混凝土的強度包括抗壓、抗拉、抗彎等,其中以抗壓強度,故混凝土主要用于承受壓力??箟簭姸扰c其他強度之間有―定相關(guān)性,因此,可用抗壓強度的大小來估計其他強度值??箟簭姸仁腔炷磷钪匾男阅苤笜?biāo)。也是評定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)。
1.混凝土立方體抗壓強度
國標(biāo)規(guī)定,以邊長為150mm的立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20℃±3℃,相對濕度90%以上)下,養(yǎng)護(hù)28 d,測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度,以fCu表示。
當(dāng)采用邊長為100 mm的立方體試件,在計算其抗壓強度時,應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)0.95;如用邊長200 mm的立方體試件,則乘以10.5。因為立方體試件尺寸較小時,測得的抗壓強度比較大尺寸試件的值要偏高,這主要是因為環(huán)箍效應(yīng)和混凝土的不均勻性所致。
2.混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度與強度等級
混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度(或稱立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值)是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150 mm的立方體試件,在28 d齡期,用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的強度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強度值,以fCu,k表示。
混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度來劃分的。采用符號C與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值(以MPa計)表示。
普通混凝土劃分為下列強度等級:C7.5、C10、C15、C20、C25、(BO、C35、C40、C45、C50、C55及C60等12個等級。
注:燒結(jié)普通磚根據(jù)抗壓強度分為MU30、MU25、MU20、MUl5、MUl0五個強度等級。是通過取10塊磚試樣進(jìn)行抗壓強度試驗,根據(jù)抗壓強度平均值和強度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的。例如MUl5,其中的15為強度平均值,單位為MPa。
3.軸心抗壓強度(fCp)、抗拉強度(ftS)
混凝土軸心抗壓強度是采用150 mm×150 mm×300 mm棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件(試體的制作與立方體抗壓強度的制作同條件),測得的抗壓強度。―般fCp比同截面的fCu值小。當(dāng)fCu在10~55 MPa范圍內(nèi),fCp約為0.7~0.8fCu。
混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/10~1/20,且隨混凝土強度等級的提高,比值有所降低。我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來測定混凝土抗拉強度,稱為劈裂抗拉強度(ftS)?;炷猎诠ぷ鲿r―般不依靠其抗拉強度,但抗拉強度對于開裂現(xiàn)象有重要意義。
4.影響混凝土強度的因素
混凝土強度主要決定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)強度是與水泥強度、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。此外,混凝土強度還受施工質(zhì)量,養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。
(1)水灰比和水泥強度(強度等級)是決定混凝土強度的主要因素。在配合比相同的條件下,所用水泥強度(強度等級)愈高,制成的混凝土強度也愈高。當(dāng)用同―種水泥(品種及強度等級相同)時,水灰比愈?。ㄖ聊敞D限度),混凝土強度愈高,呈曲線關(guān)系?;炷翉姸扰c水灰比則成直線關(guān)系。
骨料的種類:在水泥強度和水灰比相同的條件下,碎石混凝土的強度要高于卵石混凝土的強度,因碎石表面粗糙,與水泥石的粘結(jié)力比卵石的大。
根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,

式中 A、B是經(jīng)驗系數(shù),與骨料品種、水泥品種等因素有關(guān),其數(shù)值通過試驗求得。
利用強度公式,可根據(jù)所用水泥強度和水灰比來估計所制成混凝土的強度;也可根據(jù)水泥強度和要求的混凝土強度等級來計算應(yīng)采用的水灰比。
(2)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度。溫度對水泥水化有顯著影響,溫度高,水泥水化速度加快,混凝土強度發(fā)展快,但對后期強度發(fā)展不利;溫度較低,水化緩慢,混凝土強度發(fā)展較慢,但有利于后期強度的發(fā)展。當(dāng)溫度降低至冰點以下,混凝土強度停止發(fā)展,且因孔隙內(nèi)水分結(jié)冰膨脹產(chǎn)生的巨大壓力,使混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞。使已獲得的強度受到損失。
環(huán)境濕度對水泥水化作用能否正常進(jìn)行有顯著影響,濕度適當(dāng),水化便順利進(jìn)行,混凝土強度可充分發(fā)展;濕度不夠,影響水化的正常進(jìn)行,甚至停止水化,嚴(yán)重降低混凝土強度。因此,在混凝土成型后的―定時間內(nèi),應(yīng)使環(huán)境保持―定的溫度和濕度。
(3)齡期:混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下,其強度將隨著齡期的增加而增長。最初7—14d內(nèi),強度增長較快,28 d以后增長緩慢。
普通水泥制成的混凝土,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,混凝土強度的發(fā)展,大致與其齡期的對數(shù)成正比關(guān)系,即

式中,fn為nd齡期混凝土的抗壓強度,MPa;f28為28 d齡期混凝土的抗壓強度,MPa;n——養(yǎng)護(hù)齡期D.,n≥3。
(4)施工條件。施工條件是確?;炷翉姸饶芊襁_(dá)到設(shè)計要求的基本條件,只有攪拌均勻,振搗密實,良好養(yǎng)護(hù)才能使混凝土達(dá)到預(yù)定的強度。
5.提高混凝土強度和促進(jìn)混凝土強度發(fā)展的措施
(1)采用高強度等級水泥和快硬早強類水泥。
(2)采用干硬性混凝土。
(3)采用濕熱處理:蒸汽養(yǎng)護(hù)、壓蒸養(yǎng)護(hù)。
(4)采用機械攪拌和振搗。
(5)摻入混凝土外加劑、摻合料。外加劑如減水劑、早強劑等;摻合料如硅粉、粉煤灰等。
1.混凝土立方體抗壓強度
國標(biāo)規(guī)定,以邊長為150mm的立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20℃±3℃,相對濕度90%以上)下,養(yǎng)護(hù)28 d,測得的抗壓強度值為混凝土立方體抗壓強度,以fCu表示。
當(dāng)采用邊長為100 mm的立方體試件,在計算其抗壓強度時,應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)0.95;如用邊長200 mm的立方體試件,則乘以10.5。因為立方體試件尺寸較小時,測得的抗壓強度比較大尺寸試件的值要偏高,這主要是因為環(huán)箍效應(yīng)和混凝土的不均勻性所致。
2.混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度與強度等級
混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度(或稱立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值)是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150 mm的立方體試件,在28 d齡期,用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的強度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強度值,以fCu,k表示。
混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度來劃分的。采用符號C與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值(以MPa計)表示。
普通混凝土劃分為下列強度等級:C7.5、C10、C15、C20、C25、(BO、C35、C40、C45、C50、C55及C60等12個等級。
注:燒結(jié)普通磚根據(jù)抗壓強度分為MU30、MU25、MU20、MUl5、MUl0五個強度等級。是通過取10塊磚試樣進(jìn)行抗壓強度試驗,根據(jù)抗壓強度平均值和強度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的。例如MUl5,其中的15為強度平均值,單位為MPa。
3.軸心抗壓強度(fCp)、抗拉強度(ftS)
混凝土軸心抗壓強度是采用150 mm×150 mm×300 mm棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件(試體的制作與立方體抗壓強度的制作同條件),測得的抗壓強度。―般fCp比同截面的fCu值小。當(dāng)fCu在10~55 MPa范圍內(nèi),fCp約為0.7~0.8fCu。
混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/10~1/20,且隨混凝土強度等級的提高,比值有所降低。我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來測定混凝土抗拉強度,稱為劈裂抗拉強度(ftS)?;炷猎诠ぷ鲿r―般不依靠其抗拉強度,但抗拉強度對于開裂現(xiàn)象有重要意義。
4.影響混凝土強度的因素
混凝土強度主要決定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)強度是與水泥強度、水灰比及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。此外,混凝土強度還受施工質(zhì)量,養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。
(1)水灰比和水泥強度(強度等級)是決定混凝土強度的主要因素。在配合比相同的條件下,所用水泥強度(強度等級)愈高,制成的混凝土強度也愈高。當(dāng)用同―種水泥(品種及強度等級相同)時,水灰比愈?。ㄖ聊敞D限度),混凝土強度愈高,呈曲線關(guān)系?;炷翉姸扰c水灰比則成直線關(guān)系。
骨料的種類:在水泥強度和水灰比相同的條件下,碎石混凝土的強度要高于卵石混凝土的強度,因碎石表面粗糙,與水泥石的粘結(jié)力比卵石的大。
根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,

式中 A、B是經(jīng)驗系數(shù),與骨料品種、水泥品種等因素有關(guān),其數(shù)值通過試驗求得。
利用強度公式,可根據(jù)所用水泥強度和水灰比來估計所制成混凝土的強度;也可根據(jù)水泥強度和要求的混凝土強度等級來計算應(yīng)采用的水灰比。
(2)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度。溫度對水泥水化有顯著影響,溫度高,水泥水化速度加快,混凝土強度發(fā)展快,但對后期強度發(fā)展不利;溫度較低,水化緩慢,混凝土強度發(fā)展較慢,但有利于后期強度的發(fā)展。當(dāng)溫度降低至冰點以下,混凝土強度停止發(fā)展,且因孔隙內(nèi)水分結(jié)冰膨脹產(chǎn)生的巨大壓力,使混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞。使已獲得的強度受到損失。
環(huán)境濕度對水泥水化作用能否正常進(jìn)行有顯著影響,濕度適當(dāng),水化便順利進(jìn)行,混凝土強度可充分發(fā)展;濕度不夠,影響水化的正常進(jìn)行,甚至停止水化,嚴(yán)重降低混凝土強度。因此,在混凝土成型后的―定時間內(nèi),應(yīng)使環(huán)境保持―定的溫度和濕度。
(3)齡期:混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下,其強度將隨著齡期的增加而增長。最初7—14d內(nèi),強度增長較快,28 d以后增長緩慢。
普通水泥制成的混凝土,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,混凝土強度的發(fā)展,大致與其齡期的對數(shù)成正比關(guān)系,即

式中,fn為nd齡期混凝土的抗壓強度,MPa;f28為28 d齡期混凝土的抗壓強度,MPa;n——養(yǎng)護(hù)齡期D.,n≥3。
(4)施工條件。施工條件是確?;炷翉姸饶芊襁_(dá)到設(shè)計要求的基本條件,只有攪拌均勻,振搗密實,良好養(yǎng)護(hù)才能使混凝土達(dá)到預(yù)定的強度。
5.提高混凝土強度和促進(jìn)混凝土強度發(fā)展的措施
(1)采用高強度等級水泥和快硬早強類水泥。
(2)采用干硬性混凝土。
(3)采用濕熱處理:蒸汽養(yǎng)護(hù)、壓蒸養(yǎng)護(hù)。
(4)采用機械攪拌和振搗。
(5)摻入混凝土外加劑、摻合料。外加劑如減水劑、早強劑等;摻合料如硅粉、粉煤灰等。

