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2015造價(jià)員《土建工程》混凝土:混凝土的強(qiáng)度
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《土建工程》混凝土:混凝土的強(qiáng)度
1.混凝土的抗壓強(qiáng)度(fcu)與強(qiáng)度等級(jí)
按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成邊長(zhǎng)150mm的立方體試件,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件(溫度20℃±3℃,相對(duì)濕度90%以上)下,養(yǎng)護(hù)到28d,按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值稱為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度,以fcu表示。而立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)只是一組試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值,并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定,具有不低于95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。
混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)來(lái)確定的?!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002規(guī)定,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15。強(qiáng)度等級(jí)表示中的“C”為混凝土強(qiáng)度符號(hào)。“C”后面的數(shù)值,即為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
2.混凝土的抗拉強(qiáng)度
混凝土在直接受拉時(shí),很小的變形就要開(kāi)裂。它在斷裂前沒(méi)有殘余變形,是一種脆性破壞?;炷恋目估瓘?qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20,且強(qiáng)度等級(jí)越高,該比值越小,所以,混凝土在工作時(shí),一般不依靠其抗拉強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),不是由混凝土承受拉力,而是由鋼筋承受拉力。但是混凝土的抗拉強(qiáng)度對(duì)減少裂縫很重要,有時(shí)也用來(lái)間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度。
目前,許多國(guó)家都是采用劈裂抗拉試驗(yàn)方法,間接地求混凝土抗拉強(qiáng)度,稱為劈裂抗拉強(qiáng)度。
3.影響混凝土強(qiáng)度的因素
在混凝土中,骨料最先破壞的可能性小,因?yàn)楣橇蠌?qiáng)度經(jīng)常大大超過(guò)水泥石和粘結(jié)面的強(qiáng)度,所以混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度,而水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比及骨料性質(zhì)又密切關(guān)系。此外混凝土的強(qiáng)度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。
(1)水灰比和水泥強(qiáng)度等級(jí)。在配合比相同的條件下,所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)越高,制成的混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)用同一品種及相同強(qiáng)度等級(jí)水泥時(shí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)主要取決于水灰比。因?yàn)樗嗨瘯r(shí)所需的結(jié)合水,一般只占水泥重量的25%左右,為了獲得必要的流動(dòng)性,保證澆灌質(zhì)量,常需要較多的水,也就是較大的水灰比。當(dāng)水泥水化后,多余的水分就殘留在混凝土中,形成水泡和蒸發(fā)后形成氣孔,減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面,在荷載作用下,可能在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此可以認(rèn)為,在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同情況下,水灰比越小,水泥石的強(qiáng)度越高,與骨料粘結(jié)力也越大,混凝土強(qiáng)度也就越高。
適當(dāng)控制水灰比及水泥用量,是決定混凝土密實(shí)性的主要因素?!镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2000對(duì)普通混凝土的最大水灰比和最小水泥用量做了規(guī)定。
(2)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度。混凝土的硬化,關(guān)鍵在于水泥的水化作用,溫度升高,水泥水化速度加快,因而混凝土強(qiáng)度發(fā)展也快。反之,溫度降低,水泥水化速度降低,混凝土強(qiáng)度發(fā)展將相應(yīng)遲緩。周圍環(huán)境的濕度,對(duì)水泥的水化作用能否正常進(jìn)行有顯著影響,濕度適當(dāng),水泥水化便能順利進(jìn)行,使混凝土強(qiáng)度得到充分的發(fā)展。如果濕度不夠,混凝土?xí)稍锒绊懰嗨饔玫恼_M(jìn)行,甚至停止水化。水泥的水化作用不能完成,致使混凝土結(jié)構(gòu)松散,滲水性增大,或形成干縮裂縫,嚴(yán)重降低了混凝土的強(qiáng)度,從而影響耐久性。因此,在夏季施工中應(yīng)特別注意澆水,保持必要的濕度,在冬季特別注意保持必要的溫度。
(3)齡期?;炷猎谡pB(yǎng)護(hù)條件下,其強(qiáng)度隨著齡期增加而提高。最初7~14d內(nèi),強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,28d以后增長(zhǎng)緩慢。普通水泥配制的流動(dòng)性混凝土,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,混凝土強(qiáng)度發(fā)展,大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比關(guān)系:
fn=f28
式中 fn——n天齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度(MPa).
f28——28天齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度(MPa)
n——養(yǎng)護(hù)齡期(d),≥3
根據(jù)上式可由已知齡期的混凝土強(qiáng)度,估算另一個(gè)齡期(如28d)的強(qiáng)度。但因?yàn)榛炷翉?qiáng)度的影響因素很多,強(qiáng)度發(fā)展不可能一致,故此式也只能作為參考。
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