淺談混凝土強度畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 a（左）、 b(右 )，再用同樣的加荷速度加荷至荷載值 Fa，再保持60s 恒載，并在后續的 30s 內記錄兩側變形量測儀的讀數 c（左）、 d（右）。 卸除微變形量測儀，以同樣的速度加荷至破壞，記錄破壞極限荷載 F(N)。如果試件的軸心抗壓強度與 Fcp 之差超過 Fcp 的 20%時，應在報告中注明。 E、試驗結果計算： 混凝土抗壓彈性模量 Ec，按下式計算： Ec=（ FaF0） L/AΔ N 式中： Ec—— 混凝土抗壓強度彈性模量（ MPa）； Fa—— 終荷載（ N）（ 1/3Fcp 時對應的荷載值）； F0—— 初荷載（ N） ( 時對應的荷載值 )； L—— 測量標距（ mm）； A—— 試件承壓面積（ mm2）； Δ N—— 最后一次加荷時，試件兩側在 Fa 及 F0作用下變形差平均值（ mm）。Δ N=（ ab） /2（ cd） /2； 試驗結果以 3根試件試驗結果的算術平均值為測定值。如果其循環后的任一根與循環前軸心抗壓強度之差超過后者的 20%，則彈性模量值按另兩根試件試驗結果的算術平均值計算：如果兩根試件試驗結果超出上述規定，則試驗結果無效。 (結果計算精確至 100MPa)。 唐津高速公路（塘承高速 — 津塘公路）擴建工程 水泥混凝土立方體抗壓強度試驗 合同號： 試驗編號： 天 津 市 公 路 工 程 質 量 監 督 站 監 質 試驗： 復核： 試驗（技術）負責人： 第 1/1 頁 施工單位 試驗依據 樣品名稱 取樣人 樣品描述 取樣日期 取樣地點 試驗設備 用途 環境條件 試驗單位 試驗日期 設計強度 配合比編號 水泥品種及強度等級 水泥用量（ kg/m3） 水膠比 施工實測坍落度（ mm） 要求坍落度（ mm） 砂率 % 外摻材料1 摻量 1（ kg） 外加劑 1 劑量 1% 外摻材料2 摻量 2（ kg） 外加劑 2 劑量 2% 外摻材料3 摻量 3（ kg） 外加劑 3 劑量 3% 組號 構件 編號 制件 日期 壓件 日期 齡期（ d） 試件尺寸（ mm） 尺寸換算系數 試件編號 破壞荷載（ KN） 抗壓強度（ MPa） 換算強度（ Mpa） 達到設計強度百分比 單值 平均 結論： 備注： 唐津高速公路（塘承高速 — 津塘公路）擴建工程 水泥混凝土棱柱體軸心抗壓強度試驗 合同號： 試驗編號： 施工單位 試驗依據 樣品名稱 取樣人 樣品描述 取樣日期 取樣地點 試驗設備 用途 環境條件 試驗單位 試驗日期 試驗： 復核： 試驗（技術）負責人： 第 1/1 頁 混凝土設計強度等級 混凝土配合比報告編號 拌合方式 振搗方式 養護方式 設計塌落度 試件編號 成型日期 壓件日期 齡期（ d） 試件尺寸（ mm） 尺寸換算系數 破壞荷載（ N） 軸心抗壓強度（ MPa） 換算后軸心抗壓強度（ Mpa） 單值 平均值 結論 : 備注 唐津高速公路（塘承高速 — 津塘公路）擴建工程 水泥混凝土立方體劈裂強度試驗 合同號： 試驗編號： 施工單位 試驗依據 樣品名稱 取 樣 人 樣品描述 取樣日期 取樣地點 儀器設備 用 途 環境條件 試驗單位 實驗日期 天 津 市 公 路 工 程 質 量 監 督 站 監 制 試驗： 復核： 試驗（技術）負責人： 第 1/1 頁 混凝土強度等級 混凝土配合比報告編號 拌合方式 振搗方式 養護方式 坍落度（或維勃稠度） 試件 編號 成型 日期 壓件 日期 齡期（ d） 試件尺寸（ mm） 極限荷載（ Mpa） 劈裂抗壓強度（ Mpa） 單值 代表值 結論： 備注： 混凝土強度的影響因素： 混凝土的構成材料： ： 一般情況，人們認為“水泥越多，混凝土強度就越高”。這個認識是不確切的，其并沒有考慮到水灰比在其中的影響。如果水灰比不同，也就無法談及強度高低的問題了。在水灰比不變的情況下，混凝土強度有隨水泥用量的增加而逐步提高的可能。但是當水泥用量增加到某一極限量時，混凝土強度不但不會提高，反而會有下降的趨勢。水泥在混凝土中，除了充當粘結劑 的作用 外，另一個重要作用就是填充砂、石料的孔隙。在某一水灰比時，水泥用量如果恰在水泥全部水化限度內，則水泥石的孔隙率是最小的，也就是混凝土強度最大的時候；相應的，如果再增加水泥的用量，水 的用量也會增加。而砂、石料的孔隙率不會再減少。相反的，卻增加了水泥石在混凝土整個體積中的比例。在混凝土中，水泥石的強度要遠比集料的強度低。因此，過多的使用水泥不僅不會提高混凝土的強度，反而可能要降低強度。而且過多使用還會造成水泥的浪費，這在技術上和經濟效益上都是不可取的。 其次，為人們所熟知的就是水泥標號對混凝土強度的作用。同樣的配合比，水泥的標號逾高，混凝土的強度就逾高；相反的，水泥的標號逾低，混凝土的強度就逾低。 與此同時，水泥混凝土的強度還取決于水泥本身的化學成分以及細度。混凝土強度主要來自于早期強度 （ C3S）及后期強度（ C2S），而且這些影響貫穿于混凝土中。用 C3S 含量較高的水泥來制作混凝土，其強度增長較快，但在后期可能以較低的強度而告終。而無論通過改變成分、養護條件或者利用外加劑而比較緩慢的水化，都可使水泥產生較高的最終強度。水泥細度對混凝土強度的影響也很大，隨著細度的增加，水化速率增大，就導致較高的強度增長率。但應避免細磨粉的含量，因為當顆粒很細時，間隙水引起一些高 W/C區域。另外研究表明，直徑大于 60pm 的顆粒對強度是沒什么貢獻的。 而水泥質量的波動對混凝土強度的影響，也應引起注意。水泥 廠生產的同一品種同一標號的水泥，不可避免地在質量上會有波動。水泥質量的波動，毫無疑問地會在混凝土強度上反映出來。采用具有相同平均強度而離散系數小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥質量波動大多數是由水泥細度和 C3S 含量的差異引起的，而這些因素在早期的影響最大。隨著時間的延長其影響就不再是最重的了。即水泥質量波動引起的混凝土強度的標準離差，不隨齡期而增大，但混凝土強度的離散系數卻因強度隨齡期的增大而減小。因此水泥質量波動對混凝土早期強度影響大。 ： 集料本身的強度不太重要，因 為集料本身強度一般都高于混凝土的設計抗壓強度。在承載時，混凝土中集料所能承受的應力大大超過混凝土的抗壓強度，所以集料強度對混凝土強度沒有不利影響。骨料顆粒強度比混凝土基體和過渡區的強度要大，然而大多數天然骨料其強度幾乎不被利用，因為破壞決定于其它兩項（水泥漿基體及過渡區）。一般而言，強度和彈性模量高的集料可以制得質量好的混凝土。但過強、過硬的集料不但沒有必要，相反，還可能在混凝土因溫度或濕度等原因發生體積變化時，使水泥石受到較大的應力而開裂，從而影響混凝土的強度。 另外集料的一些物理性質 , 特別是集料的表面 情況、 顆粒形狀、粒徑和礦物成分，往往影響混凝土過渡區的特性，從而影響混凝土的強度。相對地講 , 對混凝土的抗拉強度影響更大一些。 級配良好的粗骨料，改變其最大粒徑對混凝土強度有著兩種不同的影響。水泥用量和稠度一樣時，含較大骨料粒徑混凝土拌合物比含較小粒徑的強度小。其集料的表面積小，所需拌合水較少；較大骨料趨于形成微裂的弱過渡區，其最終影響混凝土水灰比和所加應力而不同。在低水灰比時，降低過渡區孔隙率同樣對混凝土強度一開始就起重要作用。在一定拌合物中，水灰比一定時，抗拉強度與抗壓強度之比將隨粗骨料粒徑的降低而增 加。試驗表明，增加骨料粒徑對高強混凝土起反作用，低強度混凝土在一定水灰比時，骨料粒徑似乎無大的影響。另外，在同一條件下，以鈣質代硅質骨料會使混凝土強度明顯改善。 集料品種對混凝土強度的影響 , 又與水灰比有關。當水灰比小于 , 用碎石制成的混凝土強度較卵石要高 , 兩者相差值可達 30%以上。隨著水灰比的增大 , 集料品種的影響減小 ,當水灰比為 時 , 用碎石和卵石制成的混凝土在強度上沒有差異。這是因為碎石表面粗糙 , 卵石則表面光滑 , 它們與水泥石間的界面粘結強度不同所致。粗集料的最大粒徑對混凝土的用水量及水泥用量有一定的影響。粒徑大 , 其比表面積越小 ,。因此用于濕潤石子表面的水得以減少 , 可降低水灰比而提高混凝土強度 , 或在保持強度不變的情況下 , 節省水泥。但當最大粒徑超過 40 mm 以后 , 由于減少加水量而獲得強度的提高 , 卻被較小的粘結面及大粒徑石子造成混凝土連續性的不利影響所抵消。 特別是水泥用量多的混凝土更為明顯。 集灰比即：集料 (粗、細集料 )與水泥之比。在單獨介紹完集料和水泥對混凝土 強度的影響后，它們的比值同樣也會對混凝土強度造成影響。在強度大于 35MPa 的混凝土，集灰比的影響就較為明顯地表現出來。 在相同水灰比時，混凝土強度隨著集灰比的增大而提高。這是因為集料數量增大，吸水量也增大，從而有效水灰比降低。混凝土內孔隙總體積減少，集料對混凝土強度所引起的作用得到更好地發揮。 水灰比是決定混凝土強度的關鍵 在談及水泥對混凝土的影響時，已提及了一些有關水灰比在其中起到的作用。不難看出，水灰比對混凝土起到的影響是占主導地位的。普通混凝土常用的水灰比為 :, 超過水化 需要的水主要是為了滿足工作性的需要。水在混凝土中的摻量是決定混凝土強度的主要因素。通常情況下 , 滿足水泥水化所需的水量不超過水泥重量的 25%。超量的水在混凝土內部留下了孔縫 , 使混凝土強度、密度和各種耐久性都受到不利影響。因此 , 水灰比是決定混凝土強度的關鍵。在一般情況下 , 集料的強度都高于混凝土強度 , 甚至高出幾倍。因此 , 混凝土的強度主要取決于起膠結作用的水泥石的質量。而水泥石的質量又決定于水泥標號和水灰比 , 所以說水泥石質量決定于水灰比 , 可從水在水泥漿體中的存在形態加以分析。經研究證明 , 水泥漿體中 的水有四種形態 : 化合水、 凝膠水、 毛細水、 游離水。這 4種存在于水泥漿體的水 , 除了化合水外 , 其余三種形態的水 , 都將隨著水泥漿體的凝結硬化而逐漸蒸發掉。給水泥石留下的是孔隙 , 而任何固體的強度都與所含孔隙率大小有關 , 孔隙率越大強度越低 , 孔隙率越小強度越高。所以混凝土水灰比越大 , 孔隙率越大；強度越低 , 水灰比越小；孔隙率越小 , 強度越高。由此看來，水灰比 孔隙率關系無疑是最重要的因素。它影響著水泥漿基體和粗骨料間過渡區這兩者的孔隙率，水泥石在水化過程中的孔隙率取決于水灰比，水灰比和混凝土的振搗密實程度兩者都對混凝土體積有影響。當混凝土混合料能被充分搗實時，混凝土的強度隨水灰比的降低而提高。然而，形成水化物須用一個最小的水量。（ W/C） min= 即完成水化（ a=）的 W/C 不應低于 。顯然在低 W/C 時預期殘留的未水化水泥能夠在漿體內繼續長期存在，亦即 W/C低于 ，漿體將自我干燥。為了避免這種現象，有效的最低 W/C 比要高于 。在實際 中，我們可以通過規定的 W/C 來保證充分密實的混凝土