第三章 混凝土的强度与破坏
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l 单轴拉伸作用下，基体中裂缝的出现和发展所需能量很小 ，所以过渡区原生微裂缝和基体中形成的新裂缝扩展和连 通很快，发生脆性破坏。
l 单轴压缩荷载下，脆性较小。一般荷载达到破坏应力的 50%前，基体中没有新裂缝出现，但在过渡区形成了稳定 的剪切—粘结裂缝体系，应力继续增加，基体中出现新裂 缝，大小和数量随应力的增大逐渐发展，最后基体的新裂 缝与过渡区的剪切—粘结裂缝相互连通起来就出现破坏。
养护时间：
胶凝材料的水化 反应是缓慢的化 学反应，需要较 长时间。
毛细管阻断所需时间与水灰比的关系
养护湿度：
Ø潮湿养护对混凝土强度发展影响显著。存放于水中混凝土，要比在 空气中存放一定时间，或一直在空气中的混凝土强度高。因此应该使 混凝土在硬化初期保持至少7d潮湿状态。 Ø湿度不够（暴露干空），混凝土会失水干燥而影响水泥水化正常进 行，甚至停止水化，严重降低强度，且使砼表层结构疏松，形成干缩 裂缝，增大渗水性，从而影响耐久性。 Ø早期维持湿养护对水灰比0.4以下砼比对0.5水灰比以上砼强度影响更 大（后者体内有足够水分，用塑料膜密封防止水分蒸发即可，而前者 体内水分不足且易出现自干燥现象）。
4) 外加剂的影响
Ø 不同品质减水剂对混凝土抗压强度增长贡献不同； Ø 减水剂分散作用可以强化水泥的水化程度，提高硬化水泥石
的网络结构的密实性，但不同减水剂增强作用不同； Ø 缓凝剂对混凝土早期强度发展不利，但适量缓凝对后期强度
略有提高。早强剂与速凝剂可以提高早期强度，但对后期强 度发展不力，尤其是速凝剂可使后期强度损失10~30%； Ø 引气剂增加了混凝土中的气泡，减小了水泥浆体的有效面 积，消弱了水泥石与集料间的粘结强度，造成了混凝土抗压 强度的降低。一般混凝土含气量每增加1％，混凝土的抗压 强度约降低3％~5％。
抗压强度
80
抗压强度（MPa）
60
聚羧酸系
三聚氰胺系 40
萘系
20
0
0
7
14
21
28
龄期（d）
p 聚羧酸较萘系与三聚氰胺系取得更高的强度 p 同样的初始坍落度（230mm）下取得较低的（w/c）
比，且聚羧酸掺量远低于萘系与三聚氰胺系减水剂
引气剂：
含气量的影响。
3.3.2 配合比设计参数的影响
1) 水胶比及水泥用量的影响
普通混凝土的强度影响不大。
• 无论是高强、中强还是低强基体混凝土，当骨料强 度低于基体强度时，粗骨料对混凝土抗压强度起负 作用；当骨料强度高于基体强度时，粗骨料有利于 混凝土抗压强度的提高。但也并非骨料强度越高越 好，骨料与基体两相之间存在强度和刚度相互匹配 的关系。
3) 粗骨料的影响
Ø 粒形、级配（颗粒分布）：影响大，易忽视。 Ø 骨料表面构造（粗糙度）：卵石与碎石。
Ø 混凝土强度的水灰比（water/cement ratio）定律：“对于给定的材 料，强度只取决于一个因素——水灰(胶)比。”这是因为水灰 (胶) 比决定水泥浆体的孔隙率。
Ø Abrams 定则：fc=k1/(k2w/c)。式中k1、k2是常数，取决于混凝土的 龄期、组成材料及测定方法等因素。
Ø 对更高强度的混凝土，如果不掺加活性掺合料是难以实现的，水 泥用量越多，并不是强度就越高，这是因为水泥用量越多，收缩 越大，收缩应力增大，在骨料界面产生收缩裂纹，导致混凝土强 度降低；混凝土的收缩对于混凝土结构起着不利的影响。同时， 矿物掺和料可以改善物理填充和界面结构，并增强耐久性。
混凝土强度与保湿 时间的关系
养护温度：
Ø胶凝材料的水化反应速度随温 度升高而加大。
Ø反应速度过快，形成的浆体结 构较为疏松，后期强度下降。
养护温度：
抗压强度（MPa）
抗压强度（MPa ）
70
60
50
40
30
T= 85
20
T=40℃ T=20℃
10
T=0℃
0 0 10 20 30 40 50 60
Power’s model：孔隙 率—净浆强度关系
f =f0(1- p)3
Power’s model：胶空比 （凝胶空间比）—砂浆强
度关系
不同混凝土孔隙率的比较
3.2 混凝土的破坏模式
l 混凝土内部存在形状、尺寸不同的孔隙、微裂纹；浆体与 骨料间存在薄弱的过渡区。混凝土荷载作用下的的破坏过 复杂且随应力类型而异。
混凝土在单向压缩下的应力—应变关系
(①界面裂缝无明显变化；②界面粘结裂缝扩展； ③基体出现新裂缝和连续裂缝；④基体裂缝和界面裂缝连通、扩展)
• 普通混凝土，断裂沿骨料表面发生，过渡区是薄弱区域。 • 高强混凝土砂浆和过渡区得到加强，断裂有可能穿过骨料发生。
3.3 影响混凝土强度的主要因素
余系数（一般为1.13）。
碎石混凝土 A＝0.53 B＝0.20 卵石混凝土 A＝0.49 B＝0.13
水泥品种和等级
2) 矿物掺和料的影响
Ø 矿物掺合料已经成为高强或高性能混凝土的不可缺少的组 分；
Ø 矿物掺合料的加入，起到二次水化和微集料填充作用，有 效改善了骨料和水泥浆界面过渡层结构，降低了水泥石内 部细微的孔隙，使混凝土更加致密，一般提高后期强度。
2）易于评价。 3）与其它性能有密切关系
3.1 强度—孔隙率的关系
对于匀质材料（如硬化水泥浆）：
f = f0e−kp
式中：f0 是孔隙率0时本征强度, p 是孔隙率，k 是常数。
而混凝土存在过渡区，强度不 仅受骨料强度和硬化浆体的强度 （孔隙率）有关，还与界面过渡 区薄弱程度密切相关。
硬化水泥浆体毛细孔隙 率与抗压强度关系
第三章 混凝土的强度与破坏
Strength and Failure of Conrete
问题
n 强度高的混凝土有哪些优点？有哪些用 途？
n 什么样的结构（什么时候）要求混凝土 强度迅速增长？强度发展过快可能会产 生什么弊病?
在混凝土的所有性能中，为什么总是首 先关心其强度
1) 作为一种结构工程材料，承载力备受关 注，因此混凝土的强度通常总是首先要评 价的性质。
水泥的强度等级与混凝土强度的关系 （仅适应C55及以下普通混凝土）：
fcu=Afce（C/W－B）
式中 fcu —混凝土28d龄期的抗压强度（MPa）； C/W—灰水比； fce—水泥28d龄期实际抗压强度（MPa）。 在无法取得水泥实际强度时，可用式 fce=γc· fceg 代入， 其中fce,g为水泥强度等级值，γc为水泥强度等级值的富
Baidu Nhomakorabea
养护温度：
胶凝材料的水化反应速度随温度 升高而加大。 反应速度过快，形成的浆体结构 较为疏松，后期强度下降。
养护温度对强度的影响
3.3.4 构件强度与试件强度的关 系—强度增长与温度的影响
Ø 养护温度和湿度对高强混凝土发展的影响更为显著。大尺 寸高强混凝土构件经受水化热高温，其内部混凝土又缺 水，所以实际构件中的混凝土和标准尺寸小试件所处的环 境有很大不同。
3.3.3 养护的影响
Ø 在混凝土硬化过程中，人为地改变混凝土体周围环境的温度 与湿度条件，使其微结构和性能达到所需要的结果，称为对 混凝土的养护。
Ø 施工规范规定：在混凝土浇筑完毕后，应在12h内进行覆 盖，以防止水分蒸发过快。在夏季施工混凝土进行自然养护 时，使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥时，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有抗渗要求时，应不少于14d。
• 相同流动性下比较掺合料的影响：需水量超过100%的，如沸 石、硅灰，会增加用水量或减水剂掺量；而具有减水功能的优 质粉煤灰，对活性效应是一个补充。
• 相同胶凝材料用量下比较掺合料的影响：对用水量有影响，因 此固定流动性和固定胶凝材料用量，不能同时兼得。
3) 粗骨料的影响
Ø粗骨料强度的影响 骨料强度>1.5倍混凝土强度，对
Ø原材料对混凝土抗压强度的影响 Ø配合比设计参数的影响 Ø养生条件的影响 Ø试件强度与构件强度的关系 Ø试验参数的影响 Ø高强高性能混凝土配合比设计原则
混凝土破坏的断面形式
• 分： 水泥石破坏（水泥强度较低时） 骨料破裂型 粘结界面破坏型（一般情况）
• 混凝土强度关系式（三相材料） fcu=f(骨料强度、水泥石强度、界面强度)
研究表明：配制高强混凝土必须选择粒径较小的骨料，例如C60混凝 土骨料最大粒径一般不超过25mm，C80一般不超过20mm，这就是 粗骨料在混凝土中的“尺寸效应”。
骨料最大粒径（Dmax)
3) 粗骨料的影响
p粗骨料表面包裹石粉的影响 粗骨料表面粘附的石
粉，料径大部分为小于0.16mm的颗粒，即使延长搅拌时 间也无法使表面石粉完全脱离，势必在水泥砂浆与粗骨料 表面形成一个较薄弱的结合面，此薄弱面使骨料与混凝土 中的砂浆粘结力减弱，抗压将下降。研究表明，表面包裹 石粉骨料配制出混凝土早期和后期强度均低于用清洗后骨 料配制的混凝土，尤其是早期强度降低约10～14％。
Ø 矿物掺合料的种类、品质和取代数量对混凝土的抗压强度 有着显著的影响。
矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Ø 影响非常大，但结论不一致。原因是可影响混凝土的许多性 能，为不同目的，强调性能的不同方面，采取不同的比较体 系，因而得到不同结论。
Ø 三种比较体系：
• 相同水胶比下比较掺合料的影响：掺合料活性低于水泥熟料， 所以降低强度，尤其是在早期明显，晚期影响减小。粉煤灰活 性低，强度影响大，矿渣活性高对强度影响小。
p 粗骨料颗粒形貌的影响： 粗骨料的颗粒形状以圆球或立方 体形为最优，含有较多的针、片状颗粒，将增加空隙率， 降低混凝土拌和物的和易性，骨料界面粘结力下降，并且 针、片状颗粒受力时容易折断，进而影响混凝土的强度。 如：采用5～25mm级配碎石配制C50混凝土时，随骨料中针片状颗粒
含量的增加，混凝土强度降低，当针片状颗粒从0增加到6.5％时，混凝 土强度下降了约11％。
水灰比
• 水泥强度等级和水灰比—决定性因素。 • fce,g等级相同， W/C愈小， f水泥石强度愈高， f界面粘结愈大， fcu
愈高。 • 但W/C过小，拌和物过于干稠，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，反将导致混凝 土强度严重下降。 • W/C理论=0.223 W/C实际=0.3~0.6 • 多余水分，孔隙（水泡、气孔），有效断面减小，孔隙周围产 生应力集中；水分多，还泌水，在骨料或钢筋下部积聚成水 囊，降低粘结和握裹力。 • fcu~W/C 反比曲线关系； fcu~C/W正比直线关系。
3) 粗骨料的影响
p 粗骨料粒径的影响
• 在高水灰比的低强度或胶凝材料用量较少的混凝土中， 骨料的粒径越大，对水泥浆的需求量越小。对于给定的 工作性和水泥用量，可以降低用水量，因此骨料粒径越 大，混凝土的强度越高，但总体影响不显著。
• 但对于高强度混凝土情况则不同，水灰比降低（强度提 高），影响逐渐增大【界面过渡区厚度和均匀性非常关 键】。
龄期（天）
60 50 40 30 20 10 0
0
0℃ 20℃ 40℃ 85℃
10 20 30 40 50 60 龄期（天）
纯硅酸盐水泥混凝土 (W/C=0.4)
掺30%粉煤灰的混凝土 W/C=0.4)
养护湿度：
胶凝材料的水化反应 需要水分的参与，如 果没有充分的水分供 应，水化反应将很快 停止。特别是在水化 初期，湿养护非常重 要。
2) 砂率的影响
Ø 砂率既影响工作性也影响强度，但一般拌合物工作性最 佳时的砂率不一定是强度最高的砂率。砂率选择以满足 工作性为主。对于预应力混凝土，砂率宜适中，一般控 制砂率不大于40%。
3) 混凝土的工作性能的影响
Ø 混凝土拌合物的粘聚性、保水性、流动性决定了混凝土 拌合物是否容易振捣密实以及抵抗离析、泌水的能力。 混凝土轻微的泌水，可降低混凝土内的水灰比，提高强 度，减少混凝土表面的干缩。但严重的泌水，会在成型 后的混凝土内形成大量的迁移水的通道，导致混凝土强 度降低。过粘，气泡难以排出，降低强度。
3.3.1 原材料对混凝土抗压强度的影响
1) 水泥的影响
Ø 水泥强度对混凝土强度有影响，一般情况下，相同水灰 比情况下，配制混凝土用水泥的强度越高，混凝土的强 度越高；但水泥强度不是混凝土强度的决定性因素。
Ø 用早期强度较高水泥配制混凝土强度增长较快，但在后 期强度增长缓慢。
Ø 水泥细度增加，水化速率增大，可导致较高的早期强度 增长率，但混凝土的后期强度可能没有增长，甚至出现 强度倒缩现象。
l 单轴压缩荷载下，脆性较小。一般荷载达到破坏应力的 50%前，基体中没有新裂缝出现，但在过渡区形成了稳定 的剪切—粘结裂缝体系，应力继续增加，基体中出现新裂 缝，大小和数量随应力的增大逐渐发展，最后基体的新裂 缝与过渡区的剪切—粘结裂缝相互连通起来就出现破坏。
养护时间：
胶凝材料的水化 反应是缓慢的化 学反应，需要较 长时间。
毛细管阻断所需时间与水灰比的关系
养护湿度：
Ø潮湿养护对混凝土强度发展影响显著。存放于水中混凝土，要比在 空气中存放一定时间，或一直在空气中的混凝土强度高。因此应该使 混凝土在硬化初期保持至少7d潮湿状态。 Ø湿度不够（暴露干空），混凝土会失水干燥而影响水泥水化正常进 行，甚至停止水化，严重降低强度，且使砼表层结构疏松，形成干缩 裂缝，增大渗水性，从而影响耐久性。 Ø早期维持湿养护对水灰比0.4以下砼比对0.5水灰比以上砼强度影响更 大（后者体内有足够水分，用塑料膜密封防止水分蒸发即可，而前者 体内水分不足且易出现自干燥现象）。
4) 外加剂的影响
Ø 不同品质减水剂对混凝土抗压强度增长贡献不同； Ø 减水剂分散作用可以强化水泥的水化程度，提高硬化水泥石
的网络结构的密实性，但不同减水剂增强作用不同； Ø 缓凝剂对混凝土早期强度发展不利，但适量缓凝对后期强度
略有提高。早强剂与速凝剂可以提高早期强度，但对后期强 度发展不力，尤其是速凝剂可使后期强度损失10~30%； Ø 引气剂增加了混凝土中的气泡，减小了水泥浆体的有效面 积，消弱了水泥石与集料间的粘结强度，造成了混凝土抗压 强度的降低。一般混凝土含气量每增加1％，混凝土的抗压 强度约降低3％~5％。
抗压强度
80
抗压强度（MPa）
60
聚羧酸系
三聚氰胺系 40
萘系
20
0
0
7
14
21
28
龄期（d）
p 聚羧酸较萘系与三聚氰胺系取得更高的强度 p 同样的初始坍落度（230mm）下取得较低的（w/c）
比，且聚羧酸掺量远低于萘系与三聚氰胺系减水剂
引气剂：
含气量的影响。
3.3.2 配合比设计参数的影响
1) 水胶比及水泥用量的影响
普通混凝土的强度影响不大。
• 无论是高强、中强还是低强基体混凝土，当骨料强 度低于基体强度时，粗骨料对混凝土抗压强度起负 作用；当骨料强度高于基体强度时，粗骨料有利于 混凝土抗压强度的提高。但也并非骨料强度越高越 好，骨料与基体两相之间存在强度和刚度相互匹配 的关系。
3) 粗骨料的影响
Ø 粒形、级配（颗粒分布）：影响大，易忽视。 Ø 骨料表面构造（粗糙度）：卵石与碎石。
Ø 混凝土强度的水灰比（water/cement ratio）定律：“对于给定的材 料，强度只取决于一个因素——水灰(胶)比。”这是因为水灰 (胶) 比决定水泥浆体的孔隙率。
Ø Abrams 定则：fc=k1/(k2w/c)。式中k1、k2是常数，取决于混凝土的 龄期、组成材料及测定方法等因素。
Ø 对更高强度的混凝土，如果不掺加活性掺合料是难以实现的，水 泥用量越多，并不是强度就越高，这是因为水泥用量越多，收缩 越大，收缩应力增大，在骨料界面产生收缩裂纹，导致混凝土强 度降低；混凝土的收缩对于混凝土结构起着不利的影响。同时， 矿物掺和料可以改善物理填充和界面结构，并增强耐久性。
混凝土强度与保湿 时间的关系
养护温度：
Ø胶凝材料的水化反应速度随温 度升高而加大。
Ø反应速度过快，形成的浆体结 构较为疏松，后期强度下降。
养护温度：
抗压强度（MPa）
抗压强度（MPa ）
70
60
50
40
30
T= 85
20
T=40℃ T=20℃
10
T=0℃
0 0 10 20 30 40 50 60
Power’s model：孔隙 率—净浆强度关系
f =f0(1- p)3
Power’s model：胶空比 （凝胶空间比）—砂浆强
度关系
不同混凝土孔隙率的比较
3.2 混凝土的破坏模式
l 混凝土内部存在形状、尺寸不同的孔隙、微裂纹；浆体与 骨料间存在薄弱的过渡区。混凝土荷载作用下的的破坏过 复杂且随应力类型而异。
混凝土在单向压缩下的应力—应变关系
(①界面裂缝无明显变化；②界面粘结裂缝扩展； ③基体出现新裂缝和连续裂缝；④基体裂缝和界面裂缝连通、扩展)
• 普通混凝土，断裂沿骨料表面发生，过渡区是薄弱区域。 • 高强混凝土砂浆和过渡区得到加强，断裂有可能穿过骨料发生。
3.3 影响混凝土强度的主要因素
余系数（一般为1.13）。
碎石混凝土 A＝0.53 B＝0.20 卵石混凝土 A＝0.49 B＝0.13
水泥品种和等级
2) 矿物掺和料的影响
Ø 矿物掺合料已经成为高强或高性能混凝土的不可缺少的组 分；
Ø 矿物掺合料的加入，起到二次水化和微集料填充作用，有 效改善了骨料和水泥浆界面过渡层结构，降低了水泥石内 部细微的孔隙，使混凝土更加致密，一般提高后期强度。
2）易于评价。 3）与其它性能有密切关系
3.1 强度—孔隙率的关系
对于匀质材料（如硬化水泥浆）：
f = f0e−kp
式中：f0 是孔隙率0时本征强度, p 是孔隙率，k 是常数。
而混凝土存在过渡区，强度不 仅受骨料强度和硬化浆体的强度 （孔隙率）有关，还与界面过渡 区薄弱程度密切相关。
硬化水泥浆体毛细孔隙 率与抗压强度关系
第三章 混凝土的强度与破坏
Strength and Failure of Conrete
问题
n 强度高的混凝土有哪些优点？有哪些用 途？
n 什么样的结构（什么时候）要求混凝土 强度迅速增长？强度发展过快可能会产 生什么弊病?
在混凝土的所有性能中，为什么总是首 先关心其强度
1) 作为一种结构工程材料，承载力备受关 注，因此混凝土的强度通常总是首先要评 价的性质。
水泥的强度等级与混凝土强度的关系 （仅适应C55及以下普通混凝土）：
fcu=Afce（C/W－B）
式中 fcu —混凝土28d龄期的抗压强度（MPa）； C/W—灰水比； fce—水泥28d龄期实际抗压强度（MPa）。 在无法取得水泥实际强度时，可用式 fce=γc· fceg 代入， 其中fce,g为水泥强度等级值，γc为水泥强度等级值的富
Baidu Nhomakorabea
养护温度：
胶凝材料的水化反应速度随温度 升高而加大。 反应速度过快，形成的浆体结构 较为疏松，后期强度下降。
养护温度对强度的影响
3.3.4 构件强度与试件强度的关 系—强度增长与温度的影响
Ø 养护温度和湿度对高强混凝土发展的影响更为显著。大尺 寸高强混凝土构件经受水化热高温，其内部混凝土又缺 水，所以实际构件中的混凝土和标准尺寸小试件所处的环 境有很大不同。
3.3.3 养护的影响
Ø 在混凝土硬化过程中，人为地改变混凝土体周围环境的温度 与湿度条件，使其微结构和性能达到所需要的结果，称为对 混凝土的养护。
Ø 施工规范规定：在混凝土浇筑完毕后，应在12h内进行覆 盖，以防止水分蒸发过快。在夏季施工混凝土进行自然养护 时，使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥时，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有抗渗要求时，应不少于14d。
• 相同流动性下比较掺合料的影响：需水量超过100%的，如沸 石、硅灰，会增加用水量或减水剂掺量；而具有减水功能的优 质粉煤灰，对活性效应是一个补充。
• 相同胶凝材料用量下比较掺合料的影响：对用水量有影响，因 此固定流动性和固定胶凝材料用量，不能同时兼得。
3) 粗骨料的影响
Ø粗骨料强度的影响 骨料强度>1.5倍混凝土强度，对
Ø原材料对混凝土抗压强度的影响 Ø配合比设计参数的影响 Ø养生条件的影响 Ø试件强度与构件强度的关系 Ø试验参数的影响 Ø高强高性能混凝土配合比设计原则
混凝土破坏的断面形式
• 分： 水泥石破坏（水泥强度较低时） 骨料破裂型 粘结界面破坏型（一般情况）
• 混凝土强度关系式（三相材料） fcu=f(骨料强度、水泥石强度、界面强度)
研究表明：配制高强混凝土必须选择粒径较小的骨料，例如C60混凝 土骨料最大粒径一般不超过25mm，C80一般不超过20mm，这就是 粗骨料在混凝土中的“尺寸效应”。
骨料最大粒径（Dmax)
3) 粗骨料的影响
p粗骨料表面包裹石粉的影响 粗骨料表面粘附的石
粉，料径大部分为小于0.16mm的颗粒，即使延长搅拌时 间也无法使表面石粉完全脱离，势必在水泥砂浆与粗骨料 表面形成一个较薄弱的结合面，此薄弱面使骨料与混凝土 中的砂浆粘结力减弱，抗压将下降。研究表明，表面包裹 石粉骨料配制出混凝土早期和后期强度均低于用清洗后骨 料配制的混凝土，尤其是早期强度降低约10～14％。
Ø 矿物掺合料的种类、品质和取代数量对混凝土的抗压强度 有着显著的影响。
矿物掺合料对混凝土抗压强度的影响
Ø 影响非常大，但结论不一致。原因是可影响混凝土的许多性 能，为不同目的，强调性能的不同方面，采取不同的比较体 系，因而得到不同结论。
Ø 三种比较体系：
• 相同水胶比下比较掺合料的影响：掺合料活性低于水泥熟料， 所以降低强度，尤其是在早期明显，晚期影响减小。粉煤灰活 性低，强度影响大，矿渣活性高对强度影响小。
p 粗骨料颗粒形貌的影响： 粗骨料的颗粒形状以圆球或立方 体形为最优，含有较多的针、片状颗粒，将增加空隙率， 降低混凝土拌和物的和易性，骨料界面粘结力下降，并且 针、片状颗粒受力时容易折断，进而影响混凝土的强度。 如：采用5～25mm级配碎石配制C50混凝土时，随骨料中针片状颗粒
含量的增加，混凝土强度降低，当针片状颗粒从0增加到6.5％时，混凝 土强度下降了约11％。
水灰比
• 水泥强度等级和水灰比—决定性因素。 • fce,g等级相同， W/C愈小， f水泥石强度愈高， f界面粘结愈大， fcu
愈高。 • 但W/C过小，拌和物过于干稠，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，反将导致混凝 土强度严重下降。 • W/C理论=0.223 W/C实际=0.3~0.6 • 多余水分，孔隙（水泡、气孔），有效断面减小，孔隙周围产 生应力集中；水分多，还泌水，在骨料或钢筋下部积聚成水 囊，降低粘结和握裹力。 • fcu~W/C 反比曲线关系； fcu~C/W正比直线关系。
3) 粗骨料的影响
p 粗骨料粒径的影响
• 在高水灰比的低强度或胶凝材料用量较少的混凝土中， 骨料的粒径越大，对水泥浆的需求量越小。对于给定的 工作性和水泥用量，可以降低用水量，因此骨料粒径越 大，混凝土的强度越高，但总体影响不显著。
• 但对于高强度混凝土情况则不同，水灰比降低（强度提 高），影响逐渐增大【界面过渡区厚度和均匀性非常关 键】。
龄期（天）
60 50 40 30 20 10 0
0
0℃ 20℃ 40℃ 85℃
10 20 30 40 50 60 龄期（天）
纯硅酸盐水泥混凝土 (W/C=0.4)
掺30%粉煤灰的混凝土 W/C=0.4)
养护湿度：
胶凝材料的水化反应 需要水分的参与，如 果没有充分的水分供 应，水化反应将很快 停止。特别是在水化 初期，湿养护非常重 要。
2) 砂率的影响
Ø 砂率既影响工作性也影响强度，但一般拌合物工作性最 佳时的砂率不一定是强度最高的砂率。砂率选择以满足 工作性为主。对于预应力混凝土，砂率宜适中，一般控 制砂率不大于40%。
3) 混凝土的工作性能的影响
Ø 混凝土拌合物的粘聚性、保水性、流动性决定了混凝土 拌合物是否容易振捣密实以及抵抗离析、泌水的能力。 混凝土轻微的泌水，可降低混凝土内的水灰比，提高强 度，减少混凝土表面的干缩。但严重的泌水，会在成型 后的混凝土内形成大量的迁移水的通道，导致混凝土强 度降低。过粘，气泡难以排出，降低强度。
3.3.1 原材料对混凝土抗压强度的影响
1) 水泥的影响
Ø 水泥强度对混凝土强度有影响，一般情况下，相同水灰 比情况下，配制混凝土用水泥的强度越高，混凝土的强 度越高；但水泥强度不是混凝土强度的决定性因素。
Ø 用早期强度较高水泥配制混凝土强度增长较快，但在后 期强度增长缓慢。
Ø 水泥细度增加，水化速率增大，可导致较高的早期强度 增长率，但混凝土的后期强度可能没有增长，甚至出现 强度倒缩现象。