《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?chē)a(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?；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(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?chē)h(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。