混凝土的力学性能
无机071班
马迪
2007015019
1．影响混凝土强度的因素
影响混凝土强度的主要因素有：
（1）水泥强度与水灰比
水泥是混凝土中的活性组分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时，混凝土的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的２３％左右，但在拌制混凝土混合物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水（约占水泥重量的４０～７０％）。混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残存在混凝土中，形成毛细管、气孔或水泡，它们减少了混凝土的有效断面，并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中，使混凝土强度下降。
在保证施工质量的条件下，水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物过于干涩，在一定的施工条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，也将显著降低混凝土的强度和耐久性。
（2）集料的性质与数量
集料的性质包括集料的几何性质、集料的力学性质，以及集料与水泥水化产物的亲和性。只有具有一定数量的品质优良的且能与水泥较好粘结的集料，才能配制出具有较高强度的混凝土
（3）养护的温度和湿度
混凝土强度的增长，是水泥的水化、凝结和硬化的过程，必须在
一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下，不同养护温度，其结果也不相同。温度高，水泥凝结硬化速度快，早期强度高，所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度，以提高模板和场地周转率。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0°Ｃ以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行，因此，混凝土浇筑完毕后，必须加强养护，保持适当的温度和湿度，以保证混凝土不断地凝结硬化。
(3) 龄期
在正常养护条件下，混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律，即随着龄期时间的延长，强度也随之增长。最初７～１４ｄ内，强度增长较快，２８ｄ以后增长较慢。但只要温湿度适宜，其强度仍随龄期增长。
普通水泥制成的混凝土，在标准养护条件下，其强度的发展，大致与其龄期的对数成正比（龄期不小于三天）
式中fn——nd龄期混凝土的抗压程度, MPa；
ｆ28—— 28ｄ龄期混凝土的抗压强度, MPa；
lgｎ、lg 28——ｎ（ｎ不小于3）和28的常用对数。（4）施工质量
施工质量的好坏对混凝土强度有非常重要的影响。施工质量包括配
料准确，搅拌均匀，振捣密实，养护适宜等。任何一道工序忽视了规范管理和操作，都会导致混凝土强度的降低。
(5) 试验条件
试验条件对混凝土强度的测定也有直接影响。如试件尺寸，表面的平整度，加荷速度以及温湿度等，测定时，要严格遵照试验规程的要求进行，保证试验的准确性。
2.混凝土强度测定的方法
混凝土的强度测定主要分为2种方法
（1）实验室测定
立方块法
按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度２０士2°Ｃ，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度”（以fcu表示, 以Ｎ／ｍｍ2即ＭＰa）
圆柱法
（2）施工现场测定
岩芯法回弹法拔出法
3．为什么限制集料最大粒径
（1）集料，水泥石收缩不一致，因为集料和水泥石收缩不一致而使混凝土内部产生了内应力，从而使集料的粒径增大，使之产生的内应力增大，混凝土内部结构会出现裂纹，裂纹使混凝土的强度下降。（2）界面过渡区的影响，如果集料粒径太大。界面过渡区会随之增
大，因为界面过渡区的性能是混凝土中比较差的部分，所以我们要消除界面过渡区，在其中会使受到的应力集中，不利于混凝土的力学性能，强度会下降。
（3）集料和水泥石的弹性形变性能不一致，因为产生的应力在混凝土内部分布不均，集料的粒径会增大，产生的应力差增大，不利于混凝土的强度性能。
因此我们一般对混凝土的粗骨料控制在3．2cm左右，细骨料品种对混凝土强度影响程度比粗骨料小，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。
因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比.
4.提高混凝土强度的措施
（1）选用高强度水泥和低水灰比
水泥是混凝土中的活性组分，在相同的配合比情况下，所用水泥的强度等级越高，混凝土的强度越高。水灰比是影响混凝土程度的重要因素，试验证明，水灰比增加１％，则混凝土强度将下降５％，在满足施工和易性和混凝土耐久性要求条件下，尽可能降低水灰比和提高水泥强度，这对提高混凝土的强度是十分有效的。
（2）掺用混凝土外加剂
在混凝土中掺入减水剂，可减少用水量，提高混凝土强度；掺入早强剂，可提高混凝土的早期强度。在混凝土中掺入矿物外加剂（如
磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等），可以节约水泥，降低成本；减少环境污染，改善混凝土诸多性能。
（3）采用机械搅拌和机械振动成型。
采用机械搅拌、机械振捣的混合料，可使混凝土混合料的颗粒产生振动，降低水泥浆的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物转入液体状态，在满足施工和易性要求条件下，可减少拌合用水量，降低水灰比。同时，混凝土混合物被振捣后，它的颗粒互相靠近，并把空气排出，使混凝土内部孔隙大大减少，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。
（4）采用湿热处理
湿热处理可分为蒸汽养护和蒸压养护两类。蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100℃以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经16～20ｈ的蒸汽养护后，其强度即可达到标准养护条件下28ｄ强度的70％～ 80％。
蒸压养护混凝土在175℃温度和８个大气压的蒸压釜中进行养护。主要适用于硅酸盐混凝土拌合物及其制品。
硅灰的主要化学成分为非晶态的无定型二氧化硅(SiO2)，一般占90%以上。高细度的无定型SiO2具有较高的火山灰活性，即在水泥水化产物氢氧化钙(Ca(OH)2)的碱性激发下，SiO2能迅速与Ca(OH)2反应，生成水化硅酸钙凝胶(C-S-H)，提高混凝土强度并改善混凝土性能。
5.碎石集料与卵石集料
碎石因为形状原因，会产生较大的机械齿合力。所以在一般生产建筑
