250

225

275

250

②水位中或水位升降環(huán)境③潮濕環(huán)境

3①寒冷地區(qū)，水位升降

0.65

275

250

300

275②受水壓作用的混凝土

4寒冷地區(qū)、水位升降內(nèi)

0.60

300

275

325

300計(jì)算出的水泥用量需滿足規(guī)定的最小水泥用量，如算得的水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時(shí)應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（5）砂率的確定根據(jù)混凝土拌合物的坍落度、黏聚性及保水性等特征通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。根據(jù)本單位對(duì)所用材料的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。無(wú)統(tǒng)計(jì)資料，可按骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比值按右表選取。水灰比卵石最大粒徑(mm)碎石最大粒徑(mm)1020401620400.426~3225~3124~3030~3529~3427~320.530~3529~3428~3333~3832~3730~350.633~3832~3731~3636~4135~4033~380.736~4135~4034~3939~4438~4336~41混凝土的砂率(%)混凝土五、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（6）粗骨料和細(xì)骨料用量的確定1）體積法假定1m3混凝土拌合物體積等于各組成材料絕對(duì)體積及拌合物中所含空氣的體積之和。

解方程組，可得mso、mgo。式中：ρc、ρs、ρg、ρw——分別為水泥的密度，砂、石子的視密度，水的密度(kg/m3)；α——混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，可取α＝1?；炷廖?、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟（6）粗骨料和細(xì)骨料用量的確定2）質(zhì)量法質(zhì)量法又稱為假定表觀密度法。假定1m3混凝土拌合物的質(zhì)量為mcρ,解方程組可得mso、mgo。注：mcρ可根據(jù)積累的試驗(yàn)資料確定；無(wú)資料時(shí)，其值可取2350～2450kg/m3?；炷廖?、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟2、配合比的試配、調(diào)整與確定（1）配合比的試配、調(diào)整將初步配合比進(jìn)行適配、調(diào)整，直到混凝土拌合物的和易性滿足要求為止，測(cè)出拌合物的實(shí)際表觀密度ρct。經(jīng)過(guò)和易性調(diào)整試驗(yàn)得出的混凝土基準(zhǔn)配合比，其水灰比不一定選用恰當(dāng)，其結(jié)果是強(qiáng)度不一定符合要求，所以應(yīng)檢驗(yàn)混凝土的強(qiáng)度。一般采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，砂率值可分別增加或減少1%。每種配合比制作一組（三個(gè)）試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d試壓?；炷廖?、配合比設(shè)計(jì)（五）設(shè)計(jì)步驟2、配合比的試配、調(diào)整與確定（2）配合比的確定水灰比：由水灰比和抗壓強(qiáng)