5.3 混凝土的强度（课件）-高一《建筑材料》（高教版 第4版）

单元 5 混凝土（砼） 概 述 广义的混凝土是由胶凝材料、骨料和水，必要时掺入化学外加剂和混合材料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经硬化而成的人造石材（砼）。 混凝土的分类： 按所用胶凝材料：水泥砼、石膏砼、沥青砼等 按用途：结构砼、道路砼、抗辐射砼等 按表观密度：重砼、普通砼、轻砼 按强度等级：低强度砼、中强度砼、高强砼、超高强砼 按施工工艺：泵送砼、喷射砼、震动灌浆砼等 按掺合料：纤维砼、粉煤灰砼等 普通混凝土（水泥混凝土）是由水泥作为胶凝材料、石子和砂为粗细骨料和水，必要时掺入化学外加剂和矿物质混合材料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经硬化而成的人造石材。 ※水泥混凝土常按表观密度分为： （1）重混凝土 干表观密度大于2500kg/m3，采用特别密实的集料（如钢屑、重晶石、铁矿石等）制成，主要用于防护原子射线的建筑物。 （2）普通混凝土 干表观密度为1900～2500kg/m3，采用天然或人工砂、石为集料制成，主要用于各种建筑物的承重结构。 （3）轻混凝土 干表观密度小于2000kg/m3，采用轻质多孔的集料或不用集料而掺入加气剂或泡沫剂制成的多孔结构，主要用于轻质结构和保温结构。 混凝土的特点： 优点： （1）原材料丰富，成本低，砂石等材料占80%以上； （2）凝结前具有良好的可塑性； （3）硬化后具有较高的强度和耐久性； （4）与钢筋有牢固的粘接力； （5）按不同要求，通过调整配合比可得到不同性能的混凝土； （6）可利用工业废料，利于环境保护。 缺点： （1）自重大； （2）比强度低、属刚性材料，抗拉强度低； （3）硬化速度慢，生产周期长； （4）导热系数大； （5）强度波动因素多。 普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌和，经硬化而成的一种人造石材。 普通混凝土结构示意图 1—石子 2—砂子 3—水泥浆 4—气孔 各组成材料的作用： 砂、石在混凝土中称为细集料、粗集料，占混凝土总体积约80%以上，一般不与水泥起化学作用，在混凝土中起总体的骨架作用，减少水泥用量和减少混凝土体积收缩。 水泥、砂和水形成水泥砂浆，包裹在粗骨料表面并填充骨料间的空隙，在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，便于施工；水泥浆体硬化后将骨料胶结在一起，产生强度，形成坚固的整体。 在混凝土中还常残留少量的空气，硬化后混凝土结构见上图。 普通混凝土的组成结构 水 水泥 石子 砂 砼的立方体抗压强度是评定砼质量的基本指标，并作为确定强度等级的依据，是砼结构设计的主要参数。 1.立方体抗压强度和强度等级 《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T 50081—2019)规定，按标准方法制作150mm×150mm×150mm的标准立方体试件，在标准条件(温度20±2℃，相对湿度95%以上)下养护到28d，用标准试验方法所测得的极限抗压强度值为混凝土标准立方体抗压强度fcc （ fcu） 在立方体极限抗压强度的的总体分布中，具有95%保证率的抗压强度，称为立方体抗压强度标准值，以 fcu.k表示 砼的强度等级按立方体抗压强度标准值确定，采用C与立方体抗压强度标准值（单位MPa）表示，有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个强度等级。 一、混凝土立方体抗压强度 5.3 混凝土的强度 2.折算系数 混凝土立方体试件的最小尺寸应根据粗集料的最大粒径确定。边长150mm的为标准件，当采用非标准尺寸(边长为100mm、200mm)试件时，应折算成标准试件的强度。折算方法是将所测得的强度乘以相应的换算系数。 强度折算系数(GB/T 50081—2002) 可见：相同的混凝土，试件尺寸小，测出的强度值高。 3.混凝土强度等级的选用 工程设计时，砼的强度等级应根据建筑物的部位及承载情况选择： C20以下用于垫层、基础、地面及受力不大的结构。 C20～C35用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构。 C35以上用于大跨度结构、预应力混凝土结构、吊车梁及特种结构。 二、混凝土轴心抗压强度 实际工程中，砼立方体构件很少，在钢筋混凝土结构计算中，考虑到构件的实际受力状态，计算轴心受压构件时，常以轴心抗压强度作为依据。 《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T 50081-2019)规定，采用150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件，在标准养护条件养护28d的试件，测其抗压强度值