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(二)硬化混凝土的性能
1.混凝土的抗压强度
按照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》GBI[ 50081-2002,混凝土立方体 试件抗压强度(常简称为混凝土抗压强度)是指以边长为150mm的立方体试件,在标准 条件下(温度20t士3t,相对湿度>90%或水中)养护至28d龄期,在一定条件下加压 至破坏,以试件单位面积承受的压力作为混凝土的抗压强度,并以此作为根据划分混凝土 的强度等级为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等 十二个等级。对于非标准尺寸的试件的抗压强度,可采用折算系数折算成标准试件的强度 值。如边长为100mm的立方体试件,折算系数为0.95,边长为200mm的立方体试件, 折算系数为1.050这是因为试件尺寸不同,会影响试件的抗压强度值。试件尺寸愈小, 测得的抗压强度值愈大。
混凝土的抗压强度,在诸强度特性中受到特别重视,常用来作为一般评定混凝土质量的指标。原因在于:抗压强度比其他强度大得多,结构物常以抗压强度为主要参数进行设计;抗压强度与其他强度有较好的相关性,只要获得了抗压强度值,就可推测其他强度特性;抗压强度试验方法比其他强度试验方法简单。
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立方体试件能更好地反映混凝土的实际受压情况。由棱柱体试件测得的抗压强度称为棱柱体抗压强度,又称轴心抗压强度。我国目前采用150mm x 150mm x 300mm的 柱体进行棱柱体抗压强度试验,如有必要,也可采用非标准尺寸的棱柱体试件,但其 (h)与宽(α)之比应在2~3的范围内。轴心抗压强度(fcp)比同截面的立方体抗压 度(fcc)要小,一般二者之间的换算关系近似为:
fcp=0.8fcc
影响混凝土抗压强度的因素有以下几个方面:
(1)水泥强度等级和水灰比
水泥强度等级和水灰比是影响混凝土抗压强度的最主要因素。因为混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料间的粘结力,而水泥石的强度及其与骨料间的粘结力取决于水泥的强度等级和水灰比的大小。在水泥强度等级相同的情况下,强度将随水灰比的增加而降低。但如果水灰比过小,则拌合物过于干硬,在一定的捣实成型条件下,混凝土难以成型密实,从而使强度下降。
另外,在相同水灰比和相同试验条件下,水泥强度等级越高,则水泥石强度越高,从而使用其配制的混凝土强度也越高。
(2)骨料
骨料本身的强度一般都比水泥石的强度高(轻骨料除外) ,所以不直接影响混凝土的强度,但若骨料经风化等作用而强度降低时,则用其配制的混凝土强度也较低;骨料表面粗糙,则与水泥石粘结力较大,故用碎石配制的混凝土比用卵石配制的混凝土强度较高。
(3)龄期
混凝土在正常养护条件下,其强度将随龄期的增加而增长。
(4)养护
为了获得质量良好的混凝土,混凝土成型后必须进行适当的养护,以保证水泥水化过程的正常进行。养护过程需要控制的参数为温度和湿度。
由于水泥的水化只能在充水的毛细孔内发生,因此,必须创造条件防止水分自毛细管中蒸发而失去。另外,水泥水化过程中,大量自由水要为水泥水化产物结合或吸附,也需不断提供水分,才能使水泥水化正常进行,从而产生更多的水化产物使混凝土密实度增加。
如果湿度不够,则混凝土强度增长受影响。所以为了使混凝土正常硬化,必须在浇筑后一定时间内维持一定的潮湿环境。一般情况下,使用硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥,应在混凝土凝结后(一般在12h以内) ,用草袋等覆盖混凝土表面并浇水,浇水时间不少于7d,使用火山灰水泥和粉煤灰水泥时,应不小于14d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不小于14d,在夏季由于蒸发较快更应特别注意浇水。
养护温度对混凝土强度发展也有很大影响。养护温度高,可以增大初期水化速度,混凝土早期强度也高。
2.混凝土的抗拉强度
混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/10'- 1/13,且随着混凝土强度等级的提高,比 值有所降低,也就是当混凝士强度等级提高时,抗拉强度的增加不及抗压强度提高的快。 因此,混凝土在工作时一般不依靠其抗拉强度。
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