硬化混凝土的性能课件
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fcu,0－混凝土28天抗压强度，MPa； fce－水泥强度等级或实际强度，MPa； C/W－灰水比，适用范围1.2～3.0； αa、αb －回归系数，与集料品种、水泥品种有关。 碎石： αa ＝0.46， αb ＝0.07 卵石： αa ＝0.48， αb ＝0.33
利用上式解决： ①当水泥强度等级fce已经选定，配制某一强度fcu,0 的混凝土时，计算出应用的水灰比W/C近似值。
②当已知水泥强度等级fce和选定水灰比W/C时， 计算该混凝土28天可能达到的强度fcu,0 。
3.集料的品种、质量和数量
品种：与卵石相比，碎石表面粗糙富有棱角对强度更有利 ①与水泥浆体的粘结力较强； ②颗粒之间具有嵌固作用。
石子品种的影响与所用水灰比有关： a.W/C<0.4时，碎石混凝土与卵石混凝土强度差值可高达38％； 因为主要矛盾为界面强度 b.随W/C增大，两者差值逐渐减少； c.W/C≥0.65，两者的强度差异不太显著。因为主要矛盾为水 泥浆强度
30
强度的尺寸 换算系数
0.95
150×150×150
40
1
200×200×200
60
1.05
GBJ10-89《混凝土结构设计规范》
混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值来 确定的。
立方体抗压强度标准值是指具有95％保证率的 立方体抗压强度，也就是指在混凝土立方体抗 压强度测定值的总体分布中，低于该值的百分 率不超过5％。
作为该组试件的抗压强度值。
三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中 间值的差值超过中间值的15％时，则把最大及 最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗 压强度值。
如有两个测值与中间值的差均超过中间值的15 ％，则该组试件的试验结果无效。
试件尺寸(mm)
集料最大粒径 (mm)
100×100×100
分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、 C40、C45、C50、C55、C60 12个等级。
C30表示混凝土立方体抗压强度≥30MPa，其 保证率为95％。
不同的建筑工程，不同的部位采用不同 强度等级的混凝土。
实际工程强度：与工程相同的环境下养 护，按需要的龄期进行测试，作为现场 混凝土质量控制的依据。
质量： ①有害杂质含量过多，降低混凝土强度；
②与水泥浆体有一定程度的化学反应，影响界面 强度。如：
a.石英岩、玄武岩等酸性集料可与水泥浆中的 Ca(OH)2反应，在界面生成强度较高的水化硅 酸钙反应层；
b.部分碳酸盐质碱性集料会形成弱的接触层，界 面水泥浆强度较低。
数量－集灰比：对C35以上混凝土强度影响大
拆模，在20±3℃，相对湿度90％以上的标准养护 室中养护至龄期。
抗压强度试验：将试件表面擦拭干净，测量尺寸，
放在压力机的承压板中央，以试件的浇注面作为 受压面。混凝土强度等级低于C30时，加荷速度取 每秒钟0.3～0.5MPa；混凝土强度等级高于或等 于C30时，来自百度文库每秒钟0.5～0.8MPa。
试验结果计算：以三个试件测值的算术平均值
W/C一定时，集灰比增大，混凝土强度提高 ①集料增多，表面积增加，吸收了部分润湿水，
降低了有效水灰比，使水泥浆体密实；
②水泥浆数量减少，混凝土内的总孔隙体积减少。
4.养护条件
湿度： a.水泥凝结以后水化反应只能在毛细孔内
发生，所以要防止毛细孔中水的蒸发。
b.潮湿环境下养护：湿砂覆盖、喷雾、浸 水和塑料薄膜覆盖。
温度：对混凝土强度的发展有很大影响
①温度较低混凝土强度增长率下降，需要较长的潮湿养护 时间。
②早期养护温度稍低，混凝土早期强度发展较慢，但后期 强度发展较好。
③高温养护可以提高早期强度，但后期强度较低。
因为水泥颗粒外表过早形成水化产物，不易分布均匀：
a.水化物稠密度较低的区域，成为水泥浆体的薄弱点，降低 了整体强度；
第十三章 硬化混凝土的性能
主要包括：强 度 变形 耐久性
第一节 混凝土的强度
一、混凝土的抗压强度 立方体抗压强度：边长为100mm、
150mm、200mm的立方体试件 轴心抗压强度：
150mm×150mm×300mm的棱柱体试件
圆柱体抗压强度：Φ150mm×300mm的 圆柱体试件
GBJ81-85《普通混凝土力学性能试验方法》
②水泥浆体与集料间的粘结力越大。
混凝土的强度也越高
2.水灰比：在一定范围内，随水灰比的减小，强度 有规律的提高。
用于水化后多余的水分残留在混凝土中，形成水泡 和水道，挥发后形成气孔和孔道
①减少了抵抗荷载的有效断面；
② 受力时在孔隙和孔道周围产生应力集中，引起 微裂纹的扩展。
混凝土强度降低
混凝土强度与水灰比的关系式： fcu,0 =αa · fce · [(C/W) -αb]
b.水化物稠密度过高的区域，水化物包裹在水泥粒子周围， 阻碍水分进入内部继续进行水化反应，从而减少了水化产 物的量，后期强度降低。
5.龄期
混凝土强度随龄期增长：Rt=Algt+B 对数公式：Rn=R28lgn/lg28 ( n≮3) 斯拉特公式：R28=R7+k R7
劈裂抗拉强度：150mm×150mm×150mm立方体
弯曲抗拉强度（抗折强度）
三分点加载法：150mm×150mm×600mm棱柱体小梁 中心点加载法
1－上压板 2－垫条 3－垫层 4－下压板
劈裂抗拉试验示意图
三分点加载法试验示意图
中心点加载法试验示意图
三、混凝土强度的影响因素
1.水泥强度等级：越高 ①所配制的混凝土中的水泥浆体强度越高；
搅拌：实验室制作试件：一般先加砂子、石子,再加
水泥,掺合料，然后加水和外加剂，共同搅拌2～5分 钟。
商品混凝土搅拌站：根据混凝土强度等级不同、 搅拌机不同，设计不同的投料顺序和搅拌时间。
成型：将混凝土拌合物一次装入试模，采用震动台
成型，振动至混凝土表面出浆为止。刮去多余的混 凝土并抹平。
养护：成型后覆盖表面，在20±5℃静置一昼夜，
二、抗拉强度
混凝土是一种脆性材料，在直接受拉时， 变形很小就会开裂、破坏。
脆性系数：混凝土抗压强度与抗拉强度 的比值。在9.0～14.5之间。随混凝土强 度等级提高，脆性系数越大。
抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指 标，也可用来间接衡量混凝土与钢筋的 粘结强度。
轴向抗拉强度：难取得满意结果
利用上式解决： ①当水泥强度等级fce已经选定，配制某一强度fcu,0 的混凝土时，计算出应用的水灰比W/C近似值。
②当已知水泥强度等级fce和选定水灰比W/C时， 计算该混凝土28天可能达到的强度fcu,0 。
3.集料的品种、质量和数量
品种：与卵石相比，碎石表面粗糙富有棱角对强度更有利 ①与水泥浆体的粘结力较强； ②颗粒之间具有嵌固作用。
石子品种的影响与所用水灰比有关： a.W/C<0.4时，碎石混凝土与卵石混凝土强度差值可高达38％； 因为主要矛盾为界面强度 b.随W/C增大，两者差值逐渐减少； c.W/C≥0.65，两者的强度差异不太显著。因为主要矛盾为水 泥浆强度
30
强度的尺寸 换算系数
0.95
150×150×150
40
1
200×200×200
60
1.05
GBJ10-89《混凝土结构设计规范》
混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值来 确定的。
立方体抗压强度标准值是指具有95％保证率的 立方体抗压强度，也就是指在混凝土立方体抗 压强度测定值的总体分布中，低于该值的百分 率不超过5％。
作为该组试件的抗压强度值。
三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中 间值的差值超过中间值的15％时，则把最大及 最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗 压强度值。
如有两个测值与中间值的差均超过中间值的15 ％，则该组试件的试验结果无效。
试件尺寸(mm)
集料最大粒径 (mm)
100×100×100
分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、 C40、C45、C50、C55、C60 12个等级。
C30表示混凝土立方体抗压强度≥30MPa，其 保证率为95％。
不同的建筑工程，不同的部位采用不同 强度等级的混凝土。
实际工程强度：与工程相同的环境下养 护，按需要的龄期进行测试，作为现场 混凝土质量控制的依据。
质量： ①有害杂质含量过多，降低混凝土强度；
②与水泥浆体有一定程度的化学反应，影响界面 强度。如：
a.石英岩、玄武岩等酸性集料可与水泥浆中的 Ca(OH)2反应，在界面生成强度较高的水化硅 酸钙反应层；
b.部分碳酸盐质碱性集料会形成弱的接触层，界 面水泥浆强度较低。
数量－集灰比：对C35以上混凝土强度影响大
拆模，在20±3℃，相对湿度90％以上的标准养护 室中养护至龄期。
抗压强度试验：将试件表面擦拭干净，测量尺寸，
放在压力机的承压板中央，以试件的浇注面作为 受压面。混凝土强度等级低于C30时，加荷速度取 每秒钟0.3～0.5MPa；混凝土强度等级高于或等 于C30时，来自百度文库每秒钟0.5～0.8MPa。
试验结果计算：以三个试件测值的算术平均值
W/C一定时，集灰比增大，混凝土强度提高 ①集料增多，表面积增加，吸收了部分润湿水，
降低了有效水灰比，使水泥浆体密实；
②水泥浆数量减少，混凝土内的总孔隙体积减少。
4.养护条件
湿度： a.水泥凝结以后水化反应只能在毛细孔内
发生，所以要防止毛细孔中水的蒸发。
b.潮湿环境下养护：湿砂覆盖、喷雾、浸 水和塑料薄膜覆盖。
温度：对混凝土强度的发展有很大影响
①温度较低混凝土强度增长率下降，需要较长的潮湿养护 时间。
②早期养护温度稍低，混凝土早期强度发展较慢，但后期 强度发展较好。
③高温养护可以提高早期强度，但后期强度较低。
因为水泥颗粒外表过早形成水化产物，不易分布均匀：
a.水化物稠密度较低的区域，成为水泥浆体的薄弱点，降低 了整体强度；
第十三章 硬化混凝土的性能
主要包括：强 度 变形 耐久性
第一节 混凝土的强度
一、混凝土的抗压强度 立方体抗压强度：边长为100mm、
150mm、200mm的立方体试件 轴心抗压强度：
150mm×150mm×300mm的棱柱体试件
圆柱体抗压强度：Φ150mm×300mm的 圆柱体试件
GBJ81-85《普通混凝土力学性能试验方法》
②水泥浆体与集料间的粘结力越大。
混凝土的强度也越高
2.水灰比：在一定范围内，随水灰比的减小，强度 有规律的提高。
用于水化后多余的水分残留在混凝土中，形成水泡 和水道，挥发后形成气孔和孔道
①减少了抵抗荷载的有效断面；
② 受力时在孔隙和孔道周围产生应力集中，引起 微裂纹的扩展。
混凝土强度降低
混凝土强度与水灰比的关系式： fcu,0 =αa · fce · [(C/W) -αb]
b.水化物稠密度过高的区域，水化物包裹在水泥粒子周围， 阻碍水分进入内部继续进行水化反应，从而减少了水化产 物的量，后期强度降低。
5.龄期
混凝土强度随龄期增长：Rt=Algt+B 对数公式：Rn=R28lgn/lg28 ( n≮3) 斯拉特公式：R28=R7+k R7
劈裂抗拉强度：150mm×150mm×150mm立方体
弯曲抗拉强度（抗折强度）
三分点加载法：150mm×150mm×600mm棱柱体小梁 中心点加载法
1－上压板 2－垫条 3－垫层 4－下压板
劈裂抗拉试验示意图
三分点加载法试验示意图
中心点加载法试验示意图
三、混凝土强度的影响因素
1.水泥强度等级：越高 ①所配制的混凝土中的水泥浆体强度越高；
搅拌：实验室制作试件：一般先加砂子、石子,再加
水泥,掺合料，然后加水和外加剂，共同搅拌2～5分 钟。
商品混凝土搅拌站：根据混凝土强度等级不同、 搅拌机不同，设计不同的投料顺序和搅拌时间。
成型：将混凝土拌合物一次装入试模，采用震动台
成型，振动至混凝土表面出浆为止。刮去多余的混 凝土并抹平。
养护：成型后覆盖表面，在20±5℃静置一昼夜，
二、抗拉强度
混凝土是一种脆性材料，在直接受拉时， 变形很小就会开裂、破坏。
脆性系数：混凝土抗压强度与抗拉强度 的比值。在9.0～14.5之间。随混凝土强 度等级提高，脆性系数越大。
抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指 标，也可用来间接衡量混凝土与钢筋的 粘结强度。
轴向抗拉强度：难取得满意结果