混凝土强度质量控制与评定

四、混凝土立方体抗压强度

混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度 标准值(以MPa计)表示，共划分成C7.5、C10、 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、 C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80共 16个强度等级。例如，C40表示混凝土立方 体抗压强度标准值 f cu,k =40MPa。
三、混凝土的变形及破坏过程
三、混凝土的变形及破坏过程
四、混凝土立方体抗压强度


1.立方体抗压强度 混凝土的抗压强度，是指其标准试件在压力 作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大 压力。混凝土结构构件常以抗压强度为主要 设计依据。 根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方 法》 (GB/T50081-2002)制作 150mm×150mm×150mm的标准立方体试 件，在标准条件(温度20°C±2℃，相对湿度 95％以上)下，
一、混凝土强度试件的留置规定
4、当试件达到等效养护龄期时，方可对同 条件养护试件进行强度试验。所谓等效养护龄期， 就是逐日累计养护温度达到600℃.d，且龄期宜 取14d～60d。一般情况，温度取当天的平均温度。
一、混凝土强度试件的留置规定

（三）预拌（商品）混凝土 预拌（商品）混凝土，除应在预拌混凝土厂 内按规定留置试块外，混凝土运到施工现场后， 还应根据《预拌混凝土》（GB/T14902－2003） 规定取样。 1、用于交货检验的混凝土试样应在交货地 点采取。每100立方米相同配合比的混凝土取样 不少于一次；一个工作班拌制的相同配合比的混 凝土不足100立方米时，取样也不得少于一次； 当在一个分项工程中连续供应相同配合比的混凝 土量大于1000立方米时，其交货检验的试样为每 200立方米混凝土取样不得少于一次。
四、混凝土立方体抗压强度
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2．强度等级 为了正确进行结构设计和控制工程质量，根 据混凝土立方体抗压强度标准值(以 f cu,k 表 示)，将混凝土划分不同的强度等级。混凝土 立方体抗压强度标准值，系指按标准方法制 作和养护的立方体试件，在28d龄期，用标 准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一 个值，强度低于该值的百分率不超过5％(即 具有强度保证率为95％的立方体抗压强度)。
五、影响强度的因素
在无法取得水泥实际强度数据时，可用式
代入，其中 c 为水泥强度值的富余 系数，根据各地区统计资料取得； 种等因素有关，其数值通过试验求得，若 无试验资料，则可按《普通混凝土配合比 设计规程》 (JGJ／T 55—2000)提供的 a b 系数取用： 碎石 a =0.46， b =0.07； 卵石 a =0.48， b =0.33。

四、混凝土立方体抗压强度

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。但是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。

目前，美、日等国家采用机5cm×30cm的圆 柱体作为标准试件，所得抗压强度值约等于 150mm×150mm×150mm立方体试件抗压 强度的0．8倍。
四、混凝土立方体抗压强度
养护到28d龄期，所测得的抗压强度值为混凝土 立方体试件抗压强度(简称立方体抗压强度)，以 f cu 表示采用标准试验方法测定其强度是为了使混凝 土的质量有对比性，它是结构设计、混凝土配合 比设计和质量评定的重要数据。 在实际的混凝土工程中，其养护条件(温度、湿 度)不可能与标准养护条件一样，为了能说明工 程中混凝土实际达到的强度，往往把混凝土试件 放在与工程实际相同的条件下养护，再按所需的 龄期测得立方体试件抗压强度值，作为工地混凝 土质量控制的依据。
一、混凝土强度试件的留置规定
（二）结构实体检验用同条件养护试件 根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》 的规定，结构实体检验用用同条件养护试件的留 置方式和取样数量应符合以下规定： 1、对涉及混凝土结构安全的重要部位应进 行结构实体检验，其内容包括混凝土强度、钢筋 保护层厚度及工程合同约定的项目等。 2、同条件养护试件应由各方在混凝土浇筑 入模处见证取样。 3、同一强度等级的同条件养护试件的留置 不宜少于10组，留置数量不应少于3组。
五、影响强度的因素


1．水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最 主要的因素。也是决定性因素。 水泥是混凝土中的活性组成，在水灰比不变时， 水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大， 对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也 就愈高。在水泥强度等级相同的条件下，混凝土 的强度主要取决于水灰比。因从理论上讲，水泥 水化时所需的结合水，一般只占水泥质量的23％ 左右，但在拌制混凝土拌合物时，为了获得施工 所要求的流动性，常需多加一些水，如常用的塑 性混凝土，其水灰比均在0．4～0．8之间。
五、影响强度的因素
3．养护温度及湿度的影响
图4一11混凝土强度与保湿养护时间的关系
五、影响强度的因素

3．养护温度及湿度的影响 为此，施工规范规定，在混凝土浇筑成型后，必 须保证足够的湿度，应在12h内进行覆盖，以防 止水分蒸发。在夏季施工的混凝土，要特别注意 浇水保湿。使用硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水 泥时，浇水保湿应不少于7d；使用火山灰水泥和 粉煤灰水泥或在施工中掺用缓凝型外加剂或混凝 土有抗渗要求时，保湿养护应不少于14d。
第一部分 混凝土抗压强度试验



一、混凝土强度试件的留置规定； 二、混凝土强度试件养护龄期的规定； 三、混凝土的变形及破坏过程； 四、混凝土立方体抗压强度； 五、影响强度的因素； 六、提高强度的措施。
一、混凝土强度试件的留置规定

（一）现场搅拌混凝土 根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》 （GB 50204-2002）和《混凝土强度检验评定标 准》（GB/T50107－2010）的规定，用于检查结 构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地 点随机抽取。取样与试件留置应符合以下规定： 1、每拌制100盘但不超过100立方米的同配 合比的混凝土，取样次数不得少于一次；
五、影响强度的因素
图4—9混凝土强度与水灰比的关系 a)强度与水灰比的关系 b)强度与灰水比的关系
五、影响强度的因素
根据工程实践的经验资料统计，可建立如下的 混凝土强度与水灰比、水泥强度等因素之间 的线性经验公式：
f cu a f ce (c / w b )
式中 f cu －混凝土28d龄期的抗压强度(MPa)； c －1 m 3 混凝土中水泥用量(kg)； w －1 m 3 混凝土中水的用量(kg)； f ce － 水泥的实际强度(MPa)，水泥厂为保 证水泥出厂强度，所生产水泥的实际强度要 高于其强度的标准值 fce,k ，
五、影响强度的因素


1．水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最 主要的因素。也是决定性因素。 当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中 或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵 抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应 力集中。因此，在水泥强度等级相同的情况下， 水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力 愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过 小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下， 混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞， 将导致混凝土强度严重下降。参见图4—9。
混凝土抗压强度试验及统计评定
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几个问题




1、贵机构对混凝土试件合格与否的判定方法？ 为什么这么判定？ 2、我省建筑工程要求混凝土强度标养及同条件 试件的留置方法？ 3、养护室养护的混凝土试件，表面有水，在进 行强度试验时，是否需要先擦干，再试验？不擦 干，有何影响？为什么？ 4、试验过程中哪些因素会影响到混凝土强度， 分别都有怎样的影响？
五、影响强度的因素
3．养护温度及湿度的影响
图4一10养护温度对混凝土强度的影响
五、影响强度的因素


3．养护温度及湿度的影响 因为水是水泥水化反应的必要条件，只有周围环 境湿度适当，水泥水化反应才能顺利进行，使混 凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，水泥水 化反应不能正常进行，甚至停止水化，会严重降 低混凝土强度 图4—11为潮湿养护对混凝土强度的影响。水泥 水化不充分，水化作用未完成，还会使混凝土结 构疏松，形成干缩裂缝，增大渗水性，从而影响 混凝土的耐久性。
五、影响强度的因素
3．养护温度及湿度的影响 混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展的程度 和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是 影响水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混 凝土成型后，必须在一定时间内保持适当的温度 和足够的湿度，以使水泥充分水化，这就是混凝 土的养护。养护温度高，水泥水化速度加快，混 凝土的强度发展也快；反之，在低温下混凝土强 度发展迟缓，如图4—10所示。
五、影响强度的因素


2．骨料的影响 当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强 密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混 凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时， 会降低混凝土的强度。 由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂 浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料、 坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用 卵石拌制的混凝土的强度要高。
五、影响强度的因素


4．龄期 龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。 在正常养护的条件下，混凝土的强度将随龄期的 增长而不断发展，最初7～14d内强度发展较快， 以后逐渐缓慢，28d达到设计强度。28d后强度仍 在发展，。其增长过程可延续数十年之久，混凝 土强度与龄期的关系从图4—11也可看出。 普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，混 凝土强度的发展，大致与其龄期的常用对数成正 比关系(龄期不少于3d)
五、影响强度的因素
3．养护温度及湿度的影响 当温度降至冰点以下时，则由于混凝土中的水分 大部分结冰，不但水泥停止水化，强度停止发展， 而且由于混凝土孔隙中的水结冰，产生体积膨胀 (约9％)，而对孔壁产生相当大的压应力(可达 100MPa)，从而使硬化中的混凝土结构遭到破坏， 导致混凝土已获得的强度受到损失。 同时，混凝土早期强度低，更容易冻坏。
一、混凝土强度试件的留置规定

2、每工作班（8h）拌制的同一配合比的混 凝土不足100盘和100m3时，其取样次数不得少 于一次； 3、当一次连续浇筑超过1000立方米时，同 一配合比的混凝土每200立方米取样不得少于一 次； 4、同一楼层、同一配合比的混凝土，取样 不得少于一次； 5、每次取样应至少留置一组标准养护试件， 同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。
f ce f ce,k
a b － 回归系数，与骨料品种及水泥品
五、影响强度的因素
以上的经验公式，一般只适用于流动性混凝土及 低流动性混凝土，对于干硬性混凝土则不适用， 利用混凝土强度公式，可根据所用的水泥强度和 水灰比来估计所配制混凝土的强度，也可根据水 泥强度和要求的混凝土强度等级来计算应采用的 水灰比。
五、影响强度的因素

2．骨料的影响 骨料的强度影响混凝土的强度。一般骨料强度越 高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和 配制高强度混凝土时，特别明显。骨料粒形以三 维长度相等或相近的球形或立方体形为好，若含 有较多扁平或细长的颗粒，会增加混凝土的孔隙 率，扩大混凝土中骨料的表面积，增加混凝土的 薄弱环节，导致混凝土强度下降。
二、混凝土强度试件养护龄期的规定



普通混凝土28天 掺粉煤灰混凝土，使用部位为地上工程时，龄期 为28天，为地下工程时，宜为60天或90天 掺粉煤灰大体积混凝土，地下工程，宜为90天或 180天 冬期施工混凝土龄期 结构实体混凝土试件龄期 冬期施工结构实体混凝土试件龄期 负温转正温 负温转标养28天
一、混凝土强度试件的留置规定

2、用于出厂检验的混凝土试样应在搅拌地 点采取，按每100盘相同配合比的混凝土取样不 得少于一次；每一工作班组相同的配合比的混凝 土不足100盘时，取样亦不得少于一次。 3、对于预拌混凝土拌合物的质量，每车应 目测检查；混凝土坍落度检验的试样，每100立 方米相同配合比的混凝土取样检验不得少于一次； 当一个工作班相同配合比的混凝土不足100立方 米时，也不得少于一次。