建筑材料内蒙古建筑07课件

建筑材料

内蒙古建筑职业技术学院房地产经营与管理国家教学资源库混凝土的强度目录1、立方体抗压强度2、轴心抗压强度3、劈裂抗拉强度4、抗折强度5、配合比设计混凝土一、立方体抗压强度(fcu)（一）试块以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的潮湿条件下或者在Ca(OH)2饱和溶液中养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcu表示。说明：（1）当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表试件种类试件尺寸mm粗骨料最大粒径mm换算系数标准试件150×150×150401.00非标准试件100×100×100300.95200×200×200601.05混凝土一、立方体抗压强度(fcu)（2）标准试验方法是指《普通混凝土力学性能标准试验方法》（GB/T50081－2002），详见实验部分。（二）立方体抗压强度标准值(fcu,k)

立方体抗压强度标准值(fcu,k)，是立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。

1、强度等级表示的含义：强度的范围：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa；某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保证率为95%。C30“30”代表fcu,k＝30MPa“C”代表“混凝土”。混凝土一、立方体抗压强度(fcu)2、混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值(fcu,k)表示，主要有C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十四个强度等级。3、混凝土强度等级的选用C10～C15——垫层、基础、地坪及受力不大的结构；C20～C25——梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构；C25～C30——大跨度结构、要求耐久性高的结构、预制构件等；C40～C45——预应力钢筋混凝土构件、吊车梁及特种结构等，用于25～30层；C50～C60——30层至60层以上高层建筑；C60～C80——采用高性能混凝土的高层建筑；C80～C120——采用超高强混凝土的高层建筑。混凝土二、轴心抗压强度(fcp)

采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为10～55MPa范围内fcp=（0.7～0.8）fcu

。在结构设计计算时，一般取fcp＝0.67fcu。FF

在结构设计中，考虑到受压构件是棱柱体（或圆柱体），而不是立方体，所以采用棱柱体试件比用立方体试件更能反映混凝土的实际受压情况。混凝土三、劈裂抗拉强度(fts)式中：fts——劈裂抗拉强度，MPa

F——破坏荷载，N

A——试件劈裂面积，mm2

劈裂抗拉强度较低，一般为抗压强度的1/10～1/20。拉应力压应力PP我国标准规定，劈裂抗拉强度采用标准试件边长为150mm的立方体，按规定的劈裂抗拉装置检测劈拉强度。计算公式为：混凝土四、抗折强度(fcf)水泥混凝土抗折强度是以150mm×150mm×550mm的梁形试件，在标准养护条件下达到规定龄期后（28天），在净跨450mm、双支点荷载作用下的弯拉破坏。试中f--抗折强度（MPa）;F--受抗折时的破坏荷载（N）;L--两支点间的距离（mm）；b--试件截面宽度(mm);h--试件截面高度（mm）。fcf=FL/(bh2)混凝土影响混凝土强度的因素1、水泥的强度和水灰比fcu——混凝土28d龄期的抗压强度值，MPa；

fce——水泥28d抗压强度的实测值，MPa；

——混凝土灰水比，即水灰比的倒数；αa、αb——回归系数。经验系数αa

、αb选用表系数碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13混凝土影响混凝土强度的因素当混凝土水灰比值在0.40～0.80之间时越大，则混凝土的强度越低；当水泥强度越高，则混凝土强度越高。混凝土影响混凝土强度的因素2、骨料的影响（1）在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度。碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。（2）骨料级配良好，混凝土强度高。（3）骨料最大粒径大，混凝土强度高。3、养护条件（1）在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0℃以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。（2）在保证温度适宜情况下，湿度越高，混凝土强度越高。（3）混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。混凝土影响混凝土强度的因素4、龄期龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在7～14d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。混凝土的强度发展可持续数十年。当采用普通水泥拌制的混凝土的抗压强度与其龄期的对数成正比。式中：fn、f28——分别为n、28天龄期的抗压强度，Mpa；n——养护龄期（n≥3）（d）。混凝土影响混凝土强度的因素5、施工条件（1）搅拌、振捣匀对混凝土强度有影响。（2）分次投料搅拌也可提高混凝土强度。6、掺外加剂和掺合料外加剂和掺合料的类型和用量直接影响混凝土的强度。提高混凝土强度的措施1、选高强度等级的水泥或早强型水泥2、采用低水灰比的干硬性混凝土3、采用湿热养护混凝土4、先进的施工工艺，机械搅拌、机械振捣5、掺入混凝土外加剂和活性矿物掺合料，改善混凝土性能，促进强速发展混凝土五、配合比设计（一）定义：混凝土的配合比指各组成材料用量直接的比例关系（二）表示方法：1、以1m3混凝土中各项材料的质量表示；2、以质量比表示，水泥质量为1。工程中常用“质量比”表示。（三）应满足的要求1、满足结构设计的强度等级要求；2、满足混凝土施工所要求的和易性；3、满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；4、符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。混凝土五、配合比设计（四）基本参数水灰比（W/C

）、单位用水量（mw）和砂率（βs）是混凝土配合比设计的三个基本参数。水泥水砂石子水泥浆骨料混凝土单位用水量mw砂率βs水灰比W/C与强度、耐久性有关与流动性有关与粘聚性、保水性有关混凝土五、配合比设计（五）设计步骤1、初步配合比计算（1）确定配制强度fcu,o（2）确定水灰比W/C当混凝土强度等级＜C60时，按混凝土强度要求计算水灰比混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（3）每立方米混凝土用水量的确定1）干硬性和塑性混凝土用水量的确定水灰比在0.40～0.80范围内时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的坍落度，按下表选取。拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102040162040维勃稠度，s16～2017516014518017015511～151801651501851751605～10185170155190180165干硬性混凝土的用水量混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（3）每立方米混凝土用水量的确定拌合物稠度卵石最大粒径，mm碎石最大粒径，mm项目指标102031.540162031.540坍落度mm10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017222020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土的用水量水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土单位用水量应通过试验确定。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（3）每立方米混凝土用水量的确定2）流动性和大流动性混凝土用水量的确定以塑性混凝土用水量表中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm，用水量

增加5kg，计算出混凝土用水量。掺外加剂时混凝土的用水量可按下式计算mwa＝mwo（1－β）式中mwa——掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；

mwo——未掺外加剂时混凝土的单位用水量，kg；

β——外加剂的减水率，应经试验确定。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（4）每立方米混凝土水泥用量的确定

最小的水泥用量(kg/m³)项目

混凝土所处的最大的

普通混凝土

轻骨料混凝土

环境条件水灰比

有筋无筋有筋无筋1不受风雨影响混凝土不受限制

225

200

250

225

2

①受风雨影响的混凝土

0.7

250

225

275

250

②水位中或水位升降环境③潮湿环境

3①寒冷地区，水位升降

0.65

275

250

300

275②受水压作用的混凝土

4寒冷地区、水位升降内

0.60

300

275

325

300计算出的水泥用量需满足规定的最小水泥用量，如算得的水泥用量不低于规定的最小水泥用量，则耐久性合格；否则耐久性不合格，此时应取规定的最小水泥用量。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（5）砂率的确定根据混凝土拌合物的坍落度、黏聚性及保水性等特征通过试验来确定。根据本单位对所用材料的使用经验来确定。无统计资料，可按骨料种类、规格及混凝土的水灰比值按右表选取。水灰比卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)1020401620400.426~3225~3124~3030~3529~3427~320.530~3529~3428~3333~3832~3730~350.633~3832~3731~3636~4135~4033~380.736~4135~4034~3939~4438~4336~41混凝土的砂率(%)混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（6）粗骨料和细骨料用量的确定1）体积法假定1m3混凝土拌合物体积等于各组成材料绝对体积及拌合物中所含空气的体积之和。

解方程组，可得mso、mgo。式中：ρc、ρs、ρg、ρw——分别为水泥的密度，砂、石子的视密度，水的密度(kg/m3)；α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取α＝1。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤（6）粗骨料和细骨料用量的确定2）质量法质量法又称为假定表观密度法。假定1m3混凝土拌合物的质量为mcρ,解方程组可得mso、mgo。注：mcρ可根据积累的试验资料确定；无资料时，其值可取2350～2450kg/m3。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤2、配合比的试配、调整与确定（1）配合比的试配、调整将初步配合比进行适配、调整，直到混凝土拌合物的和易性满足要求为止，测出拌合物的实际表观密度ρct。经过和易性调整试验得出的混凝土基准配合比，其水灰比不一定选用恰当，其结果是强度不一定符合要求，所以应检验混凝土的强度。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，砂率值可分别增加或减少1%。每种配合比制作一组（三个）试块，标准养护28d试压。混凝土五、配合比设计（五）设计步骤2、配合比的试配、调整与确定（2）配合比的确定水灰比：由水灰比和抗压强