混凝土的强度有哪些？和影响的相关因素

混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等，其中抗压强度最大，故混凝土主要用来承受压力。

混凝土的抗压强度

混凝土的立方体抗压强度与强度等级

按照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002），制作边长为150mm的立方体试件，在标准养护[温度（20±2）℃、相对湿度95%以上]条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。

按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）的规定，在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa即N/mm2计），以fcu，k表示。立方体抗压强度标准值是按数据统计处理方法达到规定保证率的某一数值，它不同于立方体试件抗压强度。

混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压强度标准值来划分的，采用符号C和立方体抗压强度标准值表示，可划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPa≤fcu，k<30MPa的混凝土。素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度级别400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25；承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30；预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。

测定混凝土立方体试件抗压强度，也可以按粗骨料最大粒径的尺寸选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数，以得到相当于标准试件的试验结果。选用边长为100mm的立方体试件，换算系数为0.95，边长为200mm的立方体试件，换算系数为1.05。

采用标准试验方法在标准条件下测定混凝土的强度是为了使不同地区不同时间的混凝土具有可比性。在实际的混凝土工程中，为了说明某一工程中混凝土实际达到的强度，常把试块放在与该工程相同的环境养护（简称同条件养护）按需要的龄期进行测试，作为现场混凝土质量控制的依据。

混凝土棱柱体抗压强度

按棱柱体抗压强度的标准试验方法，制成边长为150mm×150mm×300mm的标准试件，在标准条件养护28d，测其抗压强度，即为棱柱体的抗压强度（f&x），通过实验分析，fck≈0.67fcu，k。

影响混凝土抗压强度的因素

影响混凝土抗压强度的因素很多，包括原材料的质量（只要是水泥强度等级和骨料品种）、材料之间的比例关系（水灰比、灰水比、骨料级配）、施工方法（拌和运输、浇筑、养护）以及试验条件（龄期、试件形状与尺寸、试验方法、湿度及温度）等。

1）水泥强度等级和水胶比。胶凝材料是混凝土中的活性组分，其强度的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，所用的胶凝材料所用的水泥强度等级越高，配制的混凝土强度也越高，当用同一种水泥（品种及强度等级相同）时，混凝土的强度主要取决于水胶比，水胶比越大，混凝土的强度越低。这是因为水泥水化时所需的化学结合水，一般只占水泥质量的23%左右，但在实际拌制混凝土时，为了获得必要的流动性，常需要加入较多的水（占水泥质量的40%~70%）。多余的水分残留在混凝土中形成水泡，蒸发后形成气孔，使混凝土密实度降低，强度下降。水胶比大，则水泥浆稀，硬化后的水泥石与骨料黏结力差，混凝土的强度也越低。但是，如果水胶比过小，拌和物过于干硬，在一定的捣实成型条件下，无法保证浇筑质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，强度也将下降。试验证明，混凝土强度随水灰比（水与水泥的比值）的增大而降低，呈曲线关系，混凝土强度和灰水比（水泥与水的比值）的关系，则呈直线关系。

2）骨料的种类与级配。骨料中有害杂质过多且品质低劣时，将降低混凝土的强度。骨料表面粗糙，则与水泥石黏结力较大，混凝土强度高。骨料级配良好、砂率适当，能组成密实的骨架，混凝土强度也较高。

3）混凝土外加剂与掺和料。在混凝土中掺入早强剂可提高混凝土早期强度；掺入减水剂可提高混凝土强度；掺入一些掺和料可配制高强度混凝土。

4）养护温度和温度。混凝土浇筑成型后，所处的环境温度对混凝土的强度影响很大。混凝土的硬化，在于水泥的水化作用，周围温度升高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也就加快。反之，温度降低时，水泥水化速度降低，混凝土强度发展将相应迟缓。当温度降至冰点以下时，混凝土的强度停止发展，并且由于孔隙内水分结冰而引起膨胀，使混凝土的内部结构遭受破坏。混凝土早期强度低，更容易冻坏。湿度适当时，水泥水化能顺利进行，混凝土强度得到充分发展。

如果湿度不够，会影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。这不仅严重降低混凝土的强度，而且水化作用未能完成，使混凝土结构疏松，渗水性增大，或形成干缩裂缝，从而影响其耐久性。

因此，混凝土成型后一定时间内必须保持周围环境有一定的温度和湿度，使水泥充分水化，以保证获得较好质量的混凝土。

5）硬化龄期。混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增长而增长。最初7~14d内，强度增长较快，28d达到设计强度。以后增长缓慢，但若保持足够的温度和湿度，强度的增长将延续几十年。普通水泥制成的混凝土，在标准条件下，混凝土强度的发展大致与其龄期的对数成正比关系（龄期不小于3d）。

6）施工工艺。混凝土的施工工艺包括配料、拌和、运输、浇筑、养护等工序，每一道工序对其质量都有影响。若配料不准确，误差过大、搅拌不均匀、拌和物运输过程中产生离析、振捣不密实、养护不充分等均会降低混凝土强度。因此，在施工过程中，一定要严格遵守施工规范，确保混凝土的强度。

混凝土的抗拉强度

混凝土在直接受拉时，很小的变形就会开裂，它在断裂前没有残余变形，是一种脆性破坏。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/20~1/10。我国采用立方体（国际上多用圆柱体）的劈裂抗拉试验来测定混凝土的抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。

抗拉强度对于开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。对于某些工程（如混凝土路面、水槽、拱坝），在对混凝土提出抗压强度要求的同时，还应提出抗拉强度要求。