普通混凝土的強(qiáng)度

硬化混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度的意義強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要用于承受荷載或抵抗各種作用力?；炷翉?qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系密切，一般來說，混凝土的強(qiáng)度愈高，其剛性、不透水性、抵抗風(fēng)化和某些侵蝕介質(zhì)的能力也愈高，通常用混凝土強(qiáng)度來評定和控制混凝土的質(zhì)量?；炷恋钠茐氖芰η?，在水泥石和界面處存在缺陷和裂縫：由于水泥的收縮，引起砂漿與粗骨料間產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫；水泥的泌水使與集料間形成界面裂縫；水泥水化熱引起的裂縫；多余水的蒸發(fā)留下的孔隙；外力碰撞、振動不均勻，不密實(shí)產(chǎn)生的裂縫（如拆模式時）；施工時不可能達(dá)到完全密實(shí)，留有孔隙。受力后，以上裂縫、孔隙不斷發(fā)展，混凝土破壞?；炷潦芰ζ茐牡倪^程，實(shí)際是混凝土裂縫的發(fā)生及發(fā)展的過程。一、混凝土的強(qiáng)度(一)混凝土強(qiáng)度的種類混凝土強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度握裹強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度（二）、混凝土的抗壓強(qiáng)度1.立方體抗壓強(qiáng)度以邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在溫度為20±2℃，相對濕度為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)方法測得的抗壓極限強(qiáng)度。用fcu表示。當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件時，須乘以換算系數(shù)，見下表：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試驗(yàn)條件對混凝土強(qiáng)度的影響試件尺寸

150200200100標(biāo)準(zhǔn)試件試件形狀示意圖1001502.混凝土強(qiáng)度等級按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的級別。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等十四個強(qiáng)度等級。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值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5%。強(qiáng)度等級表示的含義：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“C”代表“混凝土”“30”代表fcu,k＝30.0MPa；3.軸心抗壓強(qiáng)度采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強(qiáng)度為0～55MPa范圍內(nèi)fcp=（0.7～0.8）fcu。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時，一般取fcp＝0.67fcu。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm×100mm和200mm×200mm，測得的抗壓強(qiáng)度值應(yīng)分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。FF（三）混凝土的抗拉強(qiáng)度4.劈裂抗拉強(qiáng)度式中：fts——劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa；

P——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（四）影響抗壓強(qiáng)度的因素（1）水泥的強(qiáng)度和水灰比式中：fcu——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)測值，MPa；當(dāng)水泥無法獲得28天實(shí)測強(qiáng)度時:fce=γc.fce,g其中:fce,g----水泥的強(qiáng)度等級，MPa

；

γc----水泥的富余系數(shù)，一般取1.13;-—混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；αa、αb——粗骨料的回歸系數(shù)。碎石：αa=0.46，αb=0.07卵石：αa=0.48，αb=0.33水泥的強(qiáng)度等級和水灰比的關(guān)系從圖中看出：1、混凝土的強(qiáng)度和水灰比成反比關(guān)系，當(dāng)混凝土水灰比值在0.40～0.80之間時強(qiáng)度最高，反則混凝土的強(qiáng)度越低；2、水泥強(qiáng)度越高，則混凝土強(qiáng)度越高。（2）粗集料的品種碎石形狀不規(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。在水泥石強(qiáng)度及其它條件相同時，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。（3）養(yǎng)護(hù)條件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；低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0℃以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)?；炷翝仓戤吅?，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。（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。由于水泥水化的原因，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強(qiáng)度等級的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度與其齡期的對數(shù)成正比。

式中：fn、f28——分別為n、28天齡期的抗壓強(qiáng)度，MPa。（5）外加劑n≥3（五）提高混凝土抗壓強(qiáng)度的措施（1）采用高強(qiáng)度等級水泥；（2）采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；（3）采用合理砂率，以及級配合格、強(qiáng)度較高、質(zhì)量良好的碎石；（4）改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)攪拌和振搗；（5）采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強(qiáng)度；（6）在混凝土拌合時摻入減水劑或早強(qiáng)劑。二、混凝土的耐久性1.耐久性的主要內(nèi)容（1）抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)時所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。（2）抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。用抗凍等級表示?？箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽和水狀態(tài)下，強(qiáng)度損失不超過25％，且質(zhì)量損失不超過5％時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。二、混凝土的耐久性（3）抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實(shí)度均可以提高抗侵蝕性。（4）抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化?；炷撂蓟?，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護(hù)作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產(chǎn)生收縮而開裂。（5）堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)。應(yīng)嚴(yán)格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質(zhì)的含量。二、混凝土的耐久性2.提高混凝土耐久性的措施（1）合理選擇混凝土的組成材料根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種；選擇質(zhì)量良好、技術(shù)要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密實(shí)度嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實(shí)度。摻入適量減水劑，提高混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。二、混凝土的耐久性環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土1.干燥環(huán)境正常的居住或辦公用房屋內(nèi)不作規(guī)定0.650.602002603002.潮濕環(huán)境無凍害高濕度的室內(nèi)部件室外部件在非侵蝕性土和（或）水中的部件0.700.600.60225280300有凍害經(jīng)受凍害的室外部件在非侵蝕性土和（或）水中且經(jīng)受凍害的部件高濕度且經(jīng)受凍害的室內(nèi)部件0.550.550.552502803003.有凍害和除冰劑的潮濕環(huán)境經(jīng)受凍害和除冰劑作用的室內(nèi)和室外部件0.500.500.50300300300混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ55－2000）§4－5混凝土外加劑外加劑及其分類定義混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過水泥質(zhì)量的5%。按主要功能的分類（1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。（3）改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。（4）改善混凝土其它性能的外加劑，包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。一、減水劑混凝土減水劑是指在保持混凝土拌合物和易性一定的條件下，具有減水和增強(qiáng)作用的外加劑，又稱為“塑化劑”，高效減水劑又稱為“超塑化劑”。1.減水劑的作用機(jī)理減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)組成；摻入減水劑前：當(dāng)水泥加水拌合形成水泥漿的過程中，水泥顆粒把一部分水包裹在顆粒之間而形成絮凝狀結(jié)構(gòu)，水的作用不能充分發(fā)揮；一、減水劑摻入減水劑后：表面活性劑在水泥顆粒表面作定向排列使水泥顆粒表面帶有同種電荷，這種排斥力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水泥顆粒之間的分子引力，使水泥顆粒分散，絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，混凝土拌合用水的作用得到充分的發(fā)揮，拌合物的流動性明顯提高；表面活性劑的極性基與水分子產(chǎn)生締合作用，使水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒之間直接接觸，起到潤滑作用，改善了拌合物的流動性。絮凝狀結(jié)構(gòu)一、減水劑2.減水劑的作用效果（1）減少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的強(qiáng)度。在混凝土拌合物坍落度基本一定的情況下，減少混凝土的單位用水量5％～25％（普通型5％～15％，高效型10％～30％）。（2）提高混凝土拌合物的流動性。在用水量和強(qiáng)度一定的條件下，坍落度可提高100～200mm。（3）節(jié)約水泥。在混凝土拌合物坍落度、強(qiáng)度一定的情況下，可節(jié)約水泥5％～20％。（4）改善混凝土拌合物的性能。摻入減水劑可以減少混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象；延緩拌合物的凝結(jié)時間；減緩水泥水化放熱速度；顯著提高混凝土硬化后的抗?jié)B性和抗凍性。一、減水劑3.常用的減水劑（1）木質(zhì)素系減水劑（M型）木質(zhì)素系減水劑主要使用木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣），屬于陰離子表面活性劑，為普通減水劑，其適宜摻量為0.2～0.3％，減水率10％左右。對混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。（2）萘系減水劑高效減水劑，其主要成分為β一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多，目前我國生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ⅰ型等。萘系減水劑適宜摻量為0.5％～1.0％，其減水率較大，為10％～25%增強(qiáng)效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫０℃以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強(qiáng)、早強(qiáng)、流態(tài)等混凝土。一、減水劑（3）樹脂類減水劑為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡稱密胺樹脂減水劑，為陰離子表面活性劑。我國產(chǎn)品有SM樹脂減水劑，為非引氣型早強(qiáng)高效減水劑，其各項(xiàng)功能與效果均比萘系減水劑還好。SM適宜摻量為0.5％～2.0％，減水率達(dá)20％～27％。（4）糖蜜類減水劑普通減水劑。它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。適宜摻量0.2％～0.3％，減水率10％左右，屬緩凝減水劑。二、早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑是指摻入混凝土中能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，對后期強(qiáng)度無明顯影響的外加劑。種類無機(jī)鹽類早強(qiáng)劑有機(jī)物類早強(qiáng)劑復(fù)合早強(qiáng)劑主要品種氯化鈣、硫酸鈉三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等二水石膏+亞硝酸鈉+三乙醇胺適宜摻量氯化鈣1％～2％；硫酸鈉0.5％～2％0.02％～0.05％2％二水石膏+1％亞硝酸鈉+0.05％三乙醇胺作用效果氯化鈣：可使2d～3d強(qiáng)度提高40％～100％，7d強(qiáng)度提高25％能使3d強(qiáng)度提高50％注意事項(xiàng)氯鹽會銹蝕鋼筋，摻量必須符合有關(guān)規(guī)定對鋼筋無銹蝕作用早強(qiáng)效果顯著，適用于嚴(yán)格禁止使用氯鹽的鋼筋混凝土常用早強(qiáng)劑的品種、摻量及作用效果

引氣劑定義——引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物泌水離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍融耐久性的外加劑。目前應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。作用機(jī)理引氣劑屬憎水性表面活性劑，能顯著降低水的表面張力和界面能，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50～250μm。同時引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。按混凝土含氣量3％～5％計(jì)，每立方米混凝土拌和物中含數(shù)百億個氣泡。大量微小、封閉并均勻分布?xì)馀莸拇嬖?，使混凝土的某些性能得到明顯改善。引氣劑的效果顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性。改善拌和物的和易性。降低部分強(qiáng)度。（一般含氣量每增加1％時，其抗壓強(qiáng)度將降低4％～5％，抗折強(qiáng)度降低2％～3％。）引氣劑的應(yīng)用可用于：（大壩、堤防、橋梁、公路、嚴(yán)寒地區(qū)建筑）抗凍混凝土抗?jié)B混凝土輕混凝土等，不宜用于：蒸養(yǎng)混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土。外加劑的選擇和使用外加劑品種的選擇——根據(jù)工程需要，現(xiàn)場的材料條件，參考有關(guān)資料，通過試驗(yàn)確定。外加劑摻量的確定——通過試驗(yàn)試配確定最佳摻量。外加劑的摻加方法：對于可溶于水，應(yīng)先配成一定濃度的溶液，隨水加入攪拌機(jī)。對于不溶于水的，應(yīng)與適量水泥或砂混合均勻后