浅谈混凝土强度毕业论文 - 图文

哈尔滨铁道职业技术学院

毕 业 设 计

设计题目____浅谈混凝土强度_______

浅谈混凝土强度

摘要

混凝土在作为房建、道路、桥梁等领域被广泛使用的建筑材料之一，研究其各项指标，特点和性能，可以更加方便的应用混凝土，充分发挥混凝土的优势。强度则是混凝土各性能中最为重要的一项。混凝土是否达到预期的强度，所达到的强度等级是否满足施工要求……都会直接影响到工程质量的达标。然而，混凝土在拌合、使用、成型时，其强度易受到诸多因素的影响，在施工过程中，必须采取相应的措施，尽量减少这些因素对强度的影响，以求混凝土强度能达到最理想的要求。

混凝土硬化后最基本的性能就是强度，混凝土强度包括抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单，同时在混凝土结构中，混凝土主要承受压力。因此，混凝土的抗压度就成为评价其质量的最重要的一项指标。因此， 本文主要介绍了混凝土抗压强度试验、混凝土劈裂抗压强度试验、水泥胶砂强度试验和混凝土棱柱体弹性模量试验。列举了影响混凝土强度的一系列因素，以及在施工过程中，针对这些因素所采取的一系列相应措施。

关键词：混凝土；强度；影响因素；措施

目录

摘要 1、绪论 1.1文章简介 1.2混凝土的发展史 2、混凝土强度试验

2.1混凝土立方体抗压强度试验 2.2混凝土劈裂抗压强度试验 2.3水泥胶砂强度试验 2.4混凝土棱柱体弹性膜量试验 3、 混凝土强度的影响因素

3.1混凝土的构成材料 3.2振捣密实情况 3.3养护 3.4龄期 3.5其他影响因素 4、提高混凝土强度的措施

4.1采用高强度等级混凝土 4.2降低水灰比 4.3湿热养护 4.4龄期的调整 4.5改进施工工艺 4.6掺加外加剂 5、结论

参考文献 附录 致谢

浅谈混凝土强度

1、绪论

1.1文章简介

随着现代建筑行业的飞速发展，混凝土体现出的耐用性、广泛性和经济性是其他材料无法比拟的。由于其突出的优越性，在被广泛应用的同时，人们对它的安全性和强度等提出来更高的要求。这就意味着，混凝土在拌合、使用、养护的过程中，要更加科学严谨。

混凝土强度在拌合、使用、养护的过程中，易受到诸多因素的影响。其主要影响因素

包括：混凝土的构成材料、振捣的密实情况、养护种类以及温度和湿度的影响。除此之外，还会受到龄期、施工质量和拌合时间等因素的影响。这些影响因素处理不当，会直接或间接地导致混凝土强度的下降。从而达不到工程所要求的质量标准，影响工程质量和进度。因此为了减少这些因素对强度的影响，我们要应用相应的技术手段，采取必要的防范措施，来消除这些因素对混凝土强度带来的各种不利影响。常用的相应措施有：采用高标号水泥、降低水灰比、采用湿热处理、采用机械搅拌和振捣等。

混凝土强度的高低，会直接影响到建筑物的结构安全，情况严重的将造成建筑物的损坏。不仅造成财产的损失，而且严重危害人们的生命安全。因此，在施工过程中对混凝土的强度应有足够的重视，严格把控强度在规范中的要求，杜绝违反规范强度要求的混凝土在施工中使用的情况。

1.2混凝土的发展史

近代以来，经过J．Smeaton，J．Parker等人的试作阶段后，英国的烧瓦工人Joseph Aspdin调配石灰岩和粘土，首先烧成了人工的硅酸盐水泥并取得专利，成为水泥工业的开端。从此以后，人们又对如何克服混凝土抗拉强度很低这一问题进行了研究。1854年法国技师J．L．Lambot将铁丝网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展出，这可以说是最早的RC制品。之后，Francois Conigne，Wilkinson等人改进了Lambot的制品，到1867年法国技师Joseph Monier取得了用格子状配筋制作桥面板的专利，RC工艺迅速地向前发展。1867这一年，是全世界公认为最早的RC桥架设的一年。1877年美国的Thaddeus H yatt调查了梁的力学性质，德国的Konen提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计方案，德国的J．Baushinger确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题，这使得RC结构又有了更加长足的发展。

但是，混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的。由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。直到19世纪末以后，随着生

产的发展，以及试验工作的开展、计算理论的研究和材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前，混凝土已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。 在19世纪末20世纪初，我国也开始有了钢筋混凝土建筑物。如上海市的外滩、广州市的沙面等，但工程规模很小，建筑数量也很少。解放以后，我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建设的发展及改革开放的进一步推进，混凝土结构在我国各项工程建设中得到迅速的发展和广泛的应用。

自20世纪70年代起，我国已在一般民用建设中较广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件，并随着建筑工业化的发展以及墙体改革的推行，发展了装配式大板居住建。，在多高层建筑中，还广泛采用大模剪力墙承重结构外加挂板和外砌砖墙结构体系。各地还研究了框架轻板体系，最轻的每平方米仅为3～5kN。由于这种结构体系的自重大大减轻，不仅节约材料消耗，而且十分有利于增强结构的抗震性。

改革开放后，混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继20世纪70年代北京饭店、广州白云宾馆等一批高层住宅（如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群）的兴建后，高层建筑的发展加快了步伐。结构体系更为多样化，层数增多，高度加大，已逐步在世界上占据领先地位。目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场，10层高322m，为框架—筒体结构；香港的中环广场达71层374m，三角形平面筒中筒结构，是世界上最高的混凝土建筑。随着高层建筑的发展，高层建筑结构分析方法和试验研究工作的及时展开，许多方面已达到或接近于国际先进水平。

在大跨度的公共建筑和工业建筑中，常采用钢筋混凝土桁架、门式刚架、拱、薄壳等结构形式。在工业建设中更加广泛地采用了装配式钢筋混凝土及预应力混凝土。为了节约用地，在工业建筑中多层工业厂房所占比重有逐渐增多的趋势。在多层工业厂房中除现浇框架结构体系以外，装配整体式多层框架结构体系已被普遍采用，并发展了整体预应力装配式板柱体系。由于其构件类型少、装配化程度高、整体性好、平面布置灵活，所以成为了一种非常有发展前途的结构体系，同时升板结构、滑模结构也有所发展。此外，如电视塔、水培、水池、冷却塔、烟囱、贮罐、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋混凝土和预应力混凝土。如9度抗震设防、高310m的北京中央电视塔、高405m的天津电视塔、高490m的上海东方明珠电视塔等。

混凝土结构在水利工程、桥隧工程、地下结构工程中的应用也极为广泛，用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头在我国已是星罗棋布。如黄河上的刘家峡、龙羊峡及小浪底水电站，长江上的葛州坝水利枢纽工程及正在建设的三峡工程等等。 钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁也有很大的发展。如著名的武汉长江大桥引桥；福建乌龙江大桥，最大跨度达144m，全长541m；四川沪州大桥，采用了预应力混凝土T形结

构，三个主跨为170m，主桥全长1255．6m，引道长达7000m，是目前我国最长的公路大桥。为改善城市交通拥挤，城市道路立交桥正在在迅速发 。

随着混凝土结构在工程建设中的大量使用，我国在混凝土结构方面的科学研究工作已取得较大的发展。在混凝土结构基本理论与设计方法、可靠度与荷载分析、单层与多层厂房结构、大板与升板结构、高层、大跨、特种结构、工业化建筑体系、结构抗震及现代化测试技术等方面的研究工作都取得了很多新的成果，基本理论和设计工作的水平有了很大提高，已达到或接近国际水平。

2.混凝土强度试验

2.1、混凝土立方体抗压强度试验

A、实验基本原理：

立方体抗压强度试验可以评定混凝土强度等级。

B、实验仪器设备：

1、压力试验机或万能试验机。精度示值得相对误差应在2%以内。

YES-2000型数显式混凝土压力试验机

2、试模。由铸铁或钢制成的立方体（但现在项目上一般使用塑料模具），规格视骨料最大粒径选用，见下表：

试模尺寸与骨料最大粒径，插捣次数选用表1-1

试模内净尺寸/mm 骨料最大粒径/mm 100*100*100 30 150*150*150 40 200*200*200 60 每层插捣次数 12 27 50 每组约需混凝土量/kg 9 30 65 3、振动台。频率50Hz，空载振幅0.5mm。

4、标准养护室。温度20℃，相对湿度大于90%。 5、捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。

C、试件制备

1、按上表选用同规模的试模3只组成一组。将试模内壁涂一薄层矿物油待用。 2、试模内装的混凝土应是同一次拌合的拌合物。塌落度小于或等于70mm的混凝土试件成型宜采用振动振实，塌落度大于70mm的混凝土，试件成型宜采用捣棒人工捣实。

Ⅰ、振动台成型试件：将拌合物一次装入试模并稍高出试模口，用镘刀沿着试模内壁略加插捣后，移动到振动台上，开动振动台，振动至表面呈现水泥浆为止，刮去多余拌合物，并用镘刀沿着模口抹平。

Ⅱ、捣棒人工捣实成型试件：将拌合物分成两层装入模内，每层厚度大致相等。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣上层时，捣棒应插下层深度的20~30mm。插捣时，捣棒应保持垂直不得倾斜，并用抹刀沿着试模内壁插捣数次，以防止试件产生麻面。每层插捣次数如表1-1所示，然后刮去多余拌合物，并用镘刀抹平。

（注：我在实习工程中，一般采用捣棒人工捣实成型的方法，振动台成型的方法一般在做砂浆抗折试验时才用到）

3、成型后的试件应覆盖，防止水分的蒸发，并在室温20℃的环境中静置1~2昼夜（不得超过两昼夜）拆模编号。

4、拆模后的试件立即放在标准养护室内置于架上，试件间距离应保持10~20mm，并应避免用水直接冲刷。

注：当缺乏标准养护室时，混凝土试件允许在室温为20℃的静水中养护，同条件养护的混凝土试件，拆模时间应与实际构件相同，拆模后也应放置在该构件附近与构件同条件养护。

1、现场制作混凝土试块

D、测定步骤：

试件从养护地取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著的变化。 1、将试件擦拭干净，测量尺寸（试件尺寸测量精确至1mm），并检查外观。据此计算试件的承压面积，如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。

试件承压面的不平度应为每100mm长不超过0.05mm，承压面与相邻的不垂直度不应超过1°。（实际工地实验室，一般不会考虑这些细节问题）

2、将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件的中心应与试验机下压板中心对准。

3、开动试验机，当上压板与试验接近时，调整球座，使接触均衡。

4、应连续而均匀地加荷，预计混凝土强度等级小于C30时，加荷速度每秒0.3~0.5Mpa，混凝土强度等级大于C30时，加荷速度每秒0.5~0.1Mpa。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载（一般万能试验机自动记录数据，在试验完一组数据后自动打印出该组数据）。

E、数据记录及数据处理或结果分析

1）混凝土体抗压强度应按下式计算：

fcc=F/A

式中：fcc：砼立方体试件抗压强度（MPa）； F：试件破坏荷载（N）； A：试件承压面积（m㎡）。

砼立方体抗压强度计算应精确到0.1MPa。

2）强度值的确定应符合下列规定：

●三个试验测值的算术平均值作为该组试件的强度值（0.1MPa）。

●三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。

●三个测值中的最大值或最小值如两个与中间值的差值均超过中间值的15%时，则试验数据无效。

●砼强度等级〈C60，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm×200mm×200mm的试件为1.05；对100mm×100mm×100mm的试件为0.95。

当砼强度等级≥C60，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。

2.2混凝土劈裂抗拉强度试验

A、实验基本原理：

根据混凝土劈裂抗拉强度可以确定混凝土的抗裂度，衡量混凝土与钢筋的粘结度。

B、实验仪器设备：

1）、压力试验机或万能试验机。密度示值的相对误差应是在2%以内。 2）、试模。由铸铁或钢制成的立方体，规格视骨料最大粒径选用(见表1-1)。

3）、标准养护室。温度20℃，相对湿度大于90%。 4）、振动台。频率50Hz，空载振幅0.5mm。 5）、捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。

6）垫块、垫条及支架。垫块采用半径75mm的钢制弧形垫块，长度与试件相同；垫条为三层胶合板制成，宽度为20mm，厚度为3~4mm。长度不小于试件长度，垫条不得重复使用；支架为钢支架。

C、试件制备：

试件准备同混凝土立方体抗压强度试验。

D、测定步骤：

1、试件从养护地点取出后，应及时进行试验。将试件表面与上、下承压面擦干净 2、将试件放在试验机下压板的中心位置，劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直。在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直（宜把垫条及试件安装在定位架上使用）。见下图所示：

3、开动试验机，当上压板与圆弧型垫块接近时，调整球座，使接触平衡。加荷应连续均匀，当混凝土强度等级小于C30时，加荷速度取每秒钟0.02~0.05Mpa；当混凝土强度等级大于或等于C30且小于C60是，加荷速度取每秒钟0.05~0.01Mpa。至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。

E、数据记录及数据处理或结果分析：

1、混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：

ｆＢ=2F/πA=0.637F/A

式中：ｆＢ——土劈裂抗拉强度（Mpa）

F——试块破坏荷载（N）

A——试件劈裂面面积（mm2）；劈裂抗拉强度计算精确到0.01Mpa

2、件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至 0.01MPa） ； 3、三个测试值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的插值作为该组试件的抗

压强度值，如最大值与最小值与中间值得差均超过中间值的15%，则该组试件的实验结果无效。

4、采用100mm*100mm*100mm非标准试件测得的劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数0.15；当混凝土强度等级大于或等于C60时，宜采用标准试件；实验非标准试件时，尺寸换算系数应由试验起确定。

2.3水泥胶砂强度试验

A、实验基本原理：

1）测定水泥胶砂强度。 2)评定水泥的强度等级。

B、实验仪器设备：

1、水泥胶砂搅拌机。由胶砂搅拌锅和搅拌叶片相应的机构组成，搅拌叶片呈扇

形，工作是搅拌叶片既绕自身轴线自转又沿搅拌锅周边公转，并且具有高低两种速度，自转低速时为(140±5)r/min，高速时为（215±10）r/min；公转低速时为（62±5）r/min，高速时为（125±10）r/min。叶片与锅底、锅壁的工作间隙为(3±1)mm。见下图：

2、胶砂试件成型振实台。由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成，振实台振幅（15±0.3）mm，振动频率60次/（60s±2s）。见下图：

3、胶砂振动台。可作为振实台的待用设备，其振幅为（0.75±0.02mm），频率为2100~3000次/min。台面装有卡具。

4、试模。可装拆的三联模，模内腔尺寸为40mm*40mm*160mm。 5、下料漏斗。下料扣宽为4~5mm；二个播料器和一个刮平尺。 6、水泥电动抗折试验机。加荷速度50N/S±10N/S。

7、标准养护箱

8、压力试验机与抗压夹具。压力机最大荷载以200~300KN为宜，误差不大于±1%，并有按（2.4±0.5）KN/S速率加荷功能，抗压夹具由硬钢制成，加压板受压面积为40mm*40mm，加压面必须抹平。

C、胶砂制备与试件成型：

1、将试模擦净、模板四周与底座的接触面上应涂黄油、紧密装配、防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。

2、标准砂应符合GB/T1767-1999中国ISO标准砂的质量要求。试验采用灰沙比

为1:3，水灰比0.50。

3、每成型3条试件需称量：水泥450g，标准砂1350g，水225ml。

4、胶砂搅拌。用ISO胶砂搅拌机进行，先把水加入锅内，再加入水泥，把锅放

在固定器上。上升至固定位置然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入（一般是先粗后细）。再高速搅拌30s后，停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上和胶砂刮入锅中间，在调整下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。

5、试件用振实台成型时，将空试模和套模固定在振实台上，用勺子直接从搅拌锅内将胶砂分两层装模。装第一层时，每个槽里先放入300g胶砂，并用大播料器刮平。接着振动60次，再装入第二层胶砂，用小播料器刮平，再振动60s。移走套模，从振实

台上取下试模，用一金属直尺近似90°的角度架在试模顶的一端。沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺近似水平的情况下将试件表面抹平。

D、试件养护：

1、将成型好的试件连模放入标准养护箱内养护，在温度为（20±1）℃，相对湿

度不低于90%的条件下养护20~24小时之间脱模(对于龄期为24h的应在破型试验前20min内脱模)。

2、将试件从养护箱中取出，用墨笔编号，编号时应该每只模中三条试件编在两

龄期内，同时编上成型与检测日期。然后脱模，脱模时应防止损伤试件。硬化较慢的水泥允许24h以后脱模，但必须记录脱模时间。

3、试件脱模后立即水平或竖直放入水槽中养护，养护水温为(20±1)℃，水平放

置时刮平面应朝上，试件之间留有间隙，水面至少高出试件5mm，最后用自来水装满水池，并随时加水以保持恒定水位。

E、实验步骤：

1、各龄期的试件，必须在规定的时间（24±15）min、（41±30）min、（72±45）min、7d±2h、21d±1h内进行强度测试，于试验前15min从水中取出三条试件。

2、测试前必须先擦去试件表面的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂

物，然后将试件安放到抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。

3、调节抗折仪零点与平衡，开动电机以（50±10）N/s的速度加荷，直至试件

折断，记录抗折破坏荷载F(N).

4、按下式计算抗折强度R（精确至0.1Mpa）。

R=1.5FL/b3

式中：L——抗折支撑圆柱中心距，L=100mm

B——棱柱体正方形截面的边长（mm）。

5、抗折强度结果取三块试件的平均值；当三块试件中有一块超过平均值得±

10%时，应予剔除，取其余两块的平均值作为抗折强度试验结果。

6、抗折试验后的六个断块试件应保持潮湿状态，并立即进行抗压试验，抗压

试验须用抗压夹具进行。清除试件受压面与加压板间的砂粒杂物，以试件侧面作受压面，并将夹具置于压力机承压板中央。

7、开动试验机以（2.4±0.2）KN/s的速度进行加荷，直至试件破坏。记录最

大抗压破坏荷载FC(N)。

8、按下式计算抗压强度RC(精确至0.1Mpa)。

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