《土建工程》混凝土：混凝土的強度

1.混凝土的抗壓強度（fcu）與強度等級

按照標準的制作方法制成邊長150mm的立方體試件，在標準養(yǎng)護條件（溫度20℃±3℃，相對濕度90%以上）下，養(yǎng)護到28d，按照標準的測定方法測定其抗壓強度值稱為混凝土立方體試件抗壓強度，以fcu表示。而立方體抗壓強度（fcu）只是一組試件抗壓強度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計和保證率的概念。立方體抗壓強度標準值（fcu，k）是按數(shù)理統(tǒng)計方法確定，具有不低于95%保證率的立方體抗壓強度。

混凝土的強度等級是根據(jù)立方體抗壓強度標準值（fcu，k）來確定的?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002規(guī)定，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不低于C15。強度等級表示中的“C”為混凝土強度符號。“C”后面的數(shù)值，即為混凝土立方體抗壓強度標準值。

2.混凝土的抗拉強度

混凝土在直接受拉時，很小的變形就要開裂。它在斷裂前沒有殘余變形，是一種脆性破壞?；炷恋目估瓘姸戎挥锌箟簭姸鹊?/10～1/20，且強度等級越高，該比值越小，所以，混凝土在工作時，一般不依靠其抗拉強度。在設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，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度對減少裂縫很重要，有時也用來間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強度。

目前，許多國家都是采用劈裂抗拉試驗方法，間接地求混凝土抗拉強度，稱為劈裂抗拉強度。

3.影響混凝土強度的因素

在混凝土中，骨料最先破壞的可能性小，因為骨料強度經(jīng)常大大超過水泥石和粘結(jié)面的強度，所以混凝土的強度主要取決于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥強度等級、水灰比及骨料性質(zhì)又密切關(guān)系。此外混凝土的強度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護條件及齡期的影響。

（1）水灰比和水泥強度等級。在配合比相同的條件下，所用的水泥強度等級越高，制成的混凝土強度也越高。當用同一品種及相同強度等級水泥時，混凝土強度等級主要取決于水灰比。因為水泥水化時所需的結(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。因此可以認為，在水泥強度等級相同情況下，水灰比越小，水泥石的強度越高，與骨料粘結(jié)力也越大，混凝土強度也就越高。

適當控制水灰比及水泥用量，是決定混凝土密實性的主要因素?！镀胀ɑ炷僚浜媳仍O(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000對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)護的溫度和濕度?；炷恋挠不?，關(guān)鍵在于水泥的水化作用，溫度升高，水泥水化速度加快，因而混凝土強度發(fā)展也快。反之，溫度降低，水泥水化速度降低，混凝土強度發(fā)展將相應(yīng)遲緩。周圍環(huán)境的濕度，對水泥的水化作用能否正常進行有顯著影響，濕度適當，水泥水化便能順利進行，使混凝土強度得到充分的發(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，嚴重降低了混凝土的強度，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。混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度隨著齡期增加而提高。最初7～14d內(nèi)，強度增長較快，28d以后增長緩慢。普通水泥配制的流動性混凝土，在標準養(yǎng)護條件下，混凝土強度發(fā)展，大致與其齡期的對數(shù)成正比關(guān)系：

fn=f28

式中 fn——n天齡期混凝土的抗壓強度（MPa）.

f28——28天齡期混凝土的抗壓強度（MPa）

n——養(yǎng)護齡期（d），≥3

根據(jù)上式可由已知齡期的混凝土強度，估算另一個齡期（如28d）的強度。但因為混凝土強度的影響因素很多，強度發(fā)展不可能一致，故此式也只能作為參考。