第二章 建筑结构材料 第 二 讲 教学目标： 1. 理解混凝土结构的耐久性规定； 2. 掌握混凝土的各项力学指标及变形性能。

重 点 1. 混凝土的强度指标； 2. 混凝土的变形； 3. 混凝土结构耐久性规定。 难 点 1. 混凝土的强度指标； 2. 混凝土的变形。

§2.2 混凝土 2.2.1 混凝土的强度 1.混凝土的立方抗压强度fcu 及强度等级。 （1）混凝土的立方抗压强度 §2.2 混凝土 2.2.1 混凝土的强度 1.混凝土的立方抗压强度fcu 及强度等级。 （1）混凝土的立方抗压强度 确定方法：用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度不小于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。

砼立方体抗压试验 (点击播放视频)

（2）混凝土的强度等级 根据立方体抗压强度标准值fcu,k的大小，混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。其中，C60~ C80属高强混凝土。

（3）结构混凝土强度等级的要求 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 Ｃ20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于Ｃ20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ30；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ40。

2.混凝土的轴心抗压强度fc 砼轴心抗压试验 (点击播放视频)

我国采用150×150×300mm棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。 混凝土的轴心抗压强度标准值按下式计算： （2.2.1） 式中 —棱柱强度与立方强度之比，对C50及以下取 =0.76，对C80取 =0.82，中间按线形规律变化； —考虑C40以上混凝土脆性的折减系数，对C40取 =1.0，对C80取 =0.87，中间按线形规律变化。

3. 轴心抗拉强度ft 砼抗拉试验 (点击播放视频)

混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100×100×500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。 混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：

2.2.2 混凝土的变形 混凝土的变形有两类：一类是受力变形；另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。 1.混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变 定义：混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。 对结构构件的不利影响：增大混凝土构件的变形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。

影响因素：混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外，还与混凝土所处环境条件和混凝土的组成有关。养护条件越好，周围环境的湿度越大，构件加载前混凝土的强度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密实，集料含量越大，集料刚度越大，则徐变越小。

对结构构件的不利影响：当构件受到约束时，混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力，收缩应力过大，就会使构件产生裂缝，以致影响结构的正常使用；在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失，等等。

2.2.3 混凝土的设计指标 1.混凝土的强度 混凝土的强度标准值应具有不小于95%的保证率。 混凝土强度设计值：等于混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数（ rs = 1.4 )。 各种强度等级的混凝土强度标准值、强度设计值规范规定采用。 2.混凝土的弹性模量

混凝土的受拉或受压弹性模量（N/mm2）的经验计算公式： 但是，混凝土不是弹性材料，其应力和应变不呈线性关系，在不同应力阶段的变形模量（应力与应变之比）不同，原点切线很难准确地作出。实用中，采用应力上限为（0.4~0.5）fc循环5~10次后的应力-应变曲线，应力为（0.4~0.5）fc时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。 混凝土的受拉或受压弹性模量（N/mm2）的经验计算公式： （2.2.3） k cu, 5 7 . 34 2 10 f E c + =

式中fcu,k—混凝土的立方抗压强度标准值（N/mm2）。 2.2.4 混凝土结构的耐久性规定 耐久性对混凝土质量的主要要求如下： 1.设计使用年限为50年的一般结构混凝土 对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应符合规范的规定。

2.设计使用年限为100年的结构混凝土： （1）结构混凝土强度等级不应低于C30；预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。 （2）混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%。 （3）宜使用非碱活性骨料；当使用碱活性骨料时，混凝土中的碱含量不得超过3.0kg/m3。 （4）混凝土保护层厚度应按相应的规定增加40%；当采取有效的表面防护措施时，厚度可适当减少。

（5）在使用过程中应有定期维护措施。 对于设计寿命为100年且处于二类和三类环境中的混凝土结构应采取专门有效的措施。 3.临时性结构混凝土 对临时性混凝土结构，可不考虑耐久性要求。

有关标准的要求： 三类环境中的结构构件，其受力钢筋宜采用环氧涂层带肋钢筋；对预应力锚具及连接器应有专门防护措施。 四类和五类环境中的混凝土结构，其耐久性要求应符合有关标准的规定。

小 结： 1. 混凝土的强度等级； 2. 收缩与徐变的概念； 3. 混凝土结构的耐久性规定。 作业布置： 预 习：§2.3； 1. 混凝土的强度等级； 2. 收缩与徐变的概念； 3. 混凝土结构的耐久性规定。 作业布置： 预 习：§2.3； 思考题：2.3、2.4 。

结束！ 谢谢大家！