混凝土试件的制作、养护、压强及计算

混凝土试件的制作、养护、压强及计算一、试件的制作混凝土试件的制作按下列步骤进行：1取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再来回拌合三次。2检查试模尺寸是否符合要求，试模内表面应涂一薄层矿物油或其它不与混凝土 发生反应的脱模剂，并选用相应的成型方法：当坍落度不大于70mm时用振动台振实； 大于70mm的宜用捣棒人工捣实。3用振动台振实时：将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌 合物高出试模口；试模放置在振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到 表面出浆为止，不得过振。4用人工插捣时：将混凝土拌合物分两层装入试模，每层的装料厚度大致相等；插捣按螺旋方向从 边缘向中心进行，在插捣底层混凝土时，插捣应达到试模底部，插捣上层时，捣棒应 贯穿上层后插入下层2030mm，插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜，然后用抹刀沿 试模内壁插拔数次；每层插捣次数，100mm试模不得少于12次，150mm试模不得少 于18次；插捣后应用橡皮锤轻轻敲击四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。二、试件的养护试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面， 采用标准养护的试件，应在205C 的环境下静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后立即放入标准养护式中养护。 养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔 1020mm，试件表面应保持潮湿，并不得 被水直接冲淋。标准养护龄期为28d。三、普通混凝土的强度强度是混凝土的最重要的力学性能，这是因为任何混凝土结构主要都是用以承受荷载或抵抗各种作用力。在一定的情况下，在工程上还要求混凝土具有其他性能，如 不透水性、抗冻性、耐腐蚀性等。但是，这些性质与混凝土强度之间往往促满载着密 切关系。一般来讲，混凝土的强度越高，刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质 的能力也愈高；另一方面，轻度越高，往往干缩也较大，同时较脆，易裂。因此，通 常用混凝土强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素（如原材料、配合比、 制造方法和养护条件等）的影响程度。1. 混凝土立方体抗压强度定义：按照国家标准普通混凝土力学性能试验方法（GBJ81-85 ），制作边长 为150mm的立方体试件，在标准条件（温度 203C，相对湿度90%以上）下，养护 到28天龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方体抗压强 度），以feu表示。测定混凝土立方体抗压强度的意义：采用标准试验方法测定其强度是为了能使混 凝土的质量有对比性。在实际的混凝土工程中，其养护条件（温度、湿度）不可能与 标准养护条件一致，为了能说明工程中混凝土实际达到的强度，往往把混凝土试件放 在与工程相同的条件下养护，在按所需的龄期进行试验，测得立方体试件抗压强度值 作为工地混凝土质量控制的依据。混凝土试件尺寸的选择：测定混凝土立方体抗压强度时，可根据粗集料的最大粒 径选用不同的试件尺寸，但试件边长不得小于骨料最大粒径的三倍。在计算时，应乘 以换算系数：边长为100mm时换算系数为0.95，边长为200mm时换算系数为1.02。 如果是0 150x30圆柱体，所得抗压强度值约等于标准立方体试件抗压强度的0.8。2. 混凝土立方体抗压强度与强度等级混凝土立方体抗压标准强度（或称立方体抗压强度标准值）系指按标准方法制作 和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的强度总 体分布中具有不低于95%的保证率的抗压强度值，以feu,k表示。混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压强度标准强度来划分的。混凝土强度等级采用符号C+立方体抗压强度标准值表示。普通混凝土划分为下列强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55 及 C60 等 12 个等级。混 凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值的依据，同时也是混凝土施工中控制工程质量和工程验收时的重要依据。C7.5C15用于垫层、基础、地坪及受力不大的结构；C15C25用于普通混凝土结构的梁、板、柱、楼梯及屋架等；C25C30用于大跨度结构、耐久性要求较高的结构、预制构件等；C30以上用于预应力钢筋混凝土结构、吊车梁及特种结构等。3. 混凝土的抗折强度实际工程中常会出现混凝土在弯曲荷载的作用下发生断裂破坏的现象，因此，在 进行路面结构设计以及混凝土配合比设计时是以抗折强度作为强度指标。按GBJ81-85规定，测定混凝土的抗折强度应采用 150mmx 150mmx 600mm （或550mm ）小梁作为标准试件，在标准养护条件下养护28d后，按三分点加荷方式测得其抗折强度，按下 式计算：式中：fct混凝土抗折强度，Mpa ；P破坏荷载，N ；L支座间距即跨度，mm ；b试件截面宽度，mm ；h试件截面高度，mm ；当采用100mmx 100mmx400mm非标准试件时，取得的抗折强度值应乘以尺寸换 算系数0.85，如为跨中单点加荷得到的抗折强度，按断裂力学推导应乘以换算系数 0.85。四、影响普通混凝土强度的因素混凝土的强度决定于组成混凝土的砂浆、粗集料以及两者之间界面过渡区的强度。界面过渡区是混凝土中最薄弱的环节，破坏通常先发生在界面过渡区，使得砂浆 和粗集料的强度不能充分发挥。一方面过渡区的结合键弱；另一方面，水泥水化和凝 结时间的体积变化以及混凝土拌合时产生泌水和离析，使得界面过渡区非常薄弱。通 常认为集料表面50pm厚度的范围内为界面过渡区，过渡区的孔隙率高、渗透性强， 主要富集取向氢氧化钙晶体和少量钙矶石。当水灰比超过0.4时，界面过渡区对混凝土的影响特别显著。在混凝土中掺入硅灰后，颗粒分布更加均匀。基体和集料之间的 结合力更强，混凝土的粘性改变使得界面过渡区的强度更高、厚度变薄。普通混凝土受力破坏一般出现在集料和水泥石的分界面上，因为这些部位往往存在孔隙、水隙和潜在裂缝等结构缺陷，是混凝土中最薄弱的环节。这就是常见的黏结 面破坏的型式。另外，当水泥石强度较低时，水泥石本身破坏也是常见的破坏型式。 在普通混凝土中，集料最先破坏的可能性小，因为集料强度经常大大超过水泥石和黏 结面的强度。所以混凝土的强度主要决定于水泥石强度及其集料表面的粘结强度。而 水泥石强度及其与集料的粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及集料的性质有密切关 系。此外，混凝土强度还与施工方法、养护条件、养护龄期等有关。1. 水泥强度等级和水灰比水泥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。试验 表明，在相同配合比的情况下，所用水泥强度等级越高，混凝土的强度也越高；在水 泥品种、等级不变时，混凝土的强度主要决定于水灰比。在水泥强度等级相同的情况 下，水灰比愈大，混凝土强度愈低；反之混凝土强度愈高。但需指出，如果水灰比过 小，拌合物过于干硬，在异地你的歌施工条件下，无法保证混凝土能被充分震捣密实， 混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，反而导致混凝土强度严重下降。2. 粗集料与浆料比混凝土试件在单项压力荷载作用下，当荷载达到极限荷载的50%70%时，在内部开始出现垂直裂缝。裂缝形成时的应力大多取决于粗集料的性质。光滑的卵石制成 的混凝土的开裂应力较粗糙有棱角的碎石混凝土为低。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的要高，随着水灰比的增大，集料的影响减小。当水灰比为 0.65 时，用碎石和卵石制成的混凝土没有发现强度的差异。混凝土中水泥浆的体积与集料体积之比，对混凝土的强度也有一定的影响，特别 是对高强度等级的混凝土更为明显。在水灰比相同的条件下，增加浆集比，即增加水 泥浆用量，可以获得更大的流动性，从而使混凝土更易于成型密实，同水泥浆的增加， 也可以更有效的包裹集料颗粒，使集料可以通过硬化水泥浆层有效的传递荷载，因此 适当增加浆集比可以通过混凝土的强度，但当浆集比过大以后，由于水泥浆硬化过程 中产生的收缩，会形成微裂缝，反而会降低水泥混凝土的强度。3. 养护温度和湿度混凝土所处的环境和湿度等都是影响混凝土强度的重要因素，它们都是通过水泥水化过程产生的影响而其作用的。温度是决定水泥水化作用速度快慢的重要条件，养 护温度高，水泥水化速度快，混凝土强度增长快。混凝土的硬化，原因在于水泥的水化作用。周围环境的温度对水化作用进行的速 度有显著影响。但是急速的初期水化会导致水化物分布不均匀，水化物稠密程度低的 区域将成为水泥石中的薄弱点，从而降低整体的强度；水化稠密程度高的区域，水化 物包裹在水泥粒子的周围，会妨碍水化反应的继续进行，对后期强度的发展不利。周围环境的湿度是决定水泥能否正常水化作用的必要条件。浇筑后的混凝土所处的环境湿度适当，水泥水化便能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。4. 龄期的影响混凝土在正常养护条件下，其强度随着龄期的增加而增长。最初714天内，强度增长较快，28天以后增长缓慢。但只要具有一定的温度和湿度条件，混凝土的强度 增长可延续十年之久。试验证明：由中等强度等级的普通水泥配制的混凝土，在标准养护条件下，混凝土强度发展大致与龄期的对数成正比关系。（龄期不小于3天）5. 提高混凝土强度和促进强度发展的主要措施采用高强度等级水泥或早强型水泥。减小水灰比掺加混凝土外加剂和掺合料采用机械拌合和振捣采用湿热处理养护混凝土五、抗压强度试验立方体抗压强度试验按下列步骤进行：试件从养护室取出后应及时进行试验，试验时将试件表面与上下承压板面擦干净。然后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。开动试验机。当上压板与试件接近时，调整球 座，使接触均衡。在试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级小于C30时，加荷速度取0.30.4Mpa/s ；混凝土强度等级大于 C30且小于C60时，取0.50.8 Mpa/s ； 混凝土强度等级大于C60时，取0.81.0MPa/s。当试件接近破坏开始急剧变形时， 应停止调整试验机油门，直至破坏，然后记录破坏荷载。混凝土立方体的强度按下式计算：式中：fee混凝土立方体抗压强度，MPa；F试件破坏荷载，N；A试件承压面积，mm2。