2010結(jié)構(gòu)工程師考前輔導(dǎo)：硬化混凝土的性能

　　(二)硬化混凝土的性能

　　1.混凝土的抗壓強(qiáng)度

　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GBI[ 50081-2002,混凝土立方體 試件抗壓強(qiáng)度(常簡(jiǎn)稱為混凝土抗壓強(qiáng)度)是指以邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件,在標(biāo)準(zhǔn) 條件下(溫度20t士3t,相對(duì)濕度>90%或水中)養(yǎng)護(hù)至28d齡期,在一定條件下加壓 至破壞,以試件單位面積承受的壓力作為混凝土的抗壓強(qiáng)度,并以此作為根據(jù)劃分混凝土 的強(qiáng)度等級(jí)為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等 十二個(gè)等級(jí)。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件的抗壓強(qiáng)度,可采用折算系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度 值。如邊長(zhǎng)為100mm的立方體試件,折算系數(shù)為0.95,邊長(zhǎng)為200mm的立方體試件, 折算系數(shù)為1.050這是因?yàn)樵嚰叽绮煌?會(huì)影響試件的抗壓強(qiáng)度值。試件尺寸愈小, 測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值愈大。

　　混凝土的抗壓強(qiáng)度,在諸強(qiáng)度特性中受到特別重視,常用來作為一般評(píng)定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)。原因在于:抗壓強(qiáng)度比其他強(qiáng)度大得多,結(jié)構(gòu)物常以抗壓強(qiáng)度為主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì);抗壓強(qiáng)度與其他強(qiáng)度有較好的相關(guān)性,只要獲得了抗壓強(qiáng)度值,就可推測(cè)其他強(qiáng)度特性;抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法比其他強(qiáng)度試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單。

　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,考慮到受壓構(gòu)件是棱柱體(或圓柱體)而不是立方體,所以采用棱柱體試件比立方體試件能更好地反映混凝土的實(shí)際受壓情況。由棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱為棱柱體抗壓強(qiáng)度,又稱軸心抗壓強(qiáng)度。我國(guó)目前采用150mm x 150mm x 300mm的 柱體進(jìn)行棱柱體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),如有必要,也可采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的棱柱體試件,但其 (h)與寬(α)之比應(yīng)在2~3的范圍內(nèi)。軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)比同截面的立方體抗壓 度(fcc)要小,一般二者之間的換算關(guān)系近似為:

　　fcp=0.8fcc

　　影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素有以下幾個(gè)方面:

　　(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比

　　水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比是影響混凝土抗壓強(qiáng)度的最主要因素。因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度主要取決于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料間的粘結(jié)力,而水泥石的強(qiáng)度及其與骨料間的粘結(jié)力取決于水泥的強(qiáng)度等級(jí)和水灰比的大小。在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下,強(qiáng)度將隨水灰比的增加而降低。但如果水灰比過小,則拌合物過于干硬,在一定的搗實(shí)成型條件下,混凝土難以成型密實(shí),從而使強(qiáng)度下降。

　　另外,在相同水灰比和相同試驗(yàn)條件下,水泥強(qiáng)度等級(jí)越高,則水泥石強(qiáng)度越高,從而使用其配制的混凝土強(qiáng)度也越高。

　　(2)骨料

　　骨料本身的強(qiáng)度一般都比水泥石的強(qiáng)度高(輕骨料除外) ,所以不直接影響混凝土的強(qiáng)度,但若骨料經(jīng)風(fēng)化等作用而強(qiáng)度降低時(shí),則用其配制的混凝土強(qiáng)度也較低;骨料表面粗糙,則與水泥石粘結(jié)力較大,故用碎石配制的混凝土比用卵石配制的混凝土強(qiáng)度較高。

　　(3)齡期

　　混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下,其強(qiáng)度將隨齡期的增加而增長(zhǎng)。

　　(4)養(yǎng)護(hù)

　　為了獲得質(zhì)量良好的混凝土,混凝土成型后必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù),以保證水泥水化過程的正常進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)過程需要控制的參數(shù)為溫度和濕度。

　　由于水泥的水化只能在充水的毛細(xì)孔內(nèi)發(fā)生,因此,必須創(chuàng)造條件防止水分自毛細(xì)管中蒸發(fā)而失去。另外,水泥水化過程中,大量自由水要為水泥水化產(chǎn)物結(jié)合或吸附,也需不斷提供水分,才能使水泥水化正常進(jìn)行,從而產(chǎn)生更多的水化產(chǎn)物使混凝土密實(shí)度增加。

　　如果濕度不夠,則混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)受影響。所以為了使混凝土正常硬化,必須在澆筑后一定時(shí)間內(nèi)維持一定的潮濕環(huán)境。一般情況下,使用硅酸鹽水泥、普通水泥和礦渣水泥,應(yīng)在混凝土凝結(jié)后(一般在12h以內(nèi)) ,用草袋等覆蓋混凝土表面并澆水,澆水時(shí)間不少于7d,使用火山灰水泥和粉煤灰水泥時(shí),應(yīng)不小于14d,對(duì)摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土,不小于14d,在夏季由于蒸發(fā)較快更應(yīng)特別注意澆水。

　　養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展也有很大影響。養(yǎng)護(hù)溫度高,可以增大初期水化速度,混凝土早期強(qiáng)度也高。

　　2.混凝土的抗拉強(qiáng)度

　　混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10'- 1/13,且隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高,比 值有所降低,也就是當(dāng)混凝士強(qiáng)度等級(jí)提高時(shí),抗拉強(qiáng)度的增加不及抗壓強(qiáng)度提高的快。 因此,混凝土在工作時(shí)一般不依靠其抗拉強(qiáng)度。

2010年結(jié)構(gòu)師考試9月18、19日      

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