【文章內(nèi)容簡介】 A fcu——砼立方體抗壓強度（ MPa）； P——砼破壞荷載（ N）； A——試件承壓面積（㎜ 2）。 砼立方體抗壓強度計算至 。 用非標試件測得的強度值均應乘以尺寸換算系數(shù)，其值對邊長為 200㎜的試件為 ；對邊長為 100㎜ 的試件為 。 ③ 代表值的確定： Ⅰ 取三個試件測值的算術平均值作為該組試件的抗壓強度值。 Ⅱ 若三個測值中最大值或最小值中與中間值的差值超過中間值的 15%時，則取中間值作為該組砼抗壓強度值。 Ⅲ 若有兩個測值與中間值的差均超過中間值的 15%，則該試件的試驗結(jié)果無效。 立方體抗壓強度標準值（ fcu， k ） 按照標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為 150mm的立方體試件，在 28d齡期，用標準試驗測定的抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過 5%（即具有 95%保證率的抗壓強度），以N/mm2即 MPa計。 一 .砼強度 ——抗壓強度與強度等級 ? 強度等級（ Grading Strength） 混凝土強度等級是根據(jù)立方體抗壓強度標準值來確定的。 表示方法 ：用“ C”和“立方體抗壓強度標準值”兩項內(nèi)容表示 如：“ C30”即表示混凝土立方體抗壓強度標準值 fcu， k =30MPa 。 、 C C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60、C6 C70、 C7 C80等 16個強度等級 。 一 .砼強度 ——抗壓強度與強度等級 ? 4 砼的軸心抗壓強度（ fcp） 軸心抗壓強度采用 150mm 150mm 300mm的棱柱體作為標準試件 在鋼筋混凝土結(jié)構計算中，計算軸心受壓構件時，都采用混凝土的軸心抗壓強度 fcp作為設計依據(jù)。 fcp比同截面的 fcu小，且 h/a越大， fcp 越小。在立方體抗壓強度為 10～ 55Mpa范圍內(nèi)時， fcp ≈（ ～ ） fcu。 一、 砼強度 ——抗拉強度 ? 劈裂試驗測得劈裂抗拉強度（ Splitting tension strength）。 ? 混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的 1/10～ 1/20，故在結(jié)構設計中，不考慮混凝土承受拉力，而是在混凝土中配以鋼筋，由鋼筋來承受拉力 。 ? 確定抗裂度時，須考慮抗拉強度，它是結(jié)構設計中確定混凝土抗裂度的主要指標。 ? 試驗方法：劈裂法，測出強度為劈裂抗拉強度 fts 。 ? 混凝土的劈裂抗拉強度與混凝土標準立方體抗壓強度之間的關系，可用經(jīng)驗公式表達如下： ? 一、 砼強度 ——與鋼筋的粘結(jié)強度 ? 強度主要來源： 混凝土與鋼筋間的摩擦力 鋼筋與水泥石間的粘結(jié)力 變形鋼筋的表面機械咬合力 ? 影響因素： 混凝土質(zhì)量（強度） 鋼筋尺寸及種類 鋼筋在混凝土中的位置 加載類型 干濕變化和溫度變化等 二、影響混凝土強度的因素 砼結(jié)構連續(xù)性的喪失： ? 化學收縮和物理收縮引起 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化學收縮和物理收縮引起砂漿體積的變化，在粗骨料與砂漿界面上產(chǎn)生了分布極不均勻的拉應 力 ，從而導致界面上形成了許多微細的裂縫。 ? 混凝土成型后的泌水作用 某些上升的水分為粗骨料顆粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下緣，混凝土硬化后就成為 界面裂縫 。當混凝土受力時，這些預存的界面裂縫會逐漸擴大、延長并匯合連通起來，形成可見的裂縫，致使混凝土結(jié)構喪失連續(xù)性而破環(huán) . （ 1）水泥的強度和水灰比 ? fcu—— 混凝土 28d齡期的立方體抗壓強度（ MPa） 。 ? fce —— 水泥實際強度（ MPa）， 可取 fce = fce,k， fce,k為水泥強度的標準值 。 ? C/W—— 灰水比； ? αa、 αb—— 回歸系數(shù)， 碎石： α a =； αb= 卵石： α a =； αb= ? 以上經(jīng)驗公式一般只適用于流動性混凝土、低流動性混凝土 ，不適于干硬性混凝土。 （ 2）骨料的影響 ? 當骨料級配良好、砂率適當時，由于組成了堅強密實的骨架，有利于混凝土強度的提高。如果混凝土骨料中有害雜質(zhì)較多，品質(zhì)低，級配不好時，會降低混凝土的強度。 骨料的影響 表面特征 粒徑 粗骨料強度 粗骨料的強度、粒徑及級配等是影響混凝土強度的重要因素 . 粗骨料的強度 裂紋擴展至骨料 時繞界面而過 骨料強度高 混凝土強度高 當骨料強度高時，裂紋擴展至骨料時繞界面而過，混凝土強度高。 Dmax對普通混凝土的影響小 對于高強混凝土 , Dmax 提高，則 強度 降低。 (尺寸效應 ) 粒 徑 Dmax Dmax 強度 尺寸效應 粒 徑 無影響 W/C＞ fcu 碎石 = 卵石 W/C＜ W/C＞ , 表面特征對強度沒有影響。 W/C＜ fcu 碎石 = 卵石 Back 表面特征 （ 3）養(yǎng)護條件 ? 溫度：正溫度以上 ? 濕度：相對濕度 ≮ 90%或保持濕潤 GB50240規(guī)定： 澆注 12h以內(nèi)覆蓋、保溫；硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥澆水 ≮ 7d；摻緩凝劑、抗?jié)B要求的澆水 ≮ 14d；日平均氣溫低于 5℃ 不得澆水；可用養(yǎng)護劑或覆蓋塑料布 ? 養(yǎng)護制度： 標準養(yǎng)護 自然養(yǎng)護 蒸汽養(yǎng)護 蒸壓養(yǎng)護 ? 水是水泥水化的必要條件。如果濕度不夠，水泥水化反應不能正常進行，甚至停止水化，會嚴重降低混凝土強度。因此在混凝土澆筑完畢后，應在 12h內(nèi)進行覆蓋；在夏季施工的混凝土，要特別注意澆水保濕。 ? 1空氣養(yǎng)護 2九個月后水中養(yǎng)護 ? 3三個月后水中養(yǎng)護 4標準濕度條件下養(yǎng)護 （ 4）齡期（ Age） ? 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。 砼的強度隨齡期的增長而提高 ，早期顯著，后期緩慢。普通水泥配制的滹沱那，在標準養(yǎng)護條件下，其強度發(fā)展大致與齡期的常用對數(shù)成正比關系，其經(jīng)驗公式如下： ? ? ? 式中 fn混凝土 nd齡期的抗壓強度（ MPa）； ? f28－－混凝土 28d齡期的抗壓強度（ MPa）； ? n－－－養(yǎng)護齡期（ d）， n≥3。 ? 同條件養(yǎng)護齡期的確定： 日平均氣溫逐日累計達到 600℃ d 對應的齡期， 0℃ 及以下不計，齡期 ≮ 14d，齡期≯ 60d ? 成熟度 =f（ ℃ ， d ） （ 5）試驗條件對混凝土強度的影響 試驗條件 包括試件形狀與尺寸、試件濕度、溫度、表面狀態(tài)、加載方式等。 （ 6）施工的影響 : ? 加料、攪拌機械、攪拌時間、運輸、振搗、養(yǎng)護等 ? 盡量采用機械攪拌和振搗。 混凝土在非荷載作用下的變形 （ 1）化學收縮 （ 2）塑性收縮 （ 3）干濕變形 （ 4）溫度變形 1化學減縮 混凝土的這一體積收縮變形是不能恢復的 。 化學收縮率很小，在限制應力下不會對結(jié)構物產(chǎn)生破壞作用，但其收縮過程中在混凝土內(nèi)部還是會產(chǎn)生微細裂縫，這些微細裂縫可能會影響到混凝土的受載性能和耐久性能。 2溫度變形 混凝土的溫度變形表現(xiàn)為熱脹冷縮 。 為了減少大體及混凝土體積變形引起的開裂 ， 目前常用的方法有： （ 1） 用低水化熱水泥和盡量減少水泥用量； （ 2） 盡量減少用水量； （ 3） 選用膨脹系數(shù)低的骨料 ， 減小熱變形； （ 4） 預冷原材料； （ 5） 合理分縫 、 分塊 、 減輕約束； （ 6） 在混凝土中埋冷卻水管； （ 7） 表面絕熱 ， 調(diào)節(jié)表面溫度的下降速率等 。 3混凝土的干縮濕脹 處于空氣中的混凝土當水分散失時 ， 會因其體積收縮 ， 稱為干燥收縮 ， 簡稱干縮 。 但受潮后體積又會膨脹 ， 即為濕脹 。 降低水泥用量，減少水灰比是減少干縮的關鍵。 徐變及其對結(jié)構物的影響 ? 混凝土在持續(xù)荷載作用下 ,隨時間增長的變形 . ? 有利面： 消除鋼筋混凝土內(nèi)的應力集中，使應力重分布，從而使局部應力集中得到緩解； 對大體積混凝土則能消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應力。 ? 不利面： 在預應力鋼筋混凝土中，混凝土的徐變將使鋼筋的預加應力受到損失。 五、 混凝土的耐久性 DURABILITY of CONCRETE ? 長期以來，人們一直認為混凝土材料是一種耐久性良好的材料，因為不少用其建造的結(jié)構物使用壽命長久。如一些早期建成的混凝土建筑物，已經(jīng)使用了 100年上下仍然完好。但與此同時不少結(jié)構物過早地毀壞，維修困難而且費用高昂，促使人們重視耐久性問題；許多大型結(jié)構物的興建，例如海底隧道、跨海大橋 、石油鉆井平臺、核廢料儲存容器等，對使用壽命提出了更高的要求，如 100年、 150年，甚至幾百年 (一 ).耐久性的定義 ? 定義 ——混凝土抵抗 環(huán)境介質(zhì)作用 并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。 圖 2 國內(nèi)外耐久性病害的工程圖片 幾個與耐久性有關的指標 ? 抗?jié)B性： 砼產(chǎn)生滲透是由于其內(nèi)部存在貫穿孔隙、毛細管和孔洞、蜂窩等。提高混凝土抗?jié)B性的措施有降低水灰比、采用減水劑，選用致密、干凈、級配良好骨料。 ? 抗凍性 （ Frost resistance） 提高混凝土抗凍性的關鍵是提高密實度。措施是減小水灰比，摻加引氣劑等。 ? （ Wearing capacity） 影響混凝土耐磨性的主要因素是砼的表面光滑程度、水泥品種、石子硬度等。 ? 混凝土的抗侵蝕性主要取決于其所用水泥的品種及混凝土的密實度。故提高混凝土抗侵蝕性的主要措施是合理選用水泥品種、降低水灰比、提高混凝土的密實度及盡量減少混凝土中的開口孔隙。 幾個與耐久性有關的指標 ? 5. 碳化 混凝土的碳化是指混凝土內(nèi)水泥石中 Ca（ OH） 2與空氣中的 CO2時發(fā)生化學反應，生成 CaCO3和 H2O。 不利影響 ：減弱了對鋼筋的保護作用； 增加混凝土的收縮； 降低混凝土的抗拉、抗折強度及抗?jié)B能力。 有利影響 ： 提高混凝土的密實度，對提高抗壓強度有利。 影響因素 ：二氧化碳的濃度、環(huán)境濕度、水泥品種、水灰比等。 二氧化碳的濃度高，碳化速度快 。 環(huán)境中濕度在 50%～ 75%時，碳化速度最快；濕度小于 25%或大于 100%時，碳化作用將停止進行 幾個與耐久性有關的指標 ? —骨料反應 堿 —骨料反應是指水泥中的堿（ Na2O、 K2O）與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生反應，在骨料表面生成復雜的堿 —硅酸凝膠，吸水，體積膨脹（可增加 3倍以上），從而導致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂而破壞，這種現(xiàn)象稱為堿 —骨料反應。 堿 —骨料反應必須具備的三個條件： ， (Na2O+)%大于 %； ，此類巖石有流紋巖、玉髓等； 。 堿 —骨料反應速度極慢，但造成的危害極大，而且無法彌補，其危害需幾年或幾十年才表現(xiàn)出來。通常用長度法，如六個月試塊的膨脹率超過 %或一年中超過 %，這種骨料認為具有活性。 5 混 凝 土 配 合 比 設 計 ? 目的： 確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關系。 ? 常用的表示方法： 以每 1混凝土中各項材料的質(zhì)量表示 ， 水泥（ mc） 300 kg、水（ mw） 180 kg、 砂（ ms） 720 kg、石子（ mg） 1200 kg 以各項材料的質(zhì)量比來表示（以水泥質(zhì)量為 1）