混凝土的强度与破坏演示文稿
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第三章 混凝土的强度与破坏
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。
2）易于评价。
3）与其它性能有密切关系kpef f −=03.1 强度—孔隙率的关系对于匀质材料（如硬化水泥浆）：式中：f 0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Power ’s model ：胶空比（凝胶空间比）—砂浆强度关系Power ’s model ：孔隙率—净浆强度关系f =f 0(1-p)3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。
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。
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。
1）水灰比（water/cement ratio ）Abrams 定则：f c =k 1/(k 2w /c )k 1、k 2是常数，取决于混凝土的龄期、组成材料及测定方法等因素。
水泥混凝土路面的破坏类型与防治PPT课件
The foundation of success lies in good habits
23
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
挤碎实例
挤碎的预防和治理
• 适时清扫路面，做好接缝的养护； • 清除接缝中的杂物，然后用沥青混凝土补
平夯实；
• 如果挤碎比较严重，应根据最大挤碎尺寸， 用切割机械开槽，开出正规和直壁的槽形， 槽深应根据碎的情况而定，然后清洗槽内 杂物并凉干，用沥青砂或密级配沥青混凝 土夯实补平。
2、拱起
混凝土板胀缝间距较长，头一至二年混凝土板在伸胀
3、唧泥
唧泥是汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象 在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形积累而同面层
板脱空，地面水沿接缝下渗而集聚在脱空的空隙内；在轮载 作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆， 并沿接缝缝隙喷溅出来。
唧泥与断裂的共同破坏
唧泥的处理
为了防止水泥混凝土路面唧泥，可采取以下措施： 2．1是对未发现唧泥现象的段落，突出一个“堵”字。加强养护， 使用灌缝料进行多次重复填堵水泥混凝土面板的各种缝隙，以防 止水的渗入。 2．2是对已发现唧泥现象但较轻的段落，突出一个“填”字。采 取压乳化沥青的方法来进行补救。经调查发现，压乳化沥青有以 下三方面的作用：第一，能填充板底的空洞，减少渗积水的存储 空间，起到传荷支承作用，并在遭水浸蚀破坏的石灰土上面形成 新的封层，防止渗积水对石灰稳定土的继续破坏；第二，乳化沥 青在破破乳的过程中，能在水泥混凝土面板的缝隙中形成下大上 小的沥青“反楔”，有效地阻塞了渗水渠道，起到了良好的防水 效果，同时减弱了，渗积水在车轮荷载下产生高压，延长了界面 缝的养护周期，节约了养护资金；第三，乳化沥青能固化破坏后 形成的石灰土颗粒，防止细集料失散，形成沥青土。
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谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
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挤碎实例
挤碎的预防和治理
• 适时清扫路面，做好接缝的养护； • 清除接缝中的杂物，然后用沥青混凝土补
平夯实；
• 如果挤碎比较严重，应根据最大挤碎尺寸， 用切割机械开槽，开出正规和直壁的槽形， 槽深应根据碎的情况而定，然后清洗槽内 杂物并凉干，用沥青砂或密级配沥青混凝 土夯实补平。
2、拱起
混凝土板胀缝间距较长，头一至二年混凝土板在伸胀
3、唧泥
唧泥是汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象 在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形积累而同面层
板脱空，地面水沿接缝下渗而集聚在脱空的空隙内；在轮载 作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆， 并沿接缝缝隙喷溅出来。
唧泥与断裂的共同破坏
唧泥的处理
为了防止水泥混凝土路面唧泥，可采取以下措施： 2．1是对未发现唧泥现象的段落，突出一个“堵”字。加强养护， 使用灌缝料进行多次重复填堵水泥混凝土面板的各种缝隙，以防 止水的渗入。 2．2是对已发现唧泥现象但较轻的段落，突出一个“填”字。采 取压乳化沥青的方法来进行补救。经调查发现，压乳化沥青有以 下三方面的作用：第一，能填充板底的空洞，减少渗积水的存储 空间，起到传荷支承作用，并在遭水浸蚀破坏的石灰土上面形成 新的封层，防止渗积水对石灰稳定土的继续破坏；第二，乳化沥 青在破破乳的过程中，能在水泥混凝土面板的缝隙中形成下大上 小的沥青“反楔”，有效地阻塞了渗水渠道，起到了良好的防水 效果，同时减弱了，渗积水在车轮荷载下产生高压，延长了界面 缝的养护周期，节约了养护资金；第三，乳化沥青能固化破坏后 形成的石灰土颗粒，防止细集料失散，形成沥青土。
《混凝土强度》课件
抗压强度的影响因素
混凝土的抗压强度与其水灰比、骨料、龄期、养护条件等因素有 关。
抗压强度等级
根据抗压强度的大小，混凝土分为不同的等级，如C20、C30、 C40等。
混凝土的抗拉强度
抗拉强度定义
混凝土在承受拉力时所能承受的最大应力值，是衡 量混凝土抵抗拉伸变形能力的指标。
抗拉强度的影响因素
混凝土的抗拉强度与其内部结构、骨料、龄期等因 素有关。
施工条件的影响
01
搅拌方式
搅拌方式对混凝土的强度有重要影响 ，如采用机械搅拌或人工搅拌、一次 投料或二次投料等。搅拌不均匀或投 料顺序不当都会导致混凝土强度降低 。
02
浇注方式
浇注方式对混凝土的强度也有影响， 如采用泵送或非泵送、浇注速度和浇 注时间等。浇注不当会导致混凝土内 部出现孔洞或裂纹，从而影响强度。准
根据国家相关标准规定，混凝土强度等级分为C15、C20 、C25、C30等不同等级。
01
行业标准
各行业根据自身特点制定相应的混凝土 强度评估标准，如水利、铁路、公路等 。
02
03
地方标准
部分地区根据当地实际情况制定地方 标准，如北京市的《北京市预拌混凝 土质量管理规定》。
抗拉强度
指混凝土在承受拉力时所能承受 的最大负荷，是混凝土重要的强 度指标之一。
混凝土强度的重要性
结构安全
01
混凝土强度是建筑物结构安全的重要保障，强度不足可能导致
结构破坏、倒塌等安全事故。
使用功能
02
混凝土强度直接影响建筑物的使用功能，如承载能力、耐久性
等。
经济性
03
高强度的混凝土可以减少材料用量、降低成本，提高建筑物的
通过降低水灰比，减少孔隙率，提高混凝土的密实度 和强度。
混凝土的抗压强度与其水灰比、骨料、龄期、养护条件等因素有 关。
抗压强度等级
根据抗压强度的大小，混凝土分为不同的等级，如C20、C30、 C40等。
混凝土的抗拉强度
抗拉强度定义
混凝土在承受拉力时所能承受的最大应力值，是衡 量混凝土抵抗拉伸变形能力的指标。
抗拉强度的影响因素
混凝土的抗拉强度与其内部结构、骨料、龄期等因 素有关。
施工条件的影响
01
搅拌方式
搅拌方式对混凝土的强度有重要影响 ，如采用机械搅拌或人工搅拌、一次 投料或二次投料等。搅拌不均匀或投 料顺序不当都会导致混凝土强度降低 。
02
浇注方式
浇注方式对混凝土的强度也有影响， 如采用泵送或非泵送、浇注速度和浇 注时间等。浇注不当会导致混凝土内 部出现孔洞或裂纹，从而影响强度。准
根据国家相关标准规定，混凝土强度等级分为C15、C20 、C25、C30等不同等级。
01
行业标准
各行业根据自身特点制定相应的混凝土 强度评估标准，如水利、铁路、公路等 。
02
03
地方标准
部分地区根据当地实际情况制定地方 标准，如北京市的《北京市预拌混凝 土质量管理规定》。
抗拉强度
指混凝土在承受拉力时所能承受 的最大负荷，是混凝土重要的强 度指标之一。
混凝土强度的重要性
结构安全
01
混凝土强度是建筑物结构安全的重要保障，强度不足可能导致
结构破坏、倒塌等安全事故。
使用功能
02
混凝土强度直接影响建筑物的使用功能，如承载能力、耐久性
等。
经济性
03
高强度的混凝土可以减少材料用量、降低成本，提高建筑物的
通过降低水灰比，减少孔隙率，提高混凝土的密实度 和强度。
混凝土破坏原理作业课件
应力幅值和应力循环次数等。
化学腐蚀破坏
01 02 03
定义
化学腐蚀破坏是指混凝土在接触具有腐蚀性的化学物质时 ，如酸、碱、盐等，发生的破坏现象。化学腐蚀破坏通常 发生在混凝土与外部环境接触的部位，如桥梁墩台、水工 结构等。
原因
化学腐蚀破坏是由于混凝土中的水泥石组分与外部腐蚀性 物质发生化学反应，导致混凝土结构逐渐劣化、强度下降 甚至破坏。腐蚀性物质可能来自环境中的污染物质，也可 能是混凝土构件在制造或使用过程中的附着物。
其他结构设计与应用案例
总结词
除了桥梁、房屋和厂房等常见的混凝土结构类型外， 还有许多其他类型的结构设计与应用案例。
详细描述
其他类型的结构设计与应用案例包括地下工程、水工结 构、核电站结构等。这些结构需要根据不同的使用环境 和功能要求进行特殊的设计和施工，例如地下工程需要 考虑防水、抗浮等问题，水工结构需要考虑水流压力、 冲刷等因素，核电站结构需要考虑辐射防护、安全壳结 构等问题。在设计与施工过程中，需要综合考虑多种因 素，确保结构的可靠性、稳定性和安全性。
优化配合比
通过调整水灰比、水泥用 量、砂率等参数，减少混 凝土内部的孔隙和裂缝。
添加外加剂
使用引气剂、减水剂等外 加剂，改善混凝土的工作 性能和耐久性。
混凝土的维护与修复
定期检查
定期对混凝土结构进行检查，发现损坏或老化部位及时修复 。
修复方法
采用多种方法修复损坏的混凝土结构，如涂抹防水材料、灌 浆等。
05
混凝土结构设计案例分析
桥梁结构设计
总结词
桥梁结构是混凝土结构中非常重要的类型， 设计时需要考虑受力特点、使用环境、施工 条件等因素。
详细描述
桥梁结构设计需要考虑多种因素，包括桥梁 的跨度、荷载情况、地理环境、施工条件等 。设计时需要保证桥梁具有足够的承载能力 和稳定性，同时还需要考虑施工的可操作性 。在桥梁结构中，通常需要使用高强度混凝 土来提高结构的承载能力，同时还需要合理 设计钢筋的布置和数量，以满足结构的受力
混凝土-多轴强度-破坏准则-本构模型
在有限元分析中的应用
多轴应力分析
本构模型能够处理混凝土在多轴应力状态下的复杂行为，提高有限元分析的精度和可靠性。
非线性分析
本构模型能够描述混凝土的损伤和破坏过程，适用于对结构进行非线性分析，以模拟结构的渐进失效过程。
在实验研究中的应用
验证与修正
通过将实验结果与本构模型的预测结果进行对比，可以验证模型的准确性和适用性，并 对模型进行必要的修正和完善。
Drucker-Prager破坏准则可以用来预测混凝土在多轴应力状态下的抗压强 度和破坏行为，是混凝土本构模型中常用的破坏准则之一。
混凝土其他破坏准则
01
其他常用的混凝土破坏准则还包 括：Mohr第二准则、HJC破坏准 则、修正的Drucker-Prager破坏 准则等。
02
这些破坏准则各有特点，适用于 不同的应用场景和条件，可以根 据具体需求选择适合的破坏准则 进行模拟和分析。
混凝土-多轴强度-破坏准则-本构 模型
contents
目录
• 混凝土多轴强度 • 混凝土破坏准则 • 混凝土本构模型 • 混凝土多轴强度-破坏准则-本构模型的
应用 • 混凝土多轴强度-破坏准则-本构模型的
研究进展与展望
01 混凝土多轴强度
混凝土单轴强度
01
02
03
单轴抗压强度
指混凝土在单轴压力作用 下所能承受的最大应力值， 通常由单轴压缩试验测定。
参数识别
通过实验数据对模型参数进行识别，可以提高本构模型的预测精度，更好地模拟混凝土 的实际行为。
混凝土多轴强度-破坏准
05 则-本构模型的研究进展 与展望
研究进展
01
混凝土多轴强度准则
基于混凝土材料的多轴应力状态，研究者们提出了多种强度准则，如
混凝土的强度 ppt课件
3
②立方体试件抗压强度标准值（fcu，k） 立方体抗压强度（fcu）只是一组混凝土试件抗
压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证 率的概念。而立方体抗压强度标准值（fcu,,k）是 按数理统计方法确定，具有不低于９５％保证率 的立方体抗压强度。
③强度等级
混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度
度、水泥用量和用水量等。火山灰质硅酸盐 水泥比普通硅酸盐水泥干缩大；水泥越细， 收缩也越大；水泥用量多，水灰比大，收缩 也大；混凝土中砂石用量多，收缩小；砂石 越干净，捣固越好，收缩也越小.
PPT课件
24
（4）温度变形 混凝土与其他材料一样，也具有热胀冷缩的
性质，混凝土的热胀冷缩的变形，称为温度变形。 混凝土温度膨胀系数约为 1×10-5，即温度升高 1℃，每m膨胀0.01ｍｍ。
PPT课件
20
4.混凝土的变形性能 引起混凝土变形的因素很多，归纳起来有两类： 非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形 1 混凝土在非荷载作用下的变形 （1）化学收缩
混凝土在硬化过程中，由于水泥水化产物的体
积小于反应物（水和水泥）的体积，引起混凝土 产生收缩，称为化学收缩。其收缩量是随着混凝 土龄期的延长而增加，大致与时间的对数成正比 一般在混凝土成型后40ｄ内收缩量增加较快，以 后逐渐趋向稳定。化学收缩是不可恢复的，可使 混凝土内部产生微细裂缝。
PPT课件
21
（2）塑性收缩 混凝土成型后尚未凝结硬化时属塑性阶段，
在此阶段往往由于表面失水而产生收缩称为塑性 收缩。新拌混凝土若表面失水速率超过内部水向 表面迁移的速率时，会造成毛细管内部产生负压， 因而使浆体中固体粒子间产生一定引力，便产生 了收缩，如果引力不均匀作用于混凝土表面，则 表面将产生裂纹。
三节混凝土强度
蒸锅内进行养护。 4、采用机械搅拌和振捣 5、掺外加剂、掺合料
混凝土劈裂抗压强度：
2P
P
fts=——=0.637——
A
A
五、影响强度旳原因
fcu fcu
1、水泥标号与水灰比
2、骨料旳性质
3、养护条件 4、龄期
W/C
C/W
5、其他原因
五、影响强度旳原因
1、水泥标号与水灰比 原则养护：温度203 ℃ ，
2、骨料旳性质 3、养护条件 4、龄期 5、其他原因
相对湿度90%以上。
二、混凝土立方体抗压原则强度
二、混凝土立方体抗压原则强度
三、轴心抗压强度（ fcp）
采用150150300mm棱柱体作为原则 试件，也可用非原则试件，但高宽比 应在2∽3旳范围里。
fcu ：fcp=0.7脆性材料，抗拉强度与抗压强度 为1/10~1/20。
自 养对然 护数养 ，公护 温： 度式自 随：然气条温件旳下变旳化 而变f化n =，f应28保l持gn湿/l度g2，8用
草袋覆盖，并不断浇水，
以预防收缩。
六、提升强度旳措施
1、高标号旳水泥和快硬早强水泥 2、干硬性混凝土 3、湿热处理 蒸汽养护：将混凝土放在温度低于100℃常压蒸
汽中进行养护。一般16~20h。 蒸压养护：将混凝土构件放在125℃及8atm旳压
二、混凝土立方体抗压原则强度
混凝土立方体抗压原则强度：按原则
措施制作边长为150mm旳立方体试件，在28d龄 期，用原则措施测得旳强度总体分布中具有不 低于95%确保率旳抗压强度值，以fcu.k表达。 混凝土强度等级是按立方体抗压原则强度来划 分旳。可划分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、 C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二 个等级。
混凝土劈裂抗压强度：
2P
P
fts=——=0.637——
A
A
五、影响强度旳原因
fcu fcu
1、水泥标号与水灰比
2、骨料旳性质
3、养护条件 4、龄期
W/C
C/W
5、其他原因
五、影响强度旳原因
1、水泥标号与水灰比 原则养护：温度203 ℃ ，
2、骨料旳性质 3、养护条件 4、龄期 5、其他原因
相对湿度90%以上。
二、混凝土立方体抗压原则强度
二、混凝土立方体抗压原则强度
三、轴心抗压强度（ fcp）
采用150150300mm棱柱体作为原则 试件，也可用非原则试件，但高宽比 应在2∽3旳范围里。
fcu ：fcp=0.7脆性材料，抗拉强度与抗压强度 为1/10~1/20。
自 养对然 护数养 ，公护 温： 度式自 随：然气条温件旳下变旳化 而变f化n =，f应28保l持gn湿/l度g2，8用
草袋覆盖，并不断浇水，
以预防收缩。
六、提升强度旳措施
1、高标号旳水泥和快硬早强水泥 2、干硬性混凝土 3、湿热处理 蒸汽养护：将混凝土放在温度低于100℃常压蒸
汽中进行养护。一般16~20h。 蒸压养护：将混凝土构件放在125℃及8atm旳压
二、混凝土立方体抗压原则强度
混凝土立方体抗压原则强度：按原则
措施制作边长为150mm旳立方体试件，在28d龄 期，用原则措施测得旳强度总体分布中具有不 低于95%确保率旳抗压强度值，以fcu.k表达。 混凝土强度等级是按立方体抗压原则强度来划 分旳。可划分为：C7.5、C10、C15、C20、C25、 C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二 个等级。
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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。
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
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
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；
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
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
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Βιβλιοθήκη 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。
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
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
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
➢ 标准条件： 202C，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。
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
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。
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。
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
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
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；
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
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
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Βιβλιοθήκη 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。
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
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
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
➢ 标准条件： 202C，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。
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
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。