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《水泥混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系.doc》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、普通混凝土的技術(shù)性質(zhì)(中篇)二、硬化混凝土的性能(一)混凝土的強(qiáng)度強(qiáng)度是硬化混凝土最重要的性質(zhì),混凝土的其他性能與強(qiáng)度均有密切關(guān)系,混凝土的強(qiáng)度也是配合比設(shè)計(jì)、施工控制和質(zhì)量檢驗(yàn)評定的主要技術(shù)指標(biāo)。混凝土的強(qiáng)度主要有抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。其中抗壓強(qiáng)度值最大,也是最主要的強(qiáng)度指標(biāo)。1.混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級。根據(jù)我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GBJ81—85)規(guī)定,立方體試件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為150mm×150mm×150mm;標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度20±3℃,相對濕度90%以上;標(biāo)準(zhǔn)齡期為28天。在上述條件下測得的抗
2、壓強(qiáng)度值稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度,以表示。其測試和計(jì)算方法詳見試驗(yàn)部分。根據(jù) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002),混凝土的強(qiáng)度等級應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件,在28天齡期用標(biāo)準(zhǔn)方法測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用混凝土分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14個等級。根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164-1992)的規(guī)定,強(qiáng)度等級采用符號C和相應(yīng)的
3、標(biāo)準(zhǔn)值表示,普通混凝土劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12個強(qiáng)度等級。如C30表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為30MPa,亦即混凝土立方體抗壓強(qiáng)度≥30MPa的概率要求95%以上?;炷翉?qiáng)度等級的劃分主要是為了方便設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收等。強(qiáng)度等級的選擇主要根據(jù)建筑物的重要性、結(jié)構(gòu)部位和荷載情況確定。一般可按下列原則初步選擇:(1)普通建筑物的墊層、基礎(chǔ)、地坪及受力不大的結(jié)構(gòu)或非永久性建筑選用C7.5~C15。(2)普通建筑物的梁、板、柱、樓梯、屋架等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選用C20~C30。
4、(3)高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土及特種結(jié)構(gòu)宜選用C30以上混凝土。2.軸心抗壓強(qiáng)度。軸心抗壓強(qiáng)度也稱為棱柱體抗壓強(qiáng)度。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)物(如梁、柱)多為棱柱體構(gòu)件,因此采用棱柱體試件強(qiáng)度更有實(shí)際意義。它是采用150mm×150mm×(300~450)mm的棱柱體試件,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28天測試而得。同一材料的軸心抗壓強(qiáng)度小于立方體強(qiáng)度,其比值大約為=0.7~0.8。這是因?yàn)榭箟簭?qiáng)度試驗(yàn)時,試件在上下兩塊鋼壓板的摩擦力約束下,側(cè)向變形受到限制,即“環(huán)箍效應(yīng)”其影響高度大約為試件邊長的0.866倍,如圖4-8。因此立方體試件整體受到環(huán)箍效應(yīng)的限制
5、,測得的強(qiáng)度相對較高。而棱柱體試件的中間區(qū)域未受到“環(huán)箍效應(yīng)”的影響,屬純壓區(qū),測得的強(qiáng)度相對較低。當(dāng)鋼壓板與試件之間涂上潤滑劑后,摩擦阻力減小,環(huán)箍效應(yīng)減弱,立方體抗壓強(qiáng)度與棱柱體抗壓強(qiáng)度趨于相等。圖4-8鋼壓板對試件的約束作用3.抗拉強(qiáng)度?;炷恋目估瓘?qiáng)度很小,只有抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20,混凝土強(qiáng)度等級越高,其比值越小。為此,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一般不考慮承受拉力,而是通過配置鋼筋,由鋼筋來承擔(dān)結(jié)構(gòu)的拉力。但抗拉強(qiáng)度對混凝土的抗裂性具有重要作用,它是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂逢寬度和裂縫間距計(jì)算控制的主要指標(biāo),也是抵抗由于收縮和溫度變形而導(dǎo)致
6、開裂的主要指標(biāo)。用軸向拉伸試驗(yàn)測定混凝土的抗拉強(qiáng)度,由于荷載不易對準(zhǔn)軸線而產(chǎn)生偏拉,且夾具處由于應(yīng)力集中常發(fā)生局部破壞,因此試驗(yàn)測試非常困難,測試值的準(zhǔn)確度也較低,故國內(nèi)外普遍采用劈裂法間接測定混凝土的抗拉強(qiáng)度,即劈裂抗拉強(qiáng)度。劈拉試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為邊長150mm的立方體,在上下兩相對面的中心線上施加均布線荷載,使試件內(nèi)豎向平面上產(chǎn)生均布拉應(yīng)力,如圖4-9。圖4-9劈裂抗拉試驗(yàn)裝置示意圖此拉應(yīng)力可通過彈性理論計(jì)算得出,計(jì)算式如下:(4-8)式中:——混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度(MPa);P——破壞荷載(N);A——試件劈裂面積(mm2)。劈拉法不但
7、大大簡化了試驗(yàn)過程,而且能較準(zhǔn)確地反應(yīng)混凝土的抗拉強(qiáng)度。試驗(yàn)研究表明,軸拉強(qiáng)度低于劈拉強(qiáng)度,兩者的比值約為0.8~0.9。在無試驗(yàn)資料時,劈拉強(qiáng)度也可通過立方體抗壓強(qiáng)度由下式估算:(4-9)4.抗折強(qiáng)度。道路路面或機(jī)場道面用水泥混凝土通常以抗折強(qiáng)度為主要強(qiáng)度指標(biāo),抗壓強(qiáng)度僅作為參考指標(biāo)。根據(jù)我國《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ012—94)規(guī)定,不同交通量分級的水泥混凝土計(jì)算抗折強(qiáng)度如表4-14。道路水泥混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系如表4-15。表4-14路面水泥混凝土計(jì)算抗折強(qiáng)度交通量分級特重重中等輕混凝土計(jì)算抗折強(qiáng)度(MPa)
8、5.05.04.54.0表4-15道路水泥混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系抗折強(qiáng)度(MPa)4.04.55.05.5抗壓強(qiáng)度(MPa)25.030.035.540.0