混凝土结构原理2.1-2.3混凝土的强度.doc

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1、第2章混凝土的基本力学性能2.1抗压强度一、实验方法1．试件形状与试件尺寸采用不同试件的原因：（1）考虑尺寸效应的影响（2）考虑承压板下部摩擦约束的影响（3）考虑工程中应用的方便性混凝土抗压实验试件北美、日本、欧洲中国中国中国中国形状圆柱体立方体立方体立方体棱柱体尺寸（mm）6″×12″（150×300）150×150×150100×100×100200×200×200150×150×300强度符号，2．减摩措施（1）考虑减摩的必要性承压板与试件端部的摩擦力使得混凝土试块端部处于（不均匀）三向受压状态，圣维南效应范围外的混凝土处于单向受压状态，所测抗压强度与混凝土

2、的实际抗压强度之间没有对应关系，只能反应相对抗压强度大小。（2）常见减摩措施l不减摩，对于测定混凝土的强度等级（强度相对值），不需采取减摩措施。l垫层减摩，要求，常用材料有铝、黄油、二硫化钼（MoS2）油膏、异丁橡胶、聚四氟乙烯（Teflon）等l刷形加载板l柔性加载板3．加载方向由于新拌混凝土骨料的沉陷和水泥砂浆的泌水性质，平行浇注方向混凝土的抗压强度高于垂直于浇注方向的抗压强度，所以要求加载方向垂直于浇注方向。4．加载速度加载速度（应变速率）对混凝土抗压强度影响很大，中国规范规定加载速度为：(0.3～0.5)N/(mm2×s)一、影响混凝土抗压强度的因素1．组

3、成材料的品质（1）水泥品种一般来讲，硅酸盐水泥混凝土强度高于掺加其他矿物料水泥混凝土强度。但高强水泥可能带来后期较大的收缩。（2）粗骨料品种弹性模量和抗压强度高的粗骨料，其混凝土强度亦高。（3）粗骨料形状砾石混凝土的强度较碎石混凝土抗压强度低（4）粗骨料尺寸l水灰比相同的情况下，粒径越大，抗压强度越低l水泥用量相同的情况下，水泥用量较低时，粒径越大，抗压强度越高；水泥用量较高时，粒径越大，抗压强度越低。2．组成材料的配比（1）水灰比l一般情况下，混凝土强度与水灰比成反比直线降低关系，水灰比越高，硬化混凝土内部孔隙越多，抗压强度越低；l理论上存在最优水灰比，当水灰比

4、过低时，反而会由于工作度不好而振捣不密实，导致抗压强度下降。（2）空气含量l随着空气含量的增加，混凝土抗压强度呈直线下降关系；l空气含量高，可能会有利于混凝土的抗冻性能。（3）水泥用量l一般情况下，水泥用量越多，混凝土抗压强度越高，但不是线性增长关系；l当水泥用量高于一定量后，混凝土抗压强度提高幅度有限；l水泥用量过高会导致混凝土收缩和徐变的增长，对后期性能不利。3．施工方法（1）振捣方法机械振捣的混凝土比人工振捣混凝土抗压强度高。（2）养护条件l养护温度对混凝土的长期强度影响不大。但养护温度高，前期抗压强度高；养护温度低于0度会导致混凝土前期受冻，后期强度降低。

5、l养护湿度对混凝土强度有很大影响。环境湿度低，会导致混凝土表面失水，表面混凝土强度降低。1．混凝土的龄期l随着水泥的不断水化，龄期越长，混凝土强度越高。前期混凝土强度增长较快，后期强度增长较慢，直至缓慢增长。l混凝土强度随龄期增长的规律大致按对数规律增长。Abrams:ACI:,,中国：,强度单位：kg/cm2,(普通硅酸盐水泥)，(早强硅酸盐水泥)换算成国际单位：1kg/cm2＝0.098N/mm2，1N/mm2＝10.20kg/cm2,,强度单位：N/mm2普通湿养普通混凝土相对强度（CEB-FIP）混凝土龄期（天）372890360普通硅酸盐水泥0.400.

6、651.001.201.35快硬早强硅酸盐水泥0.550.751.001.151.20l一般认为，28天龄期既满足一般施工安全性要求，又具备一定的安全性，通常都用28天抗压强度作为划分确定混凝土强度等级的依据。2．实验方法（1）试件形状实验表明，圆柱体、立方体和棱柱体试件的抗压强度稍有差别，原因在于约束的均匀性和影响范围不同。（2）试件尺寸l试件尺寸对于混凝土强度的影响成为尺寸效应l一般情况下尺寸越大，所测强度越低l尺寸效应的原因在于支座和加载件约束的影响，尺寸越大，圣维南影响越小，强度越低。Neville研究结论：为试件最小尺寸和高度，为试件体积，长度单位为英寸

7、(1英寸＝25.4mm)。中国和CEB-FIP研究结论：不同尺寸立方体抗压强度转换值混凝土试件立方体圆柱体（φ6in×12in）边长/mm强度等级200150100C20～C40C50C60C70C80抗压强度相对值0.951.001.050.800.830.860.8750.89不同高厚比棱柱体抗压强度混凝土试件试件边长试件边长10.870.8410.820.81（1）加载方向平行浇注方向加压的强度大于垂直浇注方向加压的强度。（2）加载速率l加载速度越快，混凝土抗压强度越高l快速加载时，混凝土抗压强度的提高，原因在于混凝土内部裂缝的扩展与加压存在滞后；缓慢加载时

8、，混凝土抗