4.3认识混凝土的强度（课件）-《建筑材料》同步教学（航空工业出版社）

项目四 混凝土 1 混凝土又称砼，是指由胶凝材料、粗骨料、细骨料和水等按比例拌和的混合物，经一定时间硬化后形成的人造石材。混凝土是当代最主要的建筑材料之一，广泛应用于建筑、桥梁、公路、隧道、水利等工程，还应用于海洋开发、造船业、机械工业等领域。 项目导读 2 混凝土要应用于实际工程中，需满足以下四个基本要求。 ① 在规定龄期内应能达到设计所要求的强度。 ② 具有良好的施工和易性。 ③ 具有适应所处环境的耐久性。 ④ 在满足前三条的前提下，材料组成应经济合理，成本低。 项目导读 3 了解混凝土的优缺点、分类以及其他品种混凝土。 熟悉普通混凝土的基本组成材料及外加剂，掌握骨料颗粒级配的测定及评定。 熟悉混凝土拌和物的和易性及混凝土强度。 了解硬化混凝土的变形及耐久性。 掌握普通混凝土的配合比设计。 知识目标 4 能测定并计算砂的颗粒级配。 会计算混凝土配合比及其施工配合比。 技能目标 5 目 录/CONTENTS 一 二 三 任务一 认识混凝土 任务二 认识混凝土拌和物的和易性 任务三 认识混凝土的强度 四 五 任务四 认识硬化混凝土的变形和混凝土的耐久性 任务五 普通混凝土配合比设计 六 任务六 认识其他品种混凝土 6 三 任务三 认识混凝土的强度 7 认识混凝土的强度 硬化混凝土强度包括抗压强度、抗拉强度等。其中，抗压强度最大，抗拉强度最小，因而混凝土主要用于承受压力部位。 一、抗压强度 混凝土的抗压强度是指标准试件在压力作用下直至破坏时，单位面积承受的最大应力。根据标准试件形状和尺寸的不同，混凝土抗压强度分为立方体抗压强度和棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）。 8 认识混凝土的强度 混凝土立方体抗压强度 1 立方体抗压强度是评定混凝土质量的基本指标，是混凝土强度等级划分的依据。 （1）概念 国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T 50081—2002）规定，按标准方法制备边长为150 mm立方体标准试件，在温度为(20±2)℃、相对湿度为95%以上的标准条件下，将试件养护到28 d龄期，按标准实验方法测定的极限抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度，用 fcu表示。 9 认识混凝土的强度 在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%保证率的抗压强度，称为立方体抗压强度标准值，用fcu,k 表示。 根据国家标准GB/T 50081—2002规定，混凝土立方体试件尺寸有三种，其边长分别为100 mm，150 mm，200 mm。其中，边长为150 mm的立方体试件是标准试件，其余的100 mm和200 mm试件为非标准试件。混凝土立方体试件的尺寸取决于粗骨料的最大粒径。采用非标准试件测定抗压强度时，应按表4-3-1进行折算。 表4-3-1 立方体试件尺寸及折算系数 10 认识混凝土的强度 （2）强度等级 根据国家标准《混凝土质量控制标准》（GB 50164—2011）规定，混凝土的强度等级是以立方体抗压强度标准值来确定，用符号C和立方体抗压强度标准值（单位为MPa）表示，以5 MPa为间隔，有C10，C15，…，C100共19个强度等级。例如，C45表示混凝土立方体抗压强度标准值为45 MPa。 11 认识混凝土的强度 （3）强度等级的选用 在设计工程时，既要保证工程质量，又要节约水泥，因此，应根据建筑物的部位及其承载情况选取适宜的混凝土强度等级。 国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）规定，素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400 MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25；预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。 12 认识混凝土的强度 混凝土轴心（棱柱体）抗压强度 2 在钢筋混凝土结构的实际工程计算中，考虑到混凝土构件的实际受力状态，在计算轴心受压构件时，常以轴心抗压强度作为设计依据。 国家标准GB/T 50081—2002规定，轴心抗压强度试验的标准试件尺寸为150mm×150mm×300mm，其在标准条件下养护28 d，测抗压强度值，该值即为轴心抗压强度。 13 认识混凝土的强度 提示 试验数据表明，当混凝土的立方体抗压强度在10～55 MPa范围时，混凝土的轴心抗压强度大约为立方体抗压强度的0.7～0.8倍。 14 认识混凝土的强度 二、混凝土的劈裂抗拉强度 混凝土的抗拉强度很小，只有其抗压强度的1/10～1/20。因此，在混凝土结构设计时，以钢筋来承受拉力，而不考虑混凝土承受的拉力。 混凝土抗拉强度对混凝土的抗裂性具有重要作用，是结构设计中确定混凝土抗裂度的主要指标。国家标准GB/T 50081—2002规定，采