混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法精細(xì)化控制的探討

摘要：混凝土抗壓強(qiáng)度是評(píng)定和控制混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)，在實(shí)際工程中，所用各種混凝土均需對(duì)其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)［1］。本文依據(jù)《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081-2019）第5章，結(jié)合實(shí)際操作，總結(jié)了混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，探討了試驗(yàn)操作過(guò)程對(duì)抗壓強(qiáng)度數(shù)值的影響，以期達(dá)到混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的精細(xì)化控制。

關(guān)鍵詞：抗壓強(qiáng)度；混凝土；試驗(yàn)方法；精細(xì)化控制文章編號(hào)：2095-4085（2024）05-0236-03

0前言

混凝土是由膠凝材料、粗細(xì)骨料、外加劑和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)硬化后制成的一種人造石材，是建筑工程中用量最大、應(yīng)用最廣的建筑材料［2］?？箟簭?qiáng)度是指立方體試件單位面積上所能承受的最大壓力?；炷量箟簭?qiáng)度是衡量其抵御壓力的能力，抗壓強(qiáng)度越高，表示混凝土能夠承受更大的荷載，從而保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性。因此混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性非常重要，進(jìn)而對(duì)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的精細(xì)化控制也提出了更高的要求。

目前，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響因素的研究有很多，但基本都是從反應(yīng)原理、原材料性能、配合比設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行研究，很少?gòu)摹皽y(cè)”的角度探討試驗(yàn)操作過(guò)程對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度數(shù)值的影響。因此，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法精細(xì)化控制的探討很有必要。

1試驗(yàn)方法精細(xì)化分析

1.1原材料貯存

混凝土所有原材料應(yīng)根據(jù)其狀態(tài)的不同采取合適的貯存方式和保護(hù)措施。粉體類(lèi)原材料需放置在干燥環(huán)境中密封保存，注意防雨、防潮，儲(chǔ)存時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，水泥保質(zhì)期一般為6個(gè)月。骨料類(lèi)原材料也需放置在干燥環(huán)境中，注意防雨、防塵土、防止雜物混入。外加劑要用耐腐蝕的容器盛放，放置環(huán)境溫度不能過(guò)高或過(guò)低，以防止其內(nèi)部組分變質(zhì)失效。

實(shí)驗(yàn)室制備混凝土拌和物時(shí)，所用材料、試驗(yàn)設(shè)備、容器的溫度均需與實(shí)驗(yàn)室溫度一致。在此需注意：不要忽略拌和用水的溫度調(diào)節(jié)。骨料類(lèi)原材料一般需要提前晾至絕干狀態(tài)，否則需要先測(cè)得骨料的含水率，混凝土加水量根據(jù)骨料含水率做適當(dāng)調(diào)整。

1.2攪拌成型

攪拌成形時(shí)，實(shí)驗(yàn)室溫度需控制在20℃±5℃，濕度控制在50%RH以上。開(kāi)始攪拌前，需要將試驗(yàn)用到的所有器具潤(rùn)濕且無(wú)明水，并預(yù)先攪拌少量同比例混凝土，在攪拌機(jī)內(nèi)壁及扇葉均勻布滿混凝土漿液，卸出其余混凝土拌和物，用鐵鍬將料在鋼底板上翻拌均勻，同時(shí)讓接觸混凝土的器具全都掛上一層漿液。

開(kāi)始攪拌時(shí)，將稱好的粗骨料、膠凝材料、細(xì)骨料和水依次加入攪拌機(jī)，難溶或不溶的粉狀外加劑要與膠凝材料充分混合后隨膠凝材料加入攪拌機(jī)，液體或可溶性外加劑應(yīng)與拌和水一起加入。在此注意：液體外加劑不要直接倒至水泥表面，以免水泥吸附外加劑影響其作用效果。

混凝土拌和物裝模時(shí)，用鐵鍬將拌和物翻拌均勻，一鐵鍬的料均勻分散裝至試模的三個(gè)格內(nèi)，這樣才能保證成型試塊的均勻及穩(wěn)定性。在此注意：混凝土試模一般有塑料模具和金屬模具兩種材質(zhì)，兩種試模所得混凝土抗壓強(qiáng)度數(shù)值上有明顯差別。因此在試模選用時(shí)，同批次混凝土選用同種材質(zhì)試模，才能有效保證數(shù)據(jù)均勻、有效。

1.3養(yǎng)護(hù)制度

試塊靜停養(yǎng)護(hù)溫度為20℃±5℃，相對(duì)濕度大于50%；試塊齡期養(yǎng)護(hù)溫度為20℃±2℃，相對(duì)濕度大于95%。試塊靜停期間試模需要覆蓋保鮮膜，在此注意：靜停室地面需要鋪設(shè)保溫板與地面隔溫，否則夏季或冬季時(shí)會(huì)影響混凝土短齡期強(qiáng)度。齡期養(yǎng)護(hù)期間，試塊彼此間隔10mm，不得被水直接沖淋。

試塊養(yǎng)護(hù)齡期需控制在允許偏差之內(nèi)（見(jiàn)表1）。

1.4破型過(guò)程

破型前先將試塊表面及壓力機(jī)上下承壓板擦拭干凈，然后對(duì)試塊進(jìn)行尺寸測(cè)量。在此注意：尺寸不止包括試塊邊長(zhǎng)，還包括承壓面的平面度、相鄰面的垂直度。試塊邊長(zhǎng)的尺寸公差要求小于1mm，承壓面的平面度公差要求小于0.000 5倍邊長(zhǎng)，相鄰面的垂直度公差小于0.5°。

壓力機(jī)要求精度為1%，試塊破壞載荷位于壓力機(jī)全量程的20%到80%之間，一般選用量程為1 000kN或3 000kN，精度為1N的壓力機(jī)?？箟涸囼?yàn)應(yīng)連續(xù)且均勻加荷，當(dāng)抗壓強(qiáng)度小于30MPa時(shí)，加荷速度?。?.3～0.5）MPa/s；當(dāng)抗壓強(qiáng)度（30～60）MPa時(shí)，加荷速度?。?.5～0.8）MPa/s；當(dāng)抗壓強(qiáng)度不小于60MPa時(shí)，加荷速度取（0.8～1.0）MPa/s。在此注意：超高性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C100以上時(shí)，加荷速度可?。?.2～1.4）MPa/s。

成型面不得作為承壓面，將試塊放置壓力機(jī)下壓板上，且試塊中心應(yīng)與壓力機(jī)下壓板中心同軸。在此注意：下壓板球座應(yīng)處于自由滑動(dòng)狀態(tài)，啟動(dòng)壓力機(jī)時(shí)，球座能自動(dòng)找平，使承壓面均勻受壓。

1.5數(shù)據(jù)處理

當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，用非標(biāo)準(zhǔn)試塊測(cè)得的數(shù)值均應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)。200mm的立方體試塊尺寸換算系數(shù)取1.05；100mm的立方體試塊尺寸換算系數(shù)取0.95。在此注意：超高性能混凝土，強(qiáng)度等級(jí)在C100以上時(shí)，成型100mm的立方體試塊，抗壓強(qiáng)度數(shù)值不乘以尺寸換算系數(shù)。

2精細(xì)化控制對(duì)數(shù)據(jù)影響

2.1正向影響因素

原材料貯存溫度、混凝土成型溫度及養(yǎng)護(hù)溫度越高，抗壓強(qiáng)度數(shù)值會(huì)升高。以夏季為例，原材料貯存溫度28℃、混凝土成型溫度28℃、室外自然條件養(yǎng)護(hù)平均溫度26℃，作為對(duì)比組；原材料貯存溫度20℃、混凝土成型溫度20℃、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件溫度20℃，濕度98%RH，作為基準(zhǔn)組。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2）。

試模材質(zhì)的不同對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響較大，采用鋼制試模成型的試塊強(qiáng)度要普遍高于塑料試模。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）。

抗壓試驗(yàn)加荷速度選擇不當(dāng)會(huì)影響抗壓強(qiáng)度結(jié)果，加荷速度設(shè)置過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度數(shù)值偏高。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表4）。

2.2反向影響因素

（1）骨料未晾干直接進(jìn)行攪拌成型，且混凝土用水量也沒(méi)有根據(jù)骨料含水率進(jìn)行調(diào)整的情況下，所得抗壓強(qiáng)度結(jié)果會(huì)偏低。

（2）攪拌成型未預(yù)先攪拌同比例混凝土進(jìn)行涮鍋，而是直接攪拌成型抗壓強(qiáng)度試塊，會(huì)導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度數(shù)值偏低。

（3）試塊放置不居中、不水平會(huì)導(dǎo)致試塊壓偏的現(xiàn)象。在壓偏的情況下，抗壓強(qiáng)度數(shù)值會(huì)明顯偏低（如圖1、 圖2）。

3精細(xì)化控制措施

（1）嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求控制溫濕度環(huán)境條件。試驗(yàn)所用原材料及器具均需提前24h進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，直至溫度狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件一致。尤其是夏季和冬季，更應(yīng)嚴(yán)格提前進(jìn)行環(huán)境條件控制。

（2）注意攪拌過(guò)程操作細(xì)節(jié)。攪拌前的器具潤(rùn)濕、涮鍋等過(guò)程不可忽視。攪拌時(shí)，倒料順序、攪拌時(shí)長(zhǎng)要符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）制定試塊制備和養(yǎng)護(hù)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不細(xì)致的地方，制定詳細(xì)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，規(guī)范取樣、裝模、振搗、抹面、標(biāo)記等詳細(xì)的操作過(guò)程。

（4）優(yōu)化強(qiáng)度檢測(cè)操作流程。強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)試塊放置居中，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加載速率、尺寸換算系數(shù)的選取。

4結(jié)語(yǔ)

混凝土試塊強(qiáng)度作為混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要評(píng)判依據(jù)，其測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性非常重要［3］。在混凝土強(qiáng)度的測(cè)試過(guò)程中，拌制的混凝土拌和物應(yīng)均勻、有代表性，試塊的制作、養(yǎng)護(hù)和壓塊操作均應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1］羅晶，柏光山.混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)不確定度評(píng)定［J］.磚瓦，2023（6）：44-45，49.

［2］曹瑩.混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)在工程中的應(yīng)用［J］.中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2023（3）：80-82.

［3］王文卓，郭春霞，吳文軍.砂漿立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法精細(xì)化控制的探討［J］.中國(guó)建材科技，2021，30（5）：21-22.