C60_C80高强混凝土的力学性能

的不均匀收缩可产生很大的内应力，从而显现出不 参考文献：
同的结果。在实际应用时，对抗拉强度宜取偏低的数 值。 2.4 混凝土抗折强度试验
[1] 赵雷，刘宇鹏. 浅谈高强混凝土的配制[J].山西交通科技， 2004（2）：58- 60.
[2] 陈肇元，朱金铨，吴佩刚.高强混凝土及其应用[M].北京:
本试验将采用标准试件15 cm×15 cm×55 cm.
轴拉强度 4.75 5.11 5.19 5.36 5.95
抗折强度 9.42
10.35 10.52 10.58 11.15
表5
等级
C60 C65 C70 C75 C80
C60~C80混凝土弹性模量和泊松比(28 d)
轴压强度 MPa
抗压弹性模量 MPa
泊松比
56.8
4.08E+04
1/3.88
57.6
混凝土的轴心抗压强度通常用高宽之比等于 2～3的棱柱试件得出。梭柱体的受压状态与实际工
表2 C60～C80混凝土各龄期抗压强度 MPa
等级
C60 C65 C70 C75 C80
各龄期混凝土抗压强度
3 d均值
7 d均值
28 d均值
44.9
60.9
72.6
51.9
61.1
76.3
54.9
67.4
81.5
C70 0.30 0.30 518 538.4 1 256 6.738 15.6 159.3 17 2 488
C75 0.29 0.33 520 595.2 1 208 7.794 15.6 155.2 14 2 494
C80 0.28 0.34 540 605.3 1 175 8.342 16.2 155.7 17 2 492
从轴心抗压强度的试验结果来看，轴心抗压强
高强混凝土的弹性模量随强度的增长而增长，
度与立方体抗压强度的比值都在0.72以上。
但增长幅度与强度不成正比，也就是说，弹性模量的
2.3 混凝土劈裂抗拉强度试验
增长速度比强度的增长速度要慢。
由于混凝土内部结构不均匀，钢筋的预埋和安
本试验采用标准试件15 cm×15 cm×30 cm，一
清华大学出版社，1992.
The Mechanical Properties of C60~C80 High-strength Concrete
PENG Yi-zhai
（Key Laboratory of Highway Construction and Maintenance Technique in Loess Area,
混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而
续加载得到的应力应变曲线所求出弹性模量往往偏 低。而在某一应力段范围内反复加载若干次所获得 的弹性模量则偏大。
提高，但他们之间的比值却随着强度的增长而降低。
根据国内少数单位对高强混凝土所做的试验结果，
高强混凝土的劈拉强度约为立方体抗压强度的
1/15~1/18，抗折强度约为立方体抗压强度的1/8～
装都难以对中，而偏心又对抗拉强度试验有很大干 组6根，其中3根用于试验其轴心抗压强度，确定弹模
扰，保持试件轴心受拉是很重要的，同时这也是不容 试验的加荷标准；另外3根用于试验弹模和泊松比。
易完全做到的。目前国内外常采用立方体或圆柱体
混凝上的弹性模量值与所用粗集料的品种及其
的劈裂试件来测定混凝土的轴心抗拉强度。本课题 含量有非常大的关系。集轴拉则为立方体抗压强度的1/20～1/24. 在
低强度混凝土，这些比值均要大得多。
表4 C60~C80混凝土的轴心抗拉强度（28 d） MPa
等级 C60 C65 C70 C75 C80
抗压强度 72.6 76.3 81.5 88.2 92.6
劈拉强度 5.28 5.68 5.77 5.95 6.61
混凝土的轴心抗压强度是桥梁工程中一个比较 重要的指标，它的取值直接影响着材料的利用率和设 计构件的安全问题。对于普通混凝土来说，《公路桥梁 设计规范》中规定：混凝土的棱柱体抗压强度平均值
山西交通科技山。 交通科技
收稿日期：2009－12－11；修回日期：2010－01－19 作者简介：彭益斋（1962— ），男，山西定襄人，高级工程师，大学本科，1983年毕业于武汉建材学院无机材料专业。
2 力学性能
在桥梁工程中除了对混凝土抗压强度等级的要 求外，还对混凝土的轴心抗压强度、抗拉强度、弹性 模量及泊松比做了要求。 2.1 混凝土抗压强度试验
混凝土在受压和受拉状态下的强度和变形性质 最清楚地显示它区别于其他材料的力学性能特点。 它们作为混凝土力学性能的最重要指标，既是确定 混凝土强度等级的依据，又是影响其他重要指标的 最主要因素。
第 2 期(总第203 期)
山西交通科技
2010 年 4 月
SHANXI SCIENCE ＆ TECHNOLOGY of COMMUNICATIONS
No．2 Apr．
C60～C80高强混凝土的力学性能
彭益斋
（山西省交通科学研究院 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西 太原 030006）
摘要：通过高强混凝土力学性能实验及性能分析，指出C60～C80高强混凝土可以用于桥
梁工程。
关键词：高强混凝土；力学；性能；桥梁；工程
中图分类号：U444
文献标识码：A
文章编号：1006-3528（2010）02-0033-02
1 C60～C80混凝土的配合比（见表1）
表1 C60～C80混凝土的配合比
56.3
69.5
88.2
62.7
77.0
92.6
注：此表所列各强度值为各龄期抗压强度的平均值。
程受压构件比较接近，标准棱柱体的尺寸在 GB 10—89中规定为15 cm×15 cm×45 cm. 在《公路工 程水泥混凝土试验规程》中则以15 cm×15 cm×30 cm 的试件作为标准试件。
本课题试验采用了15 cm×l5 cm×30 cm试件 作为标准试件进行试验，并对C80混凝土的轴心抗 压强度制作了15 cm×15 cm×45 cm的试件进行对 比，试验结果表明15cm ×l5 cm×45 cm的试件的强 度小于15 cm×l5 cm×30 cm试件的强度，前者能达 到后者的73.4%.
试验采用15 cm×15 cm×15 cm的立方体试件进行 模量值愈高。当高强混凝土为方便泵送采用较大的
试验。测得的劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度 砂率且级配又不够密实时，弹性模量值就会降低很
时，应乘0.9系数，即：
多。弹性模量的大小还与试验方法有关，按照一次连
RL=0.9RT， 式中：RL为轴心抗拉强度；RT为劈裂抗拉强度。
Shanxi Provincial Research Institute of Communications,Taiyuan,Shanxi 030006,China）
Abstract: By the test and analysis of high-strength concrete mechanical properties，the paper discussed the
·34·
山西交通科技
2010 年第 2 期
与立方体平均抗压强度近似地取简单的线性关系：
抗折试验装置，即三分点处双点荷和三点自由支承
Ra=0.7R, 式中：Ra为混凝土的棱柱体抗压强度平均值；R为混 凝土立方体抗压强度平均值。
式混凝土抗折强度装置与抗折弹性模量试验装置。 结果见表4. 2.5 混凝土抗压弹性模量及泊松比试验
从上面的试验结果可以看出本试验中的 C60~C80混凝土的劈裂抗拉强度与国内其他单位的 试验结果基本相近。高强混疑土的劈裂抗拉强度受 养护条件的影响。如果试验方法控制不严，试件材料
性能均优于普通混凝土，完全可以用于桥梁工程。 混凝土作为主要建筑材料的地位在相当长的时
期不会改变，由于高强混凝土自身的优势，工程建设 对高强混凝土的需求必将愈来愈多。
等级 水胶比
砂率
水泥 kg
砂 kg
石 kg
减水剂 硅粉 kg kg
水 kg
坍落度 cm
表观
密度 kg/m3
C60 0.32 0.32 477 588.7 1 251 6.876 14.3 157.2 14 2 488
C65 0.32 0.32 497 572.9 1 217 6.464 14.9 168.7 20 2 486
表3 C60~C80混凝土的轴心抗压强度(28 d)
等级
C60 C65 C70 C75 C80
抗压强度 MPa
72.6 76.3 81.5 88.2 92.6
轴压强度/MPa
15 cm×15 cm×30 cm 15 cm×15 cm×45 cm
52.3
—
56.6
—
64.3
—
65.4
—
75.6
55.5
4.20E+04
1/3.86
64.3
4.24E+04
1/3.86
66.4
4.25E+04
1/3.85
75.6
4.30E+04
1/3.85
注：此表中的轴压强度为做抗压弹性模量试验后，破坏试件 所得轴心抗压强度的平均值。
3 讨论
除上述试验外，本课题还进行了混凝土干缩、渗 水、耐久性等方面的试验，试验表明高强混凝土各项
根据《混凝土结构设计规范》的规定，按标准方 法制成边长为15 cm立方体试件,在标准养护条件下 (20 ℃±3 ℃，相对湿度90％以上)养护28 d，测得的 抗压强度值为混疑土立方体抗压强度。混凝土立方 体抗压强度标准值是按数理统计方法确定，要求具 有不低于95%保证率。 2.2 混凝土轴心抗压强度试验
application of C60~C80 high-strength concrete to bridge engineering.
Key words: high-strength concrete；mechanics；property；bridge；engineering