《混凝土抗压强度计算》课件

混凝土抗压强度计算抗压强度定义与工程意义课程内容框架介绍什么是混凝土抗压强度基本概念计算意义混凝土承受压力破坏的极限确定结构承载能力应用领域建筑、桥梁、道路工程设计混凝土材料组成砂水泥细骨料，填充空隙粘结剂，提供硬化强度石子粗骨料，提供骨架支撑外加剂水改善性能特性促进水化反应抗压强度测试的标准立方体标准尺寸100×100×100mm150×150×150mm200×200×200mm成型要求表面平整角部完整无明显气孔抗压强度测试方法立方体法中国主流标准圆柱体法美国、欧洲常用换算关系圆柱体约为立方体的

0.8倍《混凝土结构设计规范》简介第章GB50010-20104国内设计基础性规范材料性能参数规定抗压强度计算设计基准值确定方法试件养护条件温度控制20±2℃湿度要求相对湿度≥95%养护时间标准28天抗压强度的测定原理试件安装居中放置于压力机加载过程匀速施加荷载破坏判定出现裂缝或达最大荷载强度计算最大荷载除以受压面积混凝土强度等级强度等级立方体抗压强度MPa应用场景非承重构件C1515一般建筑C20-C3020-30高层建筑C35-C5035-50C55以上55+超高层、特种工程影响混凝土抗压强度的主要因素材料组成比例水灰比是关键因素施工工艺搅拌、振捣影响密实度养护条件温湿度决定水化程度龄期时间增长强度提高水胶比对强度的影响

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50.6低水胶比中等水胶比高水胶比高强度，但工作性差常规混凝土推荐值强度降低，但流动性好水泥品种与抗压强度硅酸盐水泥早强、高强普通硅酸盐水泥通用型，性能均衡矿渣水泥早期强度低，后期强度高粉煤灰水泥经济环保，强度发展慢粗细骨料质量与级配粒径分布颗粒形状骨料强度合理级配提高密实度棱角状有利于强度应高于混凝土设计强度清洁度杂质影响粘结性能外加剂作用减水剂增强流动性，维持强度引气剂抗冻融，但降低强度缓凝剂延长可操作时间搅拌与混凝土均匀性强制式搅拌机自落式搅拌机搅拌时间均匀度高，适合高强混凝土简单经济，均匀性较差过短不均匀，过长损伤结构浇筑与振捣工艺浇筑高度不宜超过50厘米振捣方法插入式振捣器最常用振捣时间出现浮浆为宜常见缺陷蜂窝、孔洞、分层养护的细节与注意事项湿养护温度控制养护不良后果•覆盖湿麻布•冬季防冻•强度不足•喷洒养护剂•夏季防暴晒•干缩裂缝•浸水养护•保持恒温•耐久性降低抗压强度测试的常见误差设备精度误差试验操作误差压力机校准不准，传感器故障养护条件误差加载速率不当，试件放置偏心试件制备误差温湿度波动，时间不准确浇筑不均匀，端面不平整标准试件与现场试件强度差异制作环境标准实验室控制条件现场环境条件波动大养护条件标准湿度温度受控现场自然环境变化振捣密实度标准充分振捣现场可能存在欠振强度关系现场强度通常低于标准强度折减系数约

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0.95力学基础应力与应变本构关系与抗压强度弹性阶段塑性阶段强度极限应力应变近似线性曲线逐渐弯曲，微裂缝发展达到最大应力点，裂缝贯通常见的抗压破坏模式立方体破坏圆柱体破坏典型沙漏形破坏斜向剪切破坏两端受摩擦约束端部约束作用减弱中部横向膨胀破坏形成45°左右剪切面抗压强度计算公式f_cu=F/A其中f_cu=立方体抗压强度MPaF=破坏荷载NA=受压面积mm²设计强度与实际强度立方体强度轴心抗压强度标准试件测得f_c=

0.67f_cu结构实际强度设计强度考虑尺寸效应和施工因素f_d=f_c/γ计算实例标准立方体抗压1强度1记录试验数据试件尺寸150×150×150mm2测量破坏荷载F=750kN3计算受压面积A=150×150=22500mm²4计算抗压强度f_cu=750000/22500=

33.3MPa计算实例结构体抗压强度推2定钻芯取样直径100mm圆柱体芯样测试芯样强度f_core=

28.5MPa换算系数修正考虑高径比、直径、取芯方向结构体强度计算f_cu,实=f_core×k₁×k₂×k₃抗压强度代表值的统计方法检验批与合格判定检验批容量取样数量合格标准≤100m³不少于一组均值≥设计强度100-1000m³不少于二组最小值≥设计强度85%＞1000m³每增500m³增加一组总评定见规范结构抗压强度的复核抽芯法回弹法超声回弹综合法直接测量，破坏性快速简便，精度较低综合判定，精度较高拔出法半破坏性，局部损伤不同龄期混凝土强度演变早期强度与后期强度关系早强混凝土标准混凝土缓强混凝土•含早强外加剂•强度发展均衡•含矿物掺合料•水泥用量较大•28天作为标准龄期•早期强度低•适合快速施工•28天后仍有增长•后期强度高•3天可达标准强度70%•90天约增长20%•适合大体积结构影响强度增长的环境因素温度高温促进早期强度湿度充足水分保证水化养护制度养护时间影响最终强度季节变化冬夏施工强度发展差异大低温与高温环境下的强度5°C20°C低温环境标准环境水化反应缓慢理想养护条件35°C高温环境早期强度高，后期不利现场回弹法检测设备检查回弹仪校准2表面处理打磨平整检测操作垂直测试，16点测量结果计算查表或公式换算强度超声波法与其他无损检测技术超声波检测冲击回波法地质雷达法声速与混凝土密度、强度相关检测内部缺陷和厚度电磁波探测混凝土内部结构核心样本法确定取芯位置避开钢筋，分布均匀钻芯取样钻机垂直固定，冷却水充足芯样处理切割平整端面，测量尺寸强度测试抗压试验，计算结构实际强度取芯孔修补回填高强砂浆，保证结构完整抗压强度计算在设计阶段的应用强度等级选择配合比设计根据结构要求确定确定水灰比和用料量2配比优化试配验证调整组分改进性能实验室试件测试抗压强度计算在施工阶段的应用工地试验室分批检验现场配比验证不同浇筑批次取样施工质量控制确保均匀稳定同条件养护工程变更评估现场养护与结构同条件材料变更影响分析预估实际强度配比调整建议质量管理与验收标准质量计划明确验收程序和标准取样检验按规定批次抽样检测评定验收3汇总分析检测结果资料归档完整保存检测报告常见工程质量问题及典型案例蜂窝麻面冷缝问题强度不足振捣不充分，配比不合理间隔时间过长，接缝处理不当原材不合格，养护不当新型混凝土材料的抗压强度100+30%高性能混凝土纤维混凝土MPa，强度大幅提升韧性提高率，抗裂性好60%轻骨料混凝土密度减轻比例，保持强度绿色混凝土与可持续发展工业废料利用可持续配合比粉煤灰替代部分水泥低碳水泥应用矿渣提高后期强度减少CO₂排放减少水泥用量保持工程性能智能化检测与计算技术智能传感器云计算平台人工智能算法实时监测混凝土强数据收集与远程分预测强度发展趋势度发展析移动应用现场快速评估与报告国内外规范对比及发展趋势中国立方体为主，安全系数较高美国圆柱体标准，基于可靠度设计欧洲多因素修正系数，材料分项系数法趋势性能化设计，全寿命周期考量抗压强度计算的常见疑问答疑标准养护与实际结构强度关系？现场强度约为标准强度85%-95%不同龄期强度换算方法？根据水泥类型查相应曲线无损检测结果可靠性？需建立相关曲线，验证精度混凝土强度不足处理办法？加固、降级使用或拆除重建混凝土抗压强度未来展望纳米材料强化碳纤维增韧微观结构优化提高韧性与强度智能监测系统循环利用技术全寿命周期强度监控废弃混凝土再生应用总结回顾与知识梳理抗压强度基础概念定义、意义、测试方法影响因素与计算方法材料、工艺、环境条件工程应用与质量控制设计选用、施工验收新技术与未来展望高性能材料、智能监测课堂思考题与计算练习理论分析题计算实例题实操探究题

1.水胶比影响机理分析

1.标准试件抗压强度计算

1.不同龄期强度对比实验

2.养护条件优化讨论

2.结构实际强度推定

2.外加剂影响研究

3.强度发展曲线分析

3.配合比设计优化

3.现场检测方案设计推荐书籍与学习资源《混凝土结构》-同济大学出版社《混凝土配合比设计规程》-JGJ55《混凝土强度检测技术》-中国建筑工业出版社中国混凝土网www.cnconcrete.com互动问答与课程结束现场答疑实验室演示工程参观解答学生疑问体验测试流程了解实际应用。