混凝土的受压破坏机理？混凝土的强度指标

1．混凝土的受压破坏机理

硬化之后的混凝土在未受到外力之前，由于水泥水化造成的物理收缩和化学收缩引起砂浆体积发生变化，或者因泌水在骨料或钢筋下部形成水囊，而导致界面处可能出现界面裂缝，当施加外力时，微裂缝处就出现了应力集中，随着外力增加，裂缝不断延伸和扩展，最后导致混凝土破坏。混凝土的受压破坏过程实际上就是裂缝的失稳和扩展、贯通的过程。

2．混凝土的强度

混凝土的强度主要包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗折强度等性能。其中抗压强度最大，故工程上混凝土构件主要承受压力。而混凝土的抗压强度又与其他强度间有一定的关系，可以根据抗压强度的大小来估计其他强度值，因此混凝土的抗压强度是最重要的一项力学指标。

（1）混凝土立方体抗压强度。根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》​（GB/T 50081—2002）的规定，制作边长为150mm的立方体标准试件，在标准养护条件下（温度为（20±2）℃，相对湿度为95%）​，养护至28d龄期，测得的抗压强度值作为混凝土的立方体抗压强度值，用fcu来表示。对于同一配比的混凝土材料，采用不同的试验方法，如不同的养护温度、湿度及不同形状、尺寸的试件其强度值会有所不同的。为了使混凝土抗压强度测试结果具有可比性，当采用非标准尺寸的试件时，应换算成标准试件的强度。

（2）混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级。混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，养护28d龄期后，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95%强度保证率的抗压强度值，用fcu,k表示。根据国家标准《混凝土结构设计规范》​（GB 50010—2010）的规定，混凝土强度等级是按照立方体抗压强度标准值来划分的。混凝土强度等级用符号C和立方体抗压强度标准值（MPa）来表示，普通混凝土强度等级共分为十四级，分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。例如，C30表示混凝土立方体抗压强度标准值为30 MPa，即抗压强度大于或等于30MPa的保证率为95%以上。混凝土强度等级是混凝土结构设计、施工质量控制和进行工程检验的重要依据。

（3）混凝土轴心抗压强度。混凝土立方体抗压强度只是用来评定混凝土的强度等级，不能直接用来作为结构设计的依据。在工程实际中，许多钢筋混凝土受压构件为棱柱体或圆柱体，为了使所测得的混凝土的强度尽可能接近工程结构的实际受力情况，在钢筋混凝土结构设计中，计算轴心受压构件时（如柱子、桁架的腹杆等）时，应当以混凝土的轴心抗压强度作为设计依据。同一配比混凝土的轴心抗压强度fcp与立方体抗压强度fcu之间有一定的关系，大量试验证明，当fcu在10～55 MPa时，fcp=0.7～0.8fcu。

（4）混凝土抗拉强度。混凝土是一种典型的脆性材料，在受拉时产生很小的变形就要开裂，而且在断裂前没有残余变形。混凝土的抗拉强度值很小，只有抗压强度的1/10～1/20，且随着混凝土强度等级的提高，比值将降低。因此，在钢筋混凝土结构设计中，通常不考虑混凝土的抗拉能力，拉力靠其中配置的钢筋来承担。但混凝土的抗拉强度对于抗开裂性具有重要的意义，它通常是用来确定混凝土抗裂能力，有时也间接衡量混凝土抗冲击强度、与钢筋黏结强度、抵抗干湿变化或温度变化能力的参考指标。混凝土抗拉强度的测定通常采用劈裂抗拉强度试验来进行测定，劈裂抗拉强度值比轴心抗拉强度低，试验证明，二者的比值约为0.9。

（5）混凝土抗折强度。混凝土抗折强度是指处于受弯状态下混凝土抵抗外力的能力。实际工程中常会出现混凝土的断裂破坏现象，如水泥混凝土路面和桥面的主要破坏形态就是断裂。因此，在进行路面结构设计时，是以抗折强度作为主要强度指标。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》​（JTG D40—2011）规定，道路、机场道面及广场道面采用水泥混凝土的抗折强度做为控制指标，抗压强度仅做为参考指标，按混凝土抗弯强度高低与路面等级分为三级​。水泥混凝土的抗折强度与抗压强度之间也有一定的关系，通常抗压强度较高的混凝土，其抗折强度也较高。

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