混凝土的强度与破坏演示文稿
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a. 受压破坏，或者在较低应力水平上拉伸破坏，都是因为多裂缝的相 互作用所导致，而不是单一裂缝扩展的结果；
b. 硬化水泥浆或混凝土中裂缝的扩展不沿直线，而是绕过水泥石或骨 料颗粒边缘，沿着弯曲的路径延伸，在此过程裂缝发生畸变与挫钝 。
c. 混凝土是硬化水泥浆、过渡区和骨料的复合体，三者各有其本身的 断裂韧性(Kc)，很难测定。
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 混凝土受压破坏机理
裂缝的扩展
混凝土抗拉强度较低，而裂缝尖端的应力集中和受拉区所受的拉 应力远远超过其抗拉强度，导致裂缝在较低的压应力水平下扩展和 产生。
原始裂缝存在的原因：
➢ 水泥水化收缩导致骨料与水泥石之间和水泥石内部产生微裂缝 ➢ 由于水泥石与粗骨料的弹性模量的差异，温湿度的变化而导致产生
界面微裂缝； ➢ 混凝土拌和物的泌水现象，导致骨料下部形成水囊，干燥后即为界
面裂缝。
混凝土内部界面区对于混凝土受压破坏很重要
3.6.1 混凝土的抗压强度
3 混凝土中的界面裂缝扩展
研究混凝土的力学行为，将混凝土材料作为C三-S-相H 复合体
是很有帮助的:水泥石、骨料、界面区
1 抗压强度试验
混凝土试件
➢ 几何形状有立方体、棱柱体和圆柱体 ➢ 立方体试件的边长有100mm、150mm、200mm三种
试件尺寸(mm ) 100×100×100 150×150×150 200×200×200
骨料最大粒径(mm) 31.5 40 63
强度换算系数 0.95 1 1.05
试件的养护条件
用比较法可得：其抗压强度标准值是30.2MPa； 因为20个数据中，小于30.2MPa的只有一个29.5MPa，百分率为5 ％。
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土立方体抗压强度及强度等级
P
强 度
—
概
率 分
95%
布
曲
线
fcu,k μfcU
fcu
混凝土立方体抗压强度标准值示意图
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土的强度与破坏演示文稿
3.6 混凝土的强度与破坏
混凝土强度指标的重要性
在混凝土设计和质量控制中，一般以强度作为评价指标 强度是土木工程结构对材料的基本要求； 混凝土的其它难以直接测量的主要性能，如弹性模量、
抗水性、抗渗性、耐久性都与强度有直接关系，所以， 可以由强度数据推断出其它性能的好坏； 与其它许多性能相比，强度试验比较简单直观，通过制 作试件，对其进行强度试验，测得的试件破坏时所能承 受的最大内应力，即可计算得出混凝土的强度。
石还受到剪应力，而在裂缝的尖端会产生很大的应力集中
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土试件受压时内部 裂缝扩展情形
3.6.1 混凝土的抗压强度
剪
普 通 混
切 粘 结
破
凝
坏
土
混凝土试件单轴受压
3.6.1 混凝土的抗压强度
1 混凝土受压破坏的三种形式？
水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏 骨料劈裂破坏 水泥石发生拉伸或剪切破坏 破坏特点
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 几个基本概念
l 实际强度
将试件在实际工程的温湿度条件下养护28天，测得的立方体试件强 度，作为混凝土施工质量控制和验收依据
l 轴心抗压强度
Ø 国家规范规定：用尺寸为150 mm 150 mm 300mm的标准棱柱体试 件，按规定方法成型、标准条件下养护28天，测得的抗压强度为轴 心抗压强度，以fcp表示；
➢ 标准条件：wk.baidu.com202C，相对湿度＞95%； ➢ 工程现场条件。
3.6.1 混凝土的抗压强度
试件形状示意图
a
a 2a
立方体（英、德、中）
圆柱体（美、法抗、日压）试验
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 几个基本概念
立方体抗压强度
国家标准规定：制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件(202C， 相对湿度＞95%)下，养护到28天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土立方 体抗压强度，以“fcu”表示。
Ø 工程结构设计的依据； Ø 轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系：
fcp = (0.7~0.8)fcu
换算系数与混凝土强度有关，强度越高，系数越小。
3.6.1 混凝土的抗压强度
问题？ 如何求得立方体抗压强度标准值的？
例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1, 37.5, 35.1, 38.2, 40.2 , 29.5, 43.1, 42.3, 40.6, 30.2, 32.5, 37.4, 38.1, 37.4, 36.4, 33.8, 35.8, 36.2, 37.9, 39.2(MPa) ，共有 20个数据。
立方体强度标准值
用标准试验方法测得的一组若干个立方体抗压强度值的总体分布中的某 一个值，低于该值的百分率不超过5%,该抗压强度值称为立方体抗压强度 标准值。以“fcu,k”表示
强度等级
根据混凝土立方体强度标准值(MPa)划分的等级，以符号C+混凝土立 方体强度标准值(fcu,k)表示。普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、 C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和 C80
3.6 混凝土的强度与破坏
混凝土的强度是通过对试件进行强度试验获得的。 混凝土的强度试验有：
➢抗压强度试验
单轴受压 混凝土受单方向压力作用,工程中采用的强度一般是单 轴抗压强度；
多轴向受压 混凝土受多方向压应力作用
➢抗拉强度试验
直接拉伸试验 劈裂试验 抗弯试验
3.6 混凝土的强度与破坏
本节知识架构
l 几个基本概念
强度分类，强度标准值、强度等级等
l 混凝土受压破坏机理
混凝土试件的破坏过程就是裂缝发生、发展与连通的过程
l 决定混凝土强度的内在因素
水泥石的内聚力、结构致密、界面结合力等
l 混凝土强度的影响因素
Ø 水泥强度等级与品种 Ø 水灰比 Ø 骨料品种、粒径、级配 Ø 试验条件
3.6.1 混凝土的抗压强度
3 混凝土受压破坏机理
混凝土受压破坏过程
是内部裂缝的发生、扩展直致连通的过程，也是混凝土内部固体 相结构从连续到不连续的发展过程。
受力状态：
➢ 由于粗骨料的强度和弹性模量大于水泥石的，在混凝土承受单向受 压时，使骨料的上下两面产生压应力；
➢ 而在骨料侧面则产生拉应力； ➢ 由于力的传递在骨料的上下面形成一锲形，因而在契形两侧的水泥
b. 硬化水泥浆或混凝土中裂缝的扩展不沿直线，而是绕过水泥石或骨 料颗粒边缘，沿着弯曲的路径延伸，在此过程裂缝发生畸变与挫钝 。
c. 混凝土是硬化水泥浆、过渡区和骨料的复合体，三者各有其本身的 断裂韧性(Kc)，很难测定。
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 混凝土受压破坏机理
裂缝的扩展
混凝土抗拉强度较低，而裂缝尖端的应力集中和受拉区所受的拉 应力远远超过其抗拉强度，导致裂缝在较低的压应力水平下扩展和 产生。
原始裂缝存在的原因：
➢ 水泥水化收缩导致骨料与水泥石之间和水泥石内部产生微裂缝 ➢ 由于水泥石与粗骨料的弹性模量的差异，温湿度的变化而导致产生
界面微裂缝； ➢ 混凝土拌和物的泌水现象，导致骨料下部形成水囊，干燥后即为界
面裂缝。
混凝土内部界面区对于混凝土受压破坏很重要
3.6.1 混凝土的抗压强度
3 混凝土中的界面裂缝扩展
研究混凝土的力学行为，将混凝土材料作为C三-S-相H 复合体
是很有帮助的:水泥石、骨料、界面区
1 抗压强度试验
混凝土试件
➢ 几何形状有立方体、棱柱体和圆柱体 ➢ 立方体试件的边长有100mm、150mm、200mm三种
试件尺寸(mm ) 100×100×100 150×150×150 200×200×200
骨料最大粒径(mm) 31.5 40 63
强度换算系数 0.95 1 1.05
试件的养护条件
用比较法可得：其抗压强度标准值是30.2MPa； 因为20个数据中，小于30.2MPa的只有一个29.5MPa，百分率为5 ％。
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土立方体抗压强度及强度等级
P
强 度
—
概
率 分
95%
布
曲
线
fcu,k μfcU
fcu
混凝土立方体抗压强度标准值示意图
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土的强度与破坏演示文稿
3.6 混凝土的强度与破坏
混凝土强度指标的重要性
在混凝土设计和质量控制中，一般以强度作为评价指标 强度是土木工程结构对材料的基本要求； 混凝土的其它难以直接测量的主要性能，如弹性模量、
抗水性、抗渗性、耐久性都与强度有直接关系，所以， 可以由强度数据推断出其它性能的好坏； 与其它许多性能相比，强度试验比较简单直观，通过制 作试件，对其进行强度试验，测得的试件破坏时所能承 受的最大内应力，即可计算得出混凝土的强度。
石还受到剪应力，而在裂缝的尖端会产生很大的应力集中
3.6.1 混凝土的抗压强度
混凝土试件受压时内部 裂缝扩展情形
3.6.1 混凝土的抗压强度
剪
普 通 混
切 粘 结
破
凝
坏
土
混凝土试件单轴受压
3.6.1 混凝土的抗压强度
1 混凝土受压破坏的三种形式？
水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏 骨料劈裂破坏 水泥石发生拉伸或剪切破坏 破坏特点
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 几个基本概念
l 实际强度
将试件在实际工程的温湿度条件下养护28天，测得的立方体试件强 度，作为混凝土施工质量控制和验收依据
l 轴心抗压强度
Ø 国家规范规定：用尺寸为150 mm 150 mm 300mm的标准棱柱体试 件，按规定方法成型、标准条件下养护28天，测得的抗压强度为轴 心抗压强度，以fcp表示；
➢ 标准条件：wk.baidu.com202C，相对湿度＞95%； ➢ 工程现场条件。
3.6.1 混凝土的抗压强度
试件形状示意图
a
a 2a
立方体（英、德、中）
圆柱体（美、法抗、日压）试验
3.6.1 混凝土的抗压强度
2 几个基本概念
立方体抗压强度
国家标准规定：制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件(202C， 相对湿度＞95%)下，养护到28天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土立方 体抗压强度，以“fcu”表示。
Ø 工程结构设计的依据； Ø 轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系：
fcp = (0.7~0.8)fcu
换算系数与混凝土强度有关，强度越高，系数越小。
3.6.1 混凝土的抗压强度
问题？ 如何求得立方体抗压强度标准值的？
例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1, 37.5, 35.1, 38.2, 40.2 , 29.5, 43.1, 42.3, 40.6, 30.2, 32.5, 37.4, 38.1, 37.4, 36.4, 33.8, 35.8, 36.2, 37.9, 39.2(MPa) ，共有 20个数据。
立方体强度标准值
用标准试验方法测得的一组若干个立方体抗压强度值的总体分布中的某 一个值，低于该值的百分率不超过5%,该抗压强度值称为立方体抗压强度 标准值。以“fcu,k”表示
强度等级
根据混凝土立方体强度标准值(MPa)划分的等级，以符号C+混凝土立 方体强度标准值(fcu,k)表示。普通混凝土划分为十四个强度等级：C15、 C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和 C80
3.6 混凝土的强度与破坏
混凝土的强度是通过对试件进行强度试验获得的。 混凝土的强度试验有：
➢抗压强度试验
单轴受压 混凝土受单方向压力作用,工程中采用的强度一般是单 轴抗压强度；
多轴向受压 混凝土受多方向压应力作用
➢抗拉强度试验
直接拉伸试验 劈裂试验 抗弯试验
3.6 混凝土的强度与破坏
本节知识架构
l 几个基本概念
强度分类，强度标准值、强度等级等
l 混凝土受压破坏机理
混凝土试件的破坏过程就是裂缝发生、发展与连通的过程
l 决定混凝土强度的内在因素
水泥石的内聚力、结构致密、界面结合力等
l 混凝土强度的影响因素
Ø 水泥强度等级与品种 Ø 水灰比 Ø 骨料品种、粒径、级配 Ø 试验条件
3.6.1 混凝土的抗压强度
3 混凝土受压破坏机理
混凝土受压破坏过程
是内部裂缝的发生、扩展直致连通的过程，也是混凝土内部固体 相结构从连续到不连续的发展过程。
受力状态：
➢ 由于粗骨料的强度和弹性模量大于水泥石的，在混凝土承受单向受 压时，使骨料的上下两面产生压应力；
➢ 而在骨料侧面则产生拉应力； ➢ 由于力的传递在骨料的上下面形成一锲形，因而在契形两侧的水泥