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什么是混凝土强度？

许多人认为混凝土是一种坚固耐用的材料，这是正确的。然而，当我们谈到混凝土强度时，我们究竟指的是什么？本文介绍了混凝土的强度、意义以及它对混凝土工程质量和耐久性的影响。和我们在一起。

混凝土的抗压强度是多少？

为了评估混凝土混合物的性能，抗压强度是最常见和广泛接受的混凝土强度测量方法。这种阻力评估混凝土承受压缩载荷的能力。为了评估混凝土的抗压强度，圆柱形样品在专门用于测量该特性的机器中破碎。

强度以兆帕 (Mpa) 或磅/平方英寸 (psi) 为单位。 ASTM（美国测试与材料协会）标准 C39 用于测试。由于混凝土混合料必须满足特定任务的要求，因此抗压强度至关重要。

抗压强度定义为在该元件完全失效时对象区域中的单轴压缩应力。通常，抗压强度是通过施加压力通过实验确定的。压力测试的结果是应力-应变曲线，如下图所示：

混凝土抗压强度的意义

混凝土是由水泥、水、粗细骨料、粗细砂组成的人造石。当水和水泥最初混合时，形成包裹骨料颗粒的塑料（糊状）组合。水和水泥会发生称为水化的化学反应，混凝土通常会在两小时内从糊状状态转变为固体状态。 混凝土在硬化时将继续抵抗。根据标准，28天强度是混凝土极限抗压强度的参考点。强度标准通常基于施工后 28 天在压力下压碎的混凝土圆柱体的测试。所得电阻称为具体特性或 f’c。

提高混凝土强度的过程

在混凝土固化后的第一周到十天，重要的是它不会冻结或变干，因为这些条件中的任何一种都会破坏混凝土的强度。从理论上讲，混凝土在潮湿环境中储存时会产生强度。然而，在实践中，大约 90% 的混凝土强度是在前 28 天内达到的。

混凝土基本上具有最低的抗拉强度（通常为 10% 到 15% 的抗压强度），因此很少需要钢筋（钢筋混凝土）。混凝土的抗压强度由许多变量决定，例如其材料的质量和数量以及其养护条件。

水灰比是最重要的强度指标。一般来说，这个比值越小，混凝土的极限强度就越大。最小的水灰比约为 0.3，因此所有水泥颗粒都与水接触（确保完全水化）。

实际上，水灰比通常在 0.4 到 0.6 的范围内，以使混凝土混合物具有可用的稠度，以便可以将其倒入模具和钢筋周围。随着未用于水合的水从硬化混合物中蒸发，混凝土越来越硬化。对于混凝土板等大型部件，这种收缩可能会导致额外的拉伸应力，尤其是在大量水导致收缩的情况下。

与所有材料一样，混凝土会因热影响而承受体积变化；在温暖的天气里，水合过程产生的热量会加剧这个问题。由于混凝土的弹性低，它经常因收缩和温度波动而开裂。例如，当新浇筑的混凝土板由于温度变化而膨胀时，通过克服混凝土与环境空气之间的摩擦，在混合物中形成压缩内应力。

混凝土的抗拉强度不足以承受相同的摩擦。因此，经常使用收缩接头来控制不可避免的裂缝的位置，并且将所谓的温度和收缩加固放置在以前未指定的方向上。这种强化旨在适应拉伸应力并减小裂缝宽度。

除了热过程和收缩引起的应力外，混凝土还会因蠕变而变形。材料长期暴露于严重应力下会导致蠕变。当持久载荷（如恒载）产生较大的应力时，就会发生蠕变。

例如，可归因于混凝土梁的蠕变的额外长期挠度可能高达由梁的弹性特性引起的初始挠度的两倍。为了防止这种增加的变形，必须保持由稳定载荷引起的应力。通常，这是通过在混凝土中加入钢筋来实现的。

组分对混凝土强度的影响

混凝土组件的重量和体积可能会有所不同。目标是以尽可能低的成本实现最佳强度和性能。偶尔会有一些独特的标准，例如耐磨性、极端气候下的耐用性或不透水性，但是，这些特征通常与强度有关。有时，即使较低的 fc 符合所有结构要求，也会指定更坚固的混凝土。

如前所述，耐久混凝土需要低水灰比。因此，似乎只有保持较高的水泥百分比才能消耗足够的水来生产功能性混凝土。水泥是混凝土中最常用的成分，应密切监测其使用情况。

60-75% 的混凝土体积由骨料组成，因此其质量至关重要。用太弱的骨料建造优质混凝土是不可能的。细骨料和粗骨料的分级至关重要，因为尺寸范围广泛，可以最大限度地减少所需的水泥浆量。适当分级的颗粒还可以提高混凝土混合物的效率。

混凝土的抗拉强度是多少？

抗拉强度是混凝土在应力作用下抵抗拉伸或断裂的能力，它影响混凝土结构中裂缝的大小和频率。当拉力超过混凝土的抗拉强度时，就会形成裂缝。与抗压强度相比，传统混凝土的抗拉强度相当低。这就要求承受拉应力的混凝土结构必须用具有高抗拉强度的钢材等材料进行加固。

混凝土的抗拉强度难以直接测试，因此采用间接方法。弯曲强度和劈裂拉伸强度测试是最常见的间接方法。使用混凝土圆柱体的拉伸试验，确定混凝土的劈裂抗拉强度。应按照 ASTM C496 进行测试。

混凝土的抗弯强度是多少？

另一个用于测量混凝土强度的间接测试是抗弯强度。这被定义为无钢筋混凝土板或梁抵抗弯曲破坏的能力。换句话说，就是混凝土的弯曲能力。

根据混凝土混合物的不同，抗弯强度通常是抗压强度的 10% 到 15%。 ASTM C78 和 ASTM C293 是用于评估混凝土抗弯强度的两个标准测试。数据以兆帕为单位的断裂模量 (MR) 给出。

抗弯强度测试对混凝土的养护和制备极为敏感。该测试应使用潮湿的样品进行。因此，在描述混凝土强度时，通常使用抗压强度测试结果，因为它们更准确。

影响混凝土强度的因素

水灰比

较低的水与水泥比率会产生更坚固但更难使用的混凝土。必须达到良好的平衡才能在保持效率的同时达到适当的强度水平。这可以通过正确的混合计划来实现。

最佳混合方案

传统的混凝土由水、水泥和砾石和沙子的混合物组成。这些成分的正确比例对于实现高混凝土强度至关重要。用高流动性混合物浇注混凝土可能很简单，但成品很脆，会降低混凝土的强度。

混凝土搅拌时间

最佳的搅拌时间对于混凝土的强度至关重要。在某一点，强度随着混合时间的增加而增加，但长时间的混合会导致水分过度蒸发并在混合物中产生微小颗粒。结果，混凝土的有效性和耐久性降低。最佳混合时间没有黄金法则，因为它因某些变量而异，包括使用的混合器类型、速度和组件。

结论

在选择测量和监测混凝土强度的技术时，项目经理必须评估每种技术将如何影响他们的运营计划。虽然一些具体的测试过程可以在现场进行，但有些需要在实验室中完成。 时间并不是影响项目经理决策的唯一问题。测试程序的精度至关重要，因为它直接影响混凝土结构的质量。