(二)混凝土材料的力学性能
1.混凝土强度标准值
(1)正方体抗压强度fcu,k
混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值是混凝土各种力学指标的基本代表值。
混凝土的立方体抗压强度是根据边长为150mm的立方体试件,用标准方法制作和养护(即温度为20±3°C、相对湿度≥90%以上),经28d龄期,用标准试验方法(加荷速度为每秒0.2~0.3N/mm2)进行抗压试验,测得的具有95%保证率的抗压强度极限值。
我国《混凝土结构设计规范》 (GB 50010---2002) (本节中以下简称《混凝土规范》规定,将混凝土的强度等级分为14级:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。符号中C表示混凝土,C后面的数字表示立方体抗压强度标准值,单位为N/㎜2。 I
混凝土的立方体抗压强度与下列因素有关:
1)试件表面不涂油的强度大于涂油的强度;
2)加荷时试件的龄期越早,强度越低;
3)试件的尺寸越小,强度越高,这种现象称为尺寸效应。
(2)轴心抗压强度标准值fck
轴心抗压强度fck亦称为棱柱体抗压强度。设计中通常采用的构件并不是立方体构依而是长度往往大于边长。根据实验结果,随着长度的增加,抗压强度亦随之降低,但当长宽比大干—定数值后,抗压强度值即趋于定值,试验中取长宽比大于3的正方形棱柱体作为试块,
应该注意,在新的《混凝土规范》(GB 50010—2002)中,将原规范(GBJ10—89)中的弯曲抗压强度fcmk、fcm取消。
(3)抗拉强度标准值ftk
混凝土抗拉强度取棱柱体100㎜X100㎜X 500㎜的试件,沿试块轴线两端预埋埋钢筋(其直径应保证试件受拉破坏时钢筋不被拉断,锚固长度应保证破坏时钢筋不被拔出),通对钢筋施加拉力使试件受拉,试件破坏时的平均拉应力即为轴心抗拉强度ft。
混凝土的抗拉强度取决于水泥石(在凝结硬化过程中,水泥和水形成水泥石)的强度和水泥石与骨料间的粘结强度。采用增加水泥用量减少水灰比以及采用表面粗糙的骨料,可提高混凝土的抗拉强度。
混凝土的抗拉强度很低,大约只相当于立方体抗压强度的0.05~0.1倍。
以上混凝土轴心抗压强度标准值及抗拉强度标准值均可通过立方体抗压强度求得。
轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值按下式确定:
考虑到结构中混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异,根据以往的经验,并结合试验数据分析,以及参考其他国家的有关规定,对试件混凝土强度修正系数取为0.88。
抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值按下式确定:
式中 δ——混凝土立方体强度变异系数,按表1l—21确定。
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