談試驗(yàn)室中影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素

孫素貞

伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，商品混凝土已成為我國城市建設(shè)的主要工程材料，其質(zhì)量既是混凝土攪拌站的生產(chǎn)水平的真實(shí)反映，也關(guān)系到建設(shè)單位工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量評(píng)定，因此有必要對(duì)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中的一些影響因素進(jìn)行探討分析，并對(duì)這些因素進(jìn)行控制，從而確保強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文就檢驗(yàn)過程中影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素分三個(gè)方面進(jìn)行了探討。

1 試驗(yàn)條件的影響

1.1 養(yǎng)護(hù)條件

混凝土強(qiáng)度是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過程，其發(fā)展程度和速度取決于水泥的水化狀況，而溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素，養(yǎng)護(hù)的目的就是為混凝土提供一個(gè)適宜的溫度和足夠的濕度，以確保水泥水化的正常進(jìn)行。

1)養(yǎng)護(hù)溫度。通常養(yǎng)護(hù)溫度愈高，水泥水化速度加快，混凝土早期強(qiáng)度也越高，但養(yǎng)護(hù)溫度太高，雖混凝土早期強(qiáng)度高，但后期混凝土強(qiáng)度的增長不大，甚至?xí)霈F(xiàn)倒縮，這是由于早期水化反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致了水化產(chǎn)物的不均勻分布，造成水化產(chǎn)物少的地方強(qiáng)度偏低，從而降低了混凝土整體的強(qiáng)度;另外，水化稠密程度高的區(qū)域包裹在水泥粒子周圍，妨礙了水泥粒子的進(jìn)一步水化，也使得水化產(chǎn)物減少，造成了混凝土整體強(qiáng)度偏低。同樣，養(yǎng)護(hù)溫度過低，水泥水化反應(yīng)就會(huì)過于緩慢，從而直接影響混凝土各齡期的抗壓強(qiáng)度。2)養(yǎng)護(hù)濕度。環(huán)境的濕度對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展是非常重要的。水是水泥水化反應(yīng)的必要成分，濕度適當(dāng)，水泥水化能順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，如果濕度不夠，水泥水化不能正常進(jìn)行，甚至水化停止，這不僅嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，而且還會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，影響到混凝土耐久性。因此在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)必須保證混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度和濕度。嚴(yán)格按照GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件(混凝土試件成型后應(yīng)立即用不透水的薄膜覆蓋表面，置于溫度為(20±5)℃的環(huán)境中靜置一晝夜～兩晝夜，拆模后應(yīng)立即放入溫度為(20±2)℃，相對(duì)濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)或置于不流動(dòng)的Ca(OH)2飽和水溶液中養(yǎng)護(hù)，為試件進(jìn)行養(yǎng)護(hù))。

1.2 試件尺寸及外形的影響

混凝土試件尺寸、形狀不同，混凝土受力就會(huì)不同，從而得到的強(qiáng)度值也就不盡相同。

1)試件尺寸。一般情況下，試件尺寸愈小，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值愈大。這是由于一方面試件尺寸越大其內(nèi)部孔隙、裂縫等缺陷幾率就越大;另一方面壓力機(jī)壓板對(duì)混凝土試件的橫向摩擦阻力是沿周界分布的，試件尺寸越大，試件尺寸周界與面積之比就越小，其受到的“環(huán)箍效應(yīng)”影響就越小，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值就偏低。在GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，用非標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)得的強(qiáng)度值均應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)，其值為對(duì)200 mm×200 mm×200 mm試件為1.05;對(duì)100 mm×100 mm×100 mm試件為0.95。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C60時(shí)，宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件，使用非標(biāo)準(zhǔn)試件時(shí)，尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)確定。

2)試件形狀。不同幾何形體的試件受壓過程中的受力并不相同;對(duì)立方體與圓柱體試件而言，由于標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件φ150 mm×300 mm的高度為標(biāo)準(zhǔn)立方體試件150 mm×150 mm×150 mm的2倍，其端部所受“環(huán)箍效應(yīng)”影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于立方體試件，故其抗壓強(qiáng)度低于立方體試件抗壓強(qiáng)度;另外，圓柱體試件頂面(受壓面)盡管按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行端面處理，在某種程度上說還是粗糙的，并非真正的平面，這種端面不平整引起的負(fù)面效果，也會(huì)導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度降低(與側(cè)面受壓的立方體試件相比)。

2 試驗(yàn)設(shè)備的影響

2.1 壓力機(jī)

在進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的過程中，必須選擇精度和量程都滿足條件的壓力試驗(yàn)機(jī)，只有這樣才能降低測(cè)試誤差，提高混凝土強(qiáng)度測(cè)定值的準(zhǔn)確性。另外，在測(cè)試的過程中，混凝土試件的中心要對(duì)準(zhǔn)上下壓板的中心，也就是要試件、上壓板、下壓板中心為一直線，這就要求試驗(yàn)機(jī)的上下壓板必須中心相對(duì)，若上下壓板中心偏離，混凝土試件受力不均勻，使得測(cè)出結(jié)果會(huì)比實(shí)際值偏低。另外，壓力機(jī)上下壓板的平整度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果亦有影響，壓板不平、球座不靈活都會(huì)使試件產(chǎn)生局部受壓，降低強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果。

2.2 試模

試模的合格與否會(huì)直接影響到混凝土試件的尺寸，但實(shí)際中有相當(dāng)一部分試驗(yàn)室忽略對(duì)試模的管理，不對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，從而使一些使用時(shí)間長、頻次高、已損壞或變形的試模仍然在試驗(yàn)中廣泛使用，造成振實(shí)成型時(shí)水泥漿滲透出來，成型的試體不規(guī)則，直接影響混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果。因此，應(yīng)重視試模的組裝，經(jīng)常對(duì)試模進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)不符合規(guī)定的試模淘汰更換，確保試件尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 操作過程的影響

不同的操作人員，雖按標(biāo)準(zhǔn)采用同一操作方法，但也會(huì)帶來一定的誤差，更何況有些試驗(yàn)人員操作很不規(guī)范，帶來的誤差會(huì)更大。

3.1 加荷速度

試驗(yàn)過程中，加荷速度對(duì)于混凝土立方體的強(qiáng)度具有一定的影響，加荷速度的快與慢，會(huì)造成測(cè)試結(jié)果和真值相比偏高與偏低。當(dāng)加荷速度較快時(shí)，材料變形的增長落后于荷載的增加，故破壞時(shí)強(qiáng)度偏高;而加荷速度較慢時(shí)，由于試件破壞荷載大，到接近破壞階段，盡管油門已開至最大，但加荷速度還是達(dá)不到規(guī)定的要求，結(jié)果破壞荷載就會(huì)明顯減小而不能正確反映混凝土的真實(shí)強(qiáng)度。因此，在GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同等級(jí)混凝土立方體試件的加載速度為:混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí)，加荷速度取每秒0.3 MPa～0.5 MPa;混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于30 MPa且小于60 MPa時(shí)，取每秒0.5 MPa～0.8 MPa;混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于60 MPa時(shí)，取每秒0.8 MPa～1.0 MPa。所以我們?cè)谠囼?yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定速度加荷。

3.2 測(cè)試時(shí)間

混凝土自養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出，擦拭干凈后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，這是由于一方面混凝土試件內(nèi)部溫度發(fā)生變化，另一方面混凝土試件在外面放置時(shí)間久了會(huì)失去水分，都會(huì)對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度造成一定的影響。除上述外，試件表面的光滑程度、試驗(yàn)人員的技術(shù)水平和操作習(xí)慣等都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響。總之，檢測(cè)過程中影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素有很多，因此在進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，除了嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，確保試驗(yàn)條件符合標(biāo)準(zhǔn)要求外，檢驗(yàn)人員亦應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作，這樣所測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)才有意義，對(duì)混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果才真實(shí)有效。

[1]GB/T 50081-2002，普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S］.

[2]范文昭.建筑材料[M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.