抗折強度

抗折強度

抗折強度是指材料單位面積承受彎矩時的極限折斷應力。又稱抗彎強度、斷裂模量。

耐火泥料或陶瓷材料受到彎曲負荷的作用而破壞時的極限應力。用破壞彎曲力矩(牛·米)與折斷處的截面阻力矩(立方厘米)之比值表示,單位為

試驗在通用萬能材料試驗機上進行。試件為高(10~16)毫米×120毫米的圓柱體或10毫米X 10毫米X120毫米的長方柱體。

基本介紹

  • 中文名:抗折強度
  • 表達式:fcf=1.5FL/(bhh)
  • 套用學科:物理
  • 適用領域範圍:建築
  • 適用領域範圍:冶金工程
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混凝土計算

水泥混凝土抗折強度是以150mm×150mm×550mm的梁形試件,在標準養護條件下達到規定齡期後(28天),在淨跨450mm、雙支點荷載作用下的彎拉破壞。

計算公式

抗折強度fcf=FL/(bhh)
試中 f--抗折強度(MPa);
F-- 受抗折時的破壞荷載(N);
L--兩支點間的距離(mm);
b--試件截面寬度(mm);
h--試件截面高度(mm);

只有當斷面發生在兩個加荷點之間時,才能計算抗折強度,否則該試件之結果無效。

影響因素

水泥砼路面由於直接受車輛荷載的重複作用及環境因素(如溫度、濕度)的影響,因而對砼板要求具有較高的抗折強度、耐久性、耐磨性和抗滑性。其中抗折強度是砼路面的一項重要控制指標,其大小是否滿足設計要求,將直接影響到路面的整體質量及使用壽命。要滿足上述要求,很大程度上取決於原材料的品質、混合料組成以及現場的施工控制。所以,在工程上砼的路用要求,分析影響其強度的因素,從而選擇合格材料,科學設計,合理施工,以滿足水泥砼路面的各項指標要求。
下面主要從原材料品質、砼配合比組成設計及施工等方面入手,結合實際,簡要分析水泥砼抗折強度的影響因素。
原材料品質對水泥砼路面抗折強度的影響
(一)水泥質量及用量對砼強度的影響
1. 水泥質量好壞將直接影響砼的強度及其拌和物的性質。這主要取決於水泥本身的技術性質,如鈣化速率、收縮開裂、磨耗性能等,因此,路面用水泥要求具有抗折強度高,收縮性、抗磨性、耐久性好以及彈性模量低等技術性質。
2. 水泥用量對砼強度的影響。用量太小很難滿足砼強度、耐久性、耐磨性等要求;用量過大,雖然能滿足強度要求,但砼中水化熱大,收縮亦大,容易因收縮而產生開裂。因而水泥用量應滿足最小水泥用量要求,但也應控制最大水泥用量。
3. 水泥品種及標號的選用。一般應採取強度高、乾縮性小,抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標號的選用必須根據公路等級、工期、鋪築時間、方法及經濟性等因素綜合考慮選定。通常建議水泥標號:特重、重交通不小於52.5#、其他不小於42.5#。
(二)粗、細集料對砼強度的影響
1. 粗集料(碎石)對砼強度的影響。粗集料應質地堅硬、耐久潔淨,符合一定的級配要求,才能保證砼路面具有足夠的強度,良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此,其各項指標應符合有關技術標準要求,如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標、顆粒級配等。尤其是顆粒級配,級配好,既節約水泥,又提高強度;級配不合理,不僅浪費水泥,而且很難達到強度要求。
2. 細集料(砂)對砼強度的影響。路面用砂要求具有較高的密度和較小的比表面,以滿足新拌砼工作性、硬化後強度、耐久性的要求,同時又達到節約水泥的目的。其級配要求應與相應的粗集料一併考慮,級配不良,則很難配製良好的混合料。所以,細集料不僅應潔淨,質地堅硬、耐久,而且其各項指標應滿足規範要求。
(三)水質與用量對砼強度的影響
水質較差的水,因含有油、酸、鹽類、有機質等化學物質,從而對路面砼產生不良影響。因此對不符合相關指標要求的水不宜作為路面砼用水。
另外,水的用量大小,對砼強度也有很大影響,在水泥用量一定的條件下,水用量太大,水灰比(W/C)勢必增大,雖施工方便,但很難保證砼強度;水用量偏小,砼和易性差,雖強度容易保證,到施工難度增大。因此,砼配合比設計中,尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。
(四)外加劑對砼強度的影響
外加劑選用得當,可在一定程度上改善路面砼的技術性質,如工作性、抗凍、抗磨等性能,從而提高砼強度。對於未使用過的外加劑,應在充分調查試驗和實地試用後,方可決定選用的外加劑是否適用。另外,由於引用外加劑後常常會改變砼對製備工藝的要求,因而在實際使用時,要特別注意用量正確,拌和均勻,以免產生不良影響。
組成設計對水泥砼路面抗折強度的影響
原材料的選用固然重要,但能否科學合理地對路面砼配合比進行設計,也是影響路面砼抗折強度的一個重要因素。眾所周知,水泥砼路面板厚度計算,強度評定是以抗折強度(彎拉強度)為依據的,因而砼配合比設計應根據設計抗折強度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經濟合理的原則選用原材料,材料通過試驗和必要的調整後,確定砼單位體積中各種組成材料的用量。一個砼配合比設計合理與否,其關鍵取決於水灰比、單位用水量、砂率三個參數的確定。
(一)水灰比(W/C)對路面砼強度的影響
這是路面砼配合比設計的一個關鍵參數,選用得當與否,直接影響路面砼的強度。W/C太小,和易性差,難以控制施工;W/C太大,坍落度增大,砼有足夠的流動性,方便施工,但很難保證砼的強度。因此,W/C的選用必須滿足“不大於W/Cmax要求”:公路、城市道路和廠礦道路不大於0.46;冰凍地區冬季施工不大於0.45。
(二)單位用水量對路面砼強度的影響
在水灰比一定的情況下,單位用水量的大小直接影響砼的工作性,尤其是坍落度。Wo太大,水泥用量增大,造成浪費,坍落度也隨之增大;Wo太小,水泥用量相對減少,難以保證最小水泥用量(路面一般不小於300Kg/m3),坍落度也隨之減小。這兩種情況,均不利於路面砼強度的正常增長。因此,Wo選用要適中。
(三)砂率對路面砼強度的影響
砂率是指細集料(砂)占粗、細集料總量的百分比。砂率太大,粗集料相對減小,難以起到骨架作用,影響砼路面的整體強度;砂率太小,粗集料相應增多,細集料相對減少,雖能形成骨架,但難以使砼呈密實狀態,勢必降低砼強度。因此,砂率選用應適當(對於路面一般以不大於32%為宜)
施工因素對水泥砼路面抗折強度的影響
(一)拌和條件中對砼強度的影響
主要包括拌和設備、拌和環境、拌和工藝等。設備、環境、工藝的不同,所拌砼質量也不同。尤其是拌和時間、溫度對砼強度影響甚大。所以砼質量要穩定,強度要保證,必須改善拌和條件,嚴格控制拌和時間,力求拌和均勻。
(二)運輸條件對砼強度的影響
運輸時間不宜過長,以避免砼過早凝結硬化,影響施工。一般可根據水泥初凝時間及施工氣候確定。
(三)砼澆注中,振搗是否充分也直接影響到砼強度的形成
所以砼攤鋪後應及時振搗,力求充分。為提高振搗效果,可使用插入式和平板式振搗器聯合作業,以提高砼的密實度及強度。
(四)施工工藝對路面砼強度的影響
例如採用真空吸水工藝可降低水灰比,提高砼在凝結硬化前表層結合強度。因此,採用新工藝、新方法進行輔助施工,能在一定程度上提高路面砼的強度。
(五)養生條件對路面砼的影響
包括養生方法、濕度、溫度等。實踐證明,砼養生是否充分,影響砼強度的增長。因此,必須重視路面砼的養生。通常可採用濕砂、濕麻袋進行養生,一般不少於7天保持路面濕潤狀態,以後每天須適當灑水。這樣可以保持路面砼強度得到正常持續增長。

抗壓強度

抗折強度:材料單位面積承受彎矩時的極限折斷應力。又稱抗彎強度、斷裂模量。顆粒配比是否合理、氣孔的大小和數量、組織結構是否均勻一致、顆粒間結合是否牢固等是決定耐火材料抗折強度大小的重要因素抗壓強度:岩體、土體在單向受壓力作用破壞時,單向面積上所承受的荷載。簡單的說就是一個抗折的極限,一個是抗壓的極限

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