浅析混凝土强度的毕业论文.docx

哈尔滨铁道职业技术学院毕 业 设 计设计题目_浅谈混凝土强度_浅谈混凝土强度摘要混凝土在作为房建、道路、桥梁等领域被广泛使用的建筑材料之一，研究其各项指标，特点和性能，可以更加方便的应用混凝土，充分发挥混凝土的优势。强度则是混凝土各性能中最为重要的一项。混凝土是否达到预期的强度，所达到的强度等级是否满足施工要求都会直接影响到工程质量的达标。然而，混凝土在拌合、使用、成型时，其强度易受到诸多因素的影响，在施工过程中，必须采取相应的措施，尽量减少这些因素对强度的影响，以求混凝土强度能达到最理想的要求。混凝土硬化后最基本的性能就是强度，混凝土强度包括抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单，同时在混凝土结构中，混凝土主要承受压力。因此，混凝土的抗压度就成为评价其质量的最重要的一项指标。因此， 本文主要介绍了混凝土抗压强度试验、混凝土劈裂抗压强度试验、水泥胶砂强度试验和混凝土棱柱体弹性模量试验。列举了影响混凝土强度的一系列因素，以及在施工过程中，针对这些因素所采取的一系列相应措施。关键词：混凝土；强度；影响因素；措施目录摘要1、绪论1.1文章简介1.2混凝土的发展史2、混凝土强度试验2.1混凝土立方体抗压强度试验2.2混凝土劈裂抗压强度试验2.3水泥胶砂强度试验2.4混凝土棱柱体弹性膜量试验3、 混凝土强度的影响因素3.1混凝土的构成材料3.2振捣密实情况3.3养护3.4龄期3.5其他影响因素4、提高混凝土强度的措施4.1采用高强度等级混凝土4.2降低水灰比4.3湿热养护4.4龄期的调整4.5改进施工工艺4.6掺加外加剂5、结论参考文献附录致谢浅谈混凝土强度1、绪论1.1文章简介随着现代建筑行业的飞速发展，混凝土体现出的耐用性、广泛性和经济性是其他材料无法比拟的。由于其突出的优越性，在被广泛应用的同时，人们对它的安全性和强度等提出来更高的要求。这就意味着，混凝土在拌合、使用、养护的过程中，要更加科学严谨。混凝土强度在拌合、使用、养护的过程中，易受到诸多因素的影响。其主要影响因素包括：混凝土的构成材料、振捣的密实情况、养护种类以及温度和湿度的影响。除此之外，还会受到龄期、施工质量和拌合时间等因素的影响。这些影响因素处理不当，会直接或间接地导致混凝土强度的下降。从而达不到工程所要求的质量标准，影响工程质量和进度。因此为了减少这些因素对强度的影响，我们要应用相应的技术手段，采取必要的防范措施，来消除这些因素对混凝土强度带来的各种不利影响。常用的相应措施有：采用高标号水泥、降低水灰比、采用湿热处理、采用机械搅拌和振捣等。混凝土强度的高低，会直接影响到建筑物的结构安全，情况严重的将造成建筑物的损坏。不仅造成财产的损失，而且严重危害人们的生命安全。因此，在施工过程中对混凝土的强度应有足够的重视，严格把控强度在规范中的要求，杜绝违反规范强度要求的混凝土在施工中使用的情况。1.2混凝土的发展史近代以来，经过JSmeaton，JParker等人的试作阶段后，英国的烧瓦工人Joseph Aspdin调配石灰岩和粘土，首先烧成了人工的硅酸盐水泥并取得专利，成为水泥工业的开端。从此以后，人们又对如何克服混凝土抗拉强度很低这一问题进行了研究。1854年法国技师JLLambot将铁丝网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展出，这可以说是最早的RC制品。之后，Francois Conigne，Wilkinson等人改进了Lambot的制品，到1867年法国技师Joseph Monier取得了用格子状配筋制作桥面板的专利，RC工艺迅速地向前发展。1867这一年，是全世界公认为最早的RC桥架设的一年。1877年美国的Thaddeus H yatt调查了梁的力学性质，德国的Konen提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计方案，德国的JBaushinger确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题，这使得RC结构又有了更加长足的发展。 但是，混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的。由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。直到19世纪末以后，随着生产的发展，以及试验工作的开展、计算理论的研究和材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前，混凝土已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。 在19世纪末20世纪初，我国也开始有了钢筋混凝土建筑物。如上海市的外滩、广州市的沙面等，但工程规模很小，建筑数量也很少。解放以后，我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建设的发展及改革开放的进一步推进，混凝土结构在我国各项工程建设中得到迅速的发展和广泛的应用。 自20世纪70年代起，我国已在一般民用建设中较广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件，并随着建筑工业化的发展以及墙体改革的推行，发展了装配式大板居住建。，在多高层建筑中，还广泛采用大模剪力墙承重结构外加挂板和外砌砖墙结构体系。各地还研究了框架轻板体系，最轻的每平方米仅为35kN。由于这种结构体系的自重大大减轻，不仅节约材料消耗，而且十分有利于增强结构的抗震性。 改革开放后，混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继20世纪70年代北京饭店、广州白云宾馆等一批高层住宅（如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群）的兴建后，高层建筑的发展加快了步伐。结构体系更为多样化，层数增多，高度加大，已逐步在世界上占据领先地位。目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场，10层高322m，为框架筒体结构；香港的中环广场达71层374m，三角形平面筒中筒结构，是世界上最高的混凝土建筑。随着高层建筑的发展，高层建筑结构分析方法和试验研究工作的及时展开，许多方面已达到或接近于国际先进水平。 在大跨度的公共建筑和工业建筑中，常采用钢筋混凝土桁架、门式刚架、拱、薄壳等结构形式。在工业建设中更加广泛地采用了装配式钢筋混凝土及预应力混凝土。为了节约用地，在工业建筑中多层工业厂房所占比重有逐渐增多的趋势。在多层工业厂房中除现浇框架结构体系以外，装配整体式多层框架结构体系已被普遍采用，并发展了整体预应力装配式板柱体系。由于其构件类型少、装配化程度高、整体性好、平面布置灵活，所以成为了一种非常有发展前途的结构体系，同时升板结构、滑模结构也有所发展。此外，如电视塔、水培、水池、冷却塔、烟囱、贮罐、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋混凝土和预应力混凝土。如9度抗震设防、高310m的北京中央电视塔、高405m的天津电视塔、高490m的上海东方明珠电视塔等。 混凝土结构在水利工程、桥隧工程、地下结构工程中的应用也极为广泛，用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头在我国已是星罗棋布。如黄河上的刘家峡、龙羊峡及小浪底水电站，长江上的葛州坝水利枢纽工程及正在建设的三峡工程等等。 钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁也有很大的发展。如著名的武汉长江大桥引桥；福建乌龙江大桥，最大跨度达144m，全长541m；四川沪州大桥，采用了预应力混凝土T形结构，三个主跨为170m，主桥全长12556m，引道长达7000m，是目前我国最长的公路大桥。为改善城市交通拥挤，城市道路立交桥正在在迅速发 。 随着混凝土结构在工程建设中的大量使用，我国在混凝土结构方面的科学研究工作已取得较大的发展。在混凝土结构基本理论与设计方法、可靠度与荷载分析、单层与多层厂房结构、大板与升板结构、高层、大跨、特种结构、工业化建筑体系、结构抗震及现代化测试技术等方面的研究工作都取得了很多新的成果，基本理论和设计工作的水平有了很大提高，已达到或接近国际水平。2.混凝土强度试验2.1、混凝土立方体抗压强度试验 A、实验基本原理：立方体抗压强度试验可以评定混凝土强度等级。 B、实验仪器设备：1、压力试验机或万能试验机。精度示值得相对误差应在2%以内。YES-2000型数显式混凝土压力试验机2、试模。由铸铁或钢制成的立方体（但现在项目上一般使用塑料模具），规格视骨料最大粒径选用，见下表：试模尺寸与骨料最大粒径，插捣次数选用表1-1试模内净尺寸/mm骨料最大粒径/mm每层插捣次数每组约需混凝土量/kg100*100*10030129150*150*150402730200*200*2006050653、振动台。频率50Hz，空载振幅0.5mm。 4、标准养护室。温度20，相对湿度大于90%。5、捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。C、试件制备1、按上表选用同规模的试模3只组成一组。将试模内壁涂一薄层矿物油待用。2、试模内装的混凝土应是同一次拌合的拌合物。塌落度小于或等于70mm的混凝土试件成型宜采用振动振实，塌落度大于70mm的混凝土，试件成型宜采用捣棒人工捣实。、振动台成型试件：将拌合物一次装入试模并稍高出试模口，用镘刀沿着试模内壁略加插捣后，移动到振动台上，开动振动台，振动至表面呈现水泥浆为止，刮去多余拌合物，并用镘刀沿着模口抹平。、捣棒人工捣实成型试件：将拌合物分成两层装入模内，每层厚度大致相等。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣上层时，捣棒应插下层深度的2030mm。插捣时，捣棒应保持垂直不得倾斜，并用抹刀沿着试模内壁插捣数次，以防止试件产生麻面。每层插捣次数如表1-1所示，然后刮去多余拌合物，并用镘刀抹平。（注：我在实习工程中，一般采用捣棒人工捣实成型的方法，振动台成型的方法一般在做砂浆抗折试验时才用到）3、成型后的试件应覆盖，防止水分的蒸发，并在室温20的环境中静置12昼夜（不得超过两昼夜）拆模编号。4、拆模后的试件立即放在标准养护室内置于架上，试件间距离应保持1020mm，并应避免用水直接冲刷。注：当缺乏标准养护室时，混凝土试件允许在室温为20的静水中养护，同条件养护的混凝土试件，拆模时间应与实际构件相同，拆模后也应放置在该构件附近与构件同条件养护。 1、现场制作混凝土试块D、测定步骤：试件从养护地取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著的变化。1、将试件擦拭干净，测量尺寸（试件尺寸测量精确至1mm），并检查外观。据此计算试件的承压面积，如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。试件承压面的不平度应为每100mm长不超过0.05mm，承压面与相邻的不垂直度不应超过1。（实际工地实验室，一般不会考虑这些细节问题）2、将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件的中心应与试验机下压板中心对准。3、开动试验机，当上压板与试验接近时，调整球座，使接触均衡。4、应连续而均匀地加荷，预计混凝土强度等级小于C30时，加荷速度每秒0.30.5Mpa，混凝土强度等级大于C30时，加荷速度每秒0.50.1Mpa。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载（一般万能试验机自动记录数据，在试验完一组数据后自动打印出该组数据）。E、数据记录及数据处理或结果分析1）混凝土体抗压强度应按下式计算：fcc=F/A式中：fcc：砼立方体试件抗压强度（MPa）；F：试件破坏荷载（N）；A：试件承压面积（m）。砼立方体抗压强度计算应精确到0.1MPa。2）强度值的确定应符合下列规定：三个试验测值的算术平均值作为该组试件的强度值（0.1MPa）。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。三个测值中的最大值或最小值如两个与中间值的差值均超过中间值的15%时，则试验数据无效。砼强度等级C60，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm200mm的试件为1.05；对100mm100mm100mm的试件为0.95。当砼强度等级C60，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。2.2混凝土劈裂抗拉强度试验A、实验基本原理：根据混凝土劈裂抗拉强度可以确定混凝土的抗裂度，衡量混凝土与钢筋的粘结度。B、实验仪器设备： 1）、压力试验机或万能试验机。密度示值的相对误差应是在2%以内。 2）、试模。由铸铁或钢制成的立方体，规格视骨料最大粒径选用(见表1-1)。 3）、标准养护室。温度20，相对湿度大于90%。 4）、振动台。频率50Hz，空载振幅0.5mm。 5）、捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。 6）垫块、垫条及支架。垫块采用半径75mm的钢制弧形垫块，长度与试件相同；垫条为三层胶合板制成，宽度为20mm，厚度为34mm。长度不小于试件长度，垫条不得重复使用；支架为钢支架。C、试件制备： 试件准备同混凝土立方体抗压强度试验。D、测定步骤：1、试件从养护地点取出后，应及时进行试验。将试件表面与上、下承压面擦干净2、将试件放在试验机下压板的中心位置，劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直。在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直（宜把垫条及试件安装在定位架上使用）。见下图所示：3、开动试验机，当上压板与圆弧型垫块接近时，调整球座，使接触平衡。加荷应连续均匀，当混凝土强度等级小于C30时，加荷速度取每秒钟0.020.05Mpa；当混凝土强度等级大于或等于C30且小于C60是，加荷速度取每秒钟0.050.01Mpa。至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。E、数据记录及数据处理或结果分析： 1、混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：=2F/A=0.637F/A式中：土劈裂抗拉强度（Mpa）F试块破坏荷载（N）A试件劈裂面面积（mm2）；劈裂抗拉强度计算精确到0.01Mpa2、件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至 0.01MPa） ；3、三个测试值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的插值作为该组试件的抗压强度值，如最大值与最小值与中间值得差均超过中间值的15%，则该组试件的实验结果无效。4、采用100mm*100mm*100mm非标准试件测得的劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数0.15；当混凝土强度等级大于或等于C60时，宜采用标准试件；实验非标准试件时，尺寸换算系数应由试验起确定。2.3水泥胶砂强度试验A、实验基本原理：1）测定水泥胶砂强度。2)评定水泥的强度等级。 B、实验仪器设备：1、水泥胶砂搅拌机。由胶砂搅拌锅和搅拌叶片相应的机构组成，搅拌叶片呈扇形，工作是搅拌叶片既绕自身轴线自转又沿搅拌锅周边公转，并且具有高低两种速度，自转低速时为(1405)r/min，高速时为（21510）r/min；公转低速时为（625）r/min，高速时为（12510）r/min。叶片与锅底、锅壁的工作间隙为(31)mm。见下图： 2、胶砂试件成型振实台。由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成，振实台振幅（150.3）mm，振动频率60次/（60s2s）。见下图： 3、胶砂振动台。可作为振实台的待用设备，其振幅为（0.750.02mm），频率为21003000次/min。台面装有卡具。4、试模。可装拆的三联模，模内腔尺寸为40mm*40mm*160mm。5、下料漏斗。下料扣宽为45mm；二个播料器和一个刮平尺。6、水泥电动抗折试验机。加荷速度50N/S10N/S。7、标准养护箱8、压力试验机与抗压夹具。压力机最大荷载以200300KN为宜，误差不大于1%，并有按（2.40.5）KN/S速率加荷功能，抗压夹具由硬钢制成，加压板受压面积为40mm*40mm，加压面必须抹平。C、胶砂制备与试件成型： 1、将试模擦净、模板四周与底座的接触面上应涂黄油、紧密装配、防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。2、标准砂应符合GB/T1767-1999中国ISO标准砂的质量要求。试验采用灰沙比为1:3，水灰比0.50。3、每成型3条试件需称量：水泥450g，标准砂1350g，水225ml。4、胶砂搅拌。用ISO胶砂搅拌机进行，先把水加入锅内，再加入水泥，把锅放在固定器上。上升至固定位置然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入（一般是先粗后细）。再高速搅拌30s后，停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上和胶砂刮入锅中间，在调整下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在1s以内。 5、试件用振实台成型时，将空试模和套模固定在振实台上，用勺子直接从搅拌锅内将胶砂分两层装模。装第一层时，每个槽里先放入300g胶砂，并用大播料器刮平。接着振动60次，再装入第二层胶砂，用小播料器刮平，再振动60s。移走套模，从振实台上取下试模，用一金属直尺近似90的角度架在试模顶的一端。沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺近似水平的情况下将试件表面抹平。D、试件养护：1、将成型好的试件连模放入标准养护箱内养护，在温度为（201），相对湿度不低于90%的条件下养护2024小时之间脱模(对于龄期为24h的应在破型试验前20min内脱模)。2、将试件从养护箱中取出，用墨笔编号，编号时应该每只模中三条试件编在两龄期内，同时编上成型与检测日期。然后脱模，脱模时应防止损伤试件。硬化较慢的水泥允许24h以后脱模，但必须记录脱模时间。3、试件脱模后立即水平或竖直放入水槽中养护，养护水温为(201)，水平放置时刮平面应朝上，试件之间留有间隙，水面至少高出试件5mm，最后用自来水装满水池，并随时加水以保持恒定水位。E、实验步骤： 1、各龄期的试件，必须在规定的时间（2415）min、（4130）min、（7245）min、7d2h、21d1h内进行强度测试，于试验前15min从水中取出三条试件。2、测试前必须先擦去试件表面的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物，然后将试件安放到抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。3、调节抗折仪零点与平衡，开动电机以（5010）N/s的速度加荷，直至试件折断，记录抗折破坏荷载F(N).4、按下式计算抗折强度R（精确至0.1Mpa）。R=1.5FL/b3式中：L抗折支撑圆柱中心距，L=100mmB棱柱体正方形截面的边长（mm）。5、抗折强度结果取三块试件的平均值；当三块试件中有一块超过平均值得10%时，应予剔除，取其余两块的平均值作为抗折强度试验结果。6、抗折试验后的六个断块试件应保持潮湿状态，并立即进行抗压试验，抗压试验须用抗压夹具进行。清除试件受压面与加压板间的砂粒杂物，以试件侧面作受压面，并将夹具置于压力机承压板中央。7、开动试验机以（2.40.2）KN/s的速度进行加荷，直至试件破坏。记录最大抗压破坏荷载FC(N)。8、按下式计算抗压强度RC(精确至0.1Mpa)。RC=FC/A式中：A为试件的受压面积，即40mm*40mm=1600mm2。9、六个抗压强度试验结果中，有一个超过六个算术平均值的10%时，剔除最大超过值，以其余五个的算术平均值作为抗压强度试验的结果，如五个测定值中再有超过它们平均数的10%时，则此组结果作废。2.4混凝土棱柱体抗压弹性模量试验A、试验目的： 测定水泥混凝土在静力作用下的受压弹性模量，水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3时对应的弹性模量。B、试验仪器设备： 1、压力机或万能试验机 2、球座 3、微型形测量仪：千分表两个（0级或1级）；或精度不低于0.001mm的其它仪表，如引伸仪。 4、钢尺（量程600mm，分度值为1mm）、502胶水、铅笔、秒表等。C、试件制备： 1、试件尺寸与棱柱体轴心抗压强度试件尺寸相同（集料公称最大粒径为31.5mm标准试件的尺寸为150mm*150mm*300mm）。2、每组为同龄期同条件制作和养护的试件六根，其中三根用于测定轴心抗压强度，提出弹性模量试验的加荷标准，另外三根则作弹性模量试验。 D、实验步骤： 1、试件取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验，保持试件干湿状态不变。 2、擦净试件，量出尺寸并检查外形，尺寸测量精确至1mm，试件不得有明显缺损，端面不平时须预先抹平。 3、取3根试件进行轴心抗压强度试验，计算棱柱体轴心抗压强度值Fcp。 4、取另三根试件作抗压弹性模量试验，微型形量测仪安装在试件两侧的中线上并对称于试件两侧。 5、将试件移于压力机球座上，几何对中。 6、调整试件位置，开动压力机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触平衡。加荷至基准应力为0.5MPa对应的初始荷载值F0 ，保持恒载60s并在以后的30s内记录两侧变形量测仪的读数a（左）、b（右）。应立即以0.6MPa/s0.4MPa/s的加荷速率连续均匀加荷至1/3轴心抗压强度Fcp对应的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录两侧变形量测仪的读数c（左）、d（右）。 7、以上读数应和他们的平均值相差在20%以内，否则应重新对中试件后重复6中的步骤。如果无法将差值降低到20%以内，则此次试验无效。8、预压：确认7后，以相同的速度卸荷至基准应力0.5MPa对应的初始荷载值Fa，再保持60s恒载，最后以相同的速度卸荷至初始荷载值F0，至少进行两次预压循环。 9、测试：在完成最后一次预压后，保持60s初始荷载值F0，在后续的30s内记录两侧变形量测仪的读数a（左）、b(右)，再用同样的加荷速度加荷至荷载值Fa，再保持60s恒载，并在后续的30s内记录两侧变形量测仪的读数c（左）、d（右）。 10、卸除微变形量测仪，以同样的速度加荷至破坏，记录破坏极限荷载F(N)。如果试件的轴心抗压强度与Fcp之差超过Fcp的20%时，应在报告中注明。E、试验结果计算：1、混凝土抗压弹性模量Ec，按下式计算： Ec=（Fa-F0）L/AN式中：Ec混凝土抗压强度弹性模量（MPa）； Fa终荷载（N）（1/3Fcp时对应的荷载值）； F0初荷载（N）(0.5MPa时对应的荷载值)； L测量标距（mm）； A试件承压面积（mm2）； N最后一次加荷时，试件两侧在Fa及F0作用下变形差平均值（mm）。N=（a-b）/2-（c-d）/2； 2、试验结果以3根试件试验结果的算术平均值为测定值。如果其循环后的任一根与循环前轴心抗压强度之差超过后者的20%，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算：如果两根试件试验结果超出上述规定，则试验结果无效。(结果计算精确至100MPa)。唐津高速公路（塘承高速津塘公路）扩建工程水泥混凝土立方体抗压强度试验施工单位试验依据样品名称取样人样品描述取样日期取样地点试验设备用途环境条件试验单位试验日期 合同号： 试验编号： 设计强度配合比编号水泥品种及强度等级水泥用量（kg/m3）水胶比施工实测坍落度（mm）要求坍落度（mm）砂率%外掺材料1掺量1（kg）外加剂1剂量1%外掺材料2掺量2（kg）外加剂2剂量2%外掺材料3掺量3（kg）外加剂3剂量3%组号构件编号制件日期压件日期龄期（d）试件尺寸（mm）尺寸换算系数试件编号破坏荷载（KN）抗压强度（MPa）换算强度（Mpa）达到设计强度百分比单值平均结论：备注： 天津市公路工程质量监督站监质试验： 复核： 试验（技术）负责人： 第1/1页唐津高速公路（塘承高速津塘公路）扩建工程水泥混凝土棱柱体轴心抗压强度试验 合同号： 试验编号：施工单位试验依据样品名称取样人样品描述取样日期取样地点试验设备用途环境条件试验单位试验日期 试验： 复核： 试验（技术）负责人： 第1/1页混凝土设计强度等级混凝土配合比报告编号拌合方式振捣方式养护方式设计塌落度试件编号成型日期压件日期龄期（d）试件尺寸（mm）尺寸换算系数破坏荷载（N）轴心抗压强度（MPa）换算后轴心抗压强度（Mpa）单值平均值结论:备注唐津高速公路（塘承高速津塘公路）扩建工程水泥混凝土立方体劈裂强度试验 合同号： 试验编号：施工单位试验依据样品名称取 样 人样品描述取样日期取样地点仪器设备用 途环境条件试验单位实验日期混凝土强度等级混凝土配合比报告编号拌合方式振捣方式养护方式坍落度（或维勃稠度）试件编号成型日期压件日期龄期（d）试件尺寸（mm）极限荷载（Mpa）劈裂抗压强度（Mpa）单值代表值结论：备注：天津市公路工程质量监督站监制 试验： 复核： 试验（技术）负责人： 第1/1页3、混凝土强度的影响因素：3.1混凝土的构成材料：3.1.1水泥对混凝土强度的影响：一般情况，人们认为“水泥越多，混凝土强度就越高”。这个认识是不确切的，其并没有考虑到水灰比在其中的影响。如果水灰比不同，也就无法谈及强度高低的问题了。在水灰比不变的情况下，混凝土强度有随水泥用量的增加而逐步提高的可能。但是当水泥用量增加到某一极限量时，混凝土强度不但不会提高，反而会有下降的趋势。水泥在混凝土中，除了充当粘结剂的作用外，另一个重要作用就是填充砂、石料的孔隙。在某一水灰比时，水泥用量如果恰在水泥全部水化限度内，则水泥石的孔隙率是最小的，也就是混凝土强度最大的时候；相应的，如果再增加水泥的用量，水的用量也会增加。而砂、石料的孔隙率不会再减少。相反的，却增加了水泥石在混凝土整个体积中的比例。在混凝土中，水泥石的强度要远比集料的强度低。因此，过多的使用水泥不仅不会提高混凝土的强度，反而可能要降低强度。而且过多使用还会造成水泥的浪费，这在技术上和经济效益上都是不可取的。其次，为人们所熟知的就是水泥标号对混凝土强度的作用。同样的配合比，水泥的标号逾高，混凝土的强度就逾高；相反的，水泥的标号逾低，混凝土的强度就逾低。与此同时，水泥混凝土的强度还取决于水泥本身的化学成分以及细度。混凝土强度主要来自于早期强度（C3S）及后期强度（C2S），而且这些影响贯穿于混凝土中。用C3S含量较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢的水化，都可使水泥产生较高的最终强度。水泥细度对混凝土强度的影响也很大，随着细度的增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量，因为当颗粒很细时，间隙水引起一些高W/C区域。另外研究表明，直径大于60pm的颗粒对强度是没什么贡献的。 而水泥质量的波动对混凝土强度的影响，也应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地在质量上会有波动。水泥质量的波动，毫无疑问地会在混凝土强度上反映出来。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥质量波动大多数是由水泥细度和C3S含量的差异引起的，而这些因素在早期的影响最大。随着时间的延长其影响就不再是最重的了。即水泥质量波动引起的混凝土强度的标准离差，不随龄期而增大，但混凝土强度的离散系数却因强度随龄期的增大而减小。因此水泥质量波动对混凝土早期强度影响大。3.1.2集料对混凝土强度的影响：集料本身的强度不太重要，因为集料本身强度一般都高于混凝土的设计抗压强度。在承载时，混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度，所以集料强度对混凝土强度没有不利影响。骨料颗粒强度比混凝土基体和过渡区的强度要大，然而大多数天然骨料其强度几乎不被利用，因为破坏决定于其它两项（水泥浆基体及过渡区）。一般而言，强度和弹性模量高的集料可以制得质量好的混凝土。但过强、过硬的集料不但没有必要，相反，还可能在混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂，从而影响混凝土的强度。另外集料的一些物理性质, 特别是集料的表面情况、 颗粒形状、粒径和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。相对地讲, 对混凝土的抗拉强度影响更大一些。级配良好的粗骨料，改变其最大粒径对混凝土强度有着两种不同的影响。水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌合物比含较小粒径的强度小。其集料的表面积小，所需拌合水较少；较大骨料趋于形成微裂的弱过渡区，其最终影响混凝土水灰比和所加应力而不同。在低水灰比时，降低过渡区孔隙率同样对混凝土强度一开始就起重要作用。在一定拌合物中，水灰比一定时，抗拉强度与抗压强度之比将随粗骨料粒径的降低而增加。试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。另外，在同一条件下，以钙质代硅质骨料会使混凝土强度明显改善。集料品种对混凝土强度的影响, 又与水灰比有关。当水灰比小于0.4, 用碎石制成的混凝土强度较卵石要高, 两者相差值可达30%以上。随着水灰比的增大, 集料品种的影响减小,当水灰比为0.65时, 用碎石和卵石制成的混凝土在强度上没有差异。这是因为碎石表面粗糙, 卵石则表面光滑, 它们与水泥石间的界面粘结强度不同所致。粗集料的最大粒径对混凝土的用水量及水泥用量有一定的影响。粒径大, 其比表面积越小,。因此用于湿润石子表面的水得以减少, 可降低水灰比而提高混凝土强度, 或在保持强度不变的情况下, 节省水泥。但当最大粒径超过40 mm以后, 由于减少加水量而获得强度的提高, 却被较小的粘结面及大粒径石子造成混凝土连续性的不利影响所抵消。 特别是水泥用量多的混凝土更为明显。3.1.3集灰比对混凝土强度的影响 集灰比即：集料(粗、细集料)与水泥之比。在单独介绍完集料和水泥对混凝土强度的影响后，它们的比值同样也会对混凝土强度造成影响。在强度大于35MPa的混凝土，集灰比的影响就较为明显地表现出来。 在相同水灰比时，混凝土强度随着集灰比的增大而提高。这是因为集料数量增大，吸水量也增大，从而有效水灰比降低。混凝土内孔隙总体积减少，集料对混凝土强度所引起的作用得到更好地发挥。3.1.4 水灰比是决定混凝土强度的关键 在谈及水泥对混凝土的影响时，已提及了一些有关水灰比在其中起到的作用。不难看出，水灰比对混凝土起到的影响是占主导地位的。普通混凝土常用的水灰比为0.4:0.65, 超过水化需要的水主要是为了满足工作性的需要。水在混凝土中的掺量是决定混凝土强度的主要因素。通常情况下, 满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。超量的水在混凝土内部留下了孔缝, 使混凝土强度、密度和各种耐久性都受到不利影响。因此, 水灰比是决定混凝土强度的关键。在一般情况下, 集料的强度都高于混凝土强度, 甚至高出几倍。因此, 混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比, 所以说水泥石质量决定于水灰比, 可从水在水泥浆体中的存在形态加以分析。经研究证明, 水泥浆体中的水有四种形态: 化合水、 凝胶水、 毛细水、 游离水。这4种存在于水泥浆体的水, 除了化合水外, 其余三种形态的水, 都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉。给水泥石留下的是孔隙, 而任何固体的强度都与所含孔隙率大小有关, 孔隙率越大强度越低, 孔隙率越小强度越高。所以混凝土水灰比越大, 孔隙率越大；强度越低, 水灰比越小；孔隙率越小, 强度越高。由此看来，水灰比-孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥石在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响。当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物须用一个最小的水量。（W/C）min=0.42a即完成水化（a=1.0）的W/C不应低于0.42。显然在低W/C时预期残留的未水化水泥能够在浆体内继续长期存在，亦即W/C低于0.42，浆体将自我干燥。为了避免这种现象，有效的最低W/C比要高于0.42。在实际中，我们可以通过规定的W/C来保证充分密实的混凝土在规定龄期的强度，保证混凝土的性能。3.2 振捣密实对混凝土强度的影响 振捣是配制混凝土的一个重要的工艺过程。振捣的目的是施加某种外力，抵消混凝土混凝土混合物的内聚力，强制各种材料互相贴近渗透。排除空气使之形成均匀密实的混凝土构件或构筑物，以期达到最高的强度。如果混凝土构件振捣不充分，就易出现蜂窝、麻面、露筋等质量缺陷；但振捣太过，就会造成模板漏浆，也会导致上述缺陷的产生。因此，把握对混凝土构件的振捣，是降低混凝土强度损失的一个重要技术手段。为了获得密实的混凝土，所使用的振捣方法有人工捣实和机械振实两种。由于人工捣实弊端很多一般很少应用，主要是机械振实。振速同振幅（A）、振频（n）的关系可以公式表示：V=OC*A*n（1-3）振幅与振频：由公式可见，在已定振速的情况下，振幅大，振频相应减少；反之，振频相应加大。在一定临界振速时，相应于每一振频都有一个临界振幅，在这个临界振幅作用下，可使混凝土得到最大密实度。此外，振幅的大小还与混凝土混合物颗粒尺寸大小及流动度有关。如果振幅过小，难以达到密实，振幅过大则发生振动不和谐，呈紊乱状态，这会导致混凝土的分层现象。由此可见，只有振幅保持在一个适当的范围之内，振频对混凝土的密实起主要作用。振动时间：现在使用的振动器的振速、振幅、振频等参数往往都是固定的，所以应按照具有不同参数的振动器和混凝土混合物的流动性及结构特性，决定振动时间。如果振动时间太少，则密实效果不会好；相反，振动时间过长，会使颗粒大的石子沉底。上部多是水泥砂浆或水泥浆及浮水，形成离析现象，造成上下不均匀，降低混凝土强度。3.3养护为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后必须在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生，因此，必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发失去。而且，在水泥水化过程中产生的水泥凝胶具有很大的比表面积，大量自由水变为表面吸附水。这时，如果不让水分进入水泥石，则供水化反应的水就会越来越少。在水灰比小于0.5的情况下，会出现自干现象，使水泥水化不能继续进行。因此，在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才是最大的。要使混凝土达到所要求的强度，并不需要所有水泥都水化，因为在工程上很少能达到这样的强度。混凝土的质量主要取决于水泥石中的胶空比。混凝土在浇筑后水分的蒸发，取决于周围空气的温度和相对湿度，以及引起混凝土表面空气湿度变化的风度。混凝土和周围空气的温差，也会影响失水。例如，在白天饱水的混凝土在温度低的晚上会失水；寒冷气候中浇筑的混凝土，即使在饱和空气中，也会失水。急速的初期水化反应，会导致水化物的不均匀分布。水化物稠密程度低的区域成为水泥石中的薄弱点，从而降低整体的强度；水化物程度高的区域包裹在水泥粒子的周围，妨碍水化反应的继续进行，从而减少水化物的量。在养护温度较低的情况下，由于水化缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物得以在水泥石中均匀分布。在混凝土早期养护时期，存在着一个最佳养护温度，在此情况下，混凝土在某一龄期时的强度最大。在试验条件下，硅酸盐水泥的最佳温度约为13，而快硬硅酸盐水泥则为40。所以，在夏天浇筑的混凝土要较同样的混凝土在冬天浇筑时的强度要低。养护的温度对水泥水化的速度有显著的影响：温度升高，水泥水化速度加快，混凝土强度增长加快。反之，温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度增长缓慢。当温度降至冰点一下时，则由于混凝土中的水分大部分已经结冰，水泥颗粒不能与冰发生化学反应，混凝土的强度停止发展。而且孔隙内水分结冰会引起膨胀（水结冰体积可膨胀9%），作用在孔隙毛细管内壁，使混凝土内部结构遭到破坏，已经获得的强度（如果再结冰前，混凝土已经不同程度的硬化的话）受到损失。当气温忽高忽低反复冻融，混凝土强度逐渐减低，表面出现剥落，甚至混凝土完全崩溃。养护的湿度对水泥的水化作用也有显著影响：湿度适当，水泥水化进行顺利，混凝土强度增长较快。如果湿度不够，混凝土因缺水而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。使混凝土结构疏松，渗水性增大或形成干缩裂缝，影响耐久性。为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内维护周围环境，保证一定温度和湿度。当混凝土凝结以后，表面应覆盖草袋等物并不断浇水，防止其发生不正常的收缩。在夏季应注意浇水，保持必要的湿度；在冬季注意保温，保持必要的温度。一般采取综合蓄热法及蒸养法。3.4龄期混凝土强度与龄期也有一定的关系。在一定时间范围内，龄期越长，混凝土的强度会越高。而要是超越了这个范围，相反的，混凝土的强度也会随着时间的推移而下降。一般的，在最初的714天内，强度发展较快，以后逐渐缓慢21d达到设计强度。21d后强度仍在发展，其增长过程可长达数十年。但一般情况下，普通砼在35d后的强度增长极小。3.5其它影响因素除了以上谈及的影响因素外，还有养护中未提及的养护条件、施工质量以及拌合时间等因素的影响。养护的种类主要包括：自然养护、湿热养护、干湿热养护、电热养护等，养护种类的不同，会直接影响到混凝土的强度。在从施工质量上看，其是影响混凝土强度的基本因素，施工质量的优劣会直接影响混凝土的强度的高低。依照施工规范要求的拌合时间进行拌制时间进行拌制混凝土，可以使混凝土中各残料充分混合，避免出现离析、均质性不好的情况，从而提高混凝土在浇筑时的质量，为后期混凝土成形后的强度做保障。4、提高混凝土强度的措施4.1采用高强度等级的水泥提高水泥的强度等级可有效提高混凝土的强度，但由于水泥强度等级的增加受到原料、生产工艺的制约，故单纯靠提高水泥强度来达到提高混凝土强度的目的，往往是不现实的，也是不经济的。4.2降低水灰比这是提高混凝土强度的有效措施。降低混凝土拌合物的水灰比，可降低硬化混凝土的孔隙率，明显增加水泥与骨料间的粘结力，使其强度提高。但降低水灰比，会使混凝土拌合物的工作性下降。因此必须有相应的技术措施配合，如采用机械强力振捣、掺加提高工作性的外加剂等。4.3湿热处理4.3.1蒸热养护 将混凝土放在温度低于100的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过1620d的蒸汽养护后，其强度即可达到正常条件下养护21d强度的7010%。蒸汽养护的最适宜温度随水泥品种而不同。用普通水泥时，最适宜的养护温度为10左右，用矿渣水泥及火山灰水泥时，则为90左右。4.3.2蒸压养护 将混凝土构件放在175的温度及1个大气压的压蒸锅内进行养护。在高温的条件下，水泥水化时析出的氢氧化钙，不仅能与活性的氧化硅结合，而且亦能与结晶状态的氧化硅结合，生成含水硅酸盐结晶，使水泥