于江躍

(龍建路橋股份有限公司第四工程處)

混凝土強度試驗結(jié)果影響因素分析

于江躍

(龍建路橋股份有限公司第四工程處)

土木工程中混凝土的強度至關(guān)重要，在抗壓與抗折試驗時，試塊幾何尺寸的制作誤差對試驗起著至關(guān)重要的作用，從不同試塊尺寸誤差對比的計算中，將得出不能忽略混凝土試件制作誤差對混凝土強度的影響，忽略這一影響就有可能把不合格判定為合格的結(jié)論。

混凝土試塊;強度;幾何尺寸

1 混凝土抗壓試驗

(1)混凝土抗壓強度試件以邊長150 mm的立方體為標準試件，其集料最大的粒徑為40 mm，混凝土抗壓強度試件應(yīng)該是同齡期者為一組，其每一組為三個同一條件制作的和養(yǎng)護的混凝土試塊。

(2)試驗結(jié)果計算公式

式中:fcu為混凝土立方體試件的抗壓強度，MPa;P為混凝土立方體試件破壞的極限荷載，N;A為混凝土立方體試件的受壓面積，mm2。

(3)該試驗應(yīng)該以三個試件測量的平均值為測定值。若任意一個測值與中值的差值超過其中值的15%時，則取中值為測定值;如果有兩個的測值與中值的差值均超過上述規(guī)定時，則該組試驗結(jié)果是無效的。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計術(shù)語和符號標準》GB/T50083－97的規(guī)定，混凝土強度等級的定義是:根據(jù)混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的強度級別?；炷亮⒎襟w抗壓強度標準值，就是指按照標準方法制作養(yǎng)護的邊長為150 mm的立方體試件，在28 d的齡期用標準試驗方法測得具有95%保證率的抗壓強度。

2 混凝土抗折試驗

(1)水泥混凝土抗折強度是以150 mm×150 mm× 550 mm的梁型試件，在標準養(yǎng)護條件下達到規(guī)定齡期28 d以后，再在凈跨450 mm，雙支點荷載作用下的彎拉強度破壞。

(2)試驗結(jié)果計算公式

式中:P為混凝土立方體試件破壞的極限荷載，N;L為支座之間距離，L=450 mm;b為混凝土立方體試件的寬度，mm;h為混凝土立方體試件的高度，mm。

(3)只有當(dāng)混凝土立方體試件的斷面發(fā)生在兩個加荷點之間時，才能計算抗折強度，否則該試件之試驗結(jié)果是無效的。

3 混凝土試驗影響因素分析

3.1 混凝土壓力機的標定因素分析

在試驗之前，需對壓力機必須進行標定，從而使試驗更為準確。如果不進行標定，無法做到試驗結(jié)果的可比性，(有可能在甲壓力機試驗結(jié)果為30 MP，乙壓力機試驗試驗結(jié)果為25 MP)這對試驗結(jié)果的判定是極為不利的，因此在試驗之前必須對壓力機進行標定。

3.2 混凝土壓力機加載速率對試驗結(jié)果誤差分析

經(jīng)標定合格的壓力機對混凝土的加載速度影響，如果超過規(guī)范規(guī)定的加載速度(抗壓強度試驗:強度＜=C30時，0.3～0.5 MPa/s;C30＜強度 ＜C60時，0.5～0.8 MPa/s;強度＞=C60時，0.8～1 MPa/s。抗折強度試驗:強度＜=C30時，0.02～0.05 MPa/s;C30＜強度 ＜C60時，0.05～0.08 MPa/s;強度＞=C60時，0.08～0.1 MPa/s)，如果超過規(guī)范規(guī)定的加載速度，試驗結(jié)果強度值會相應(yīng)的偏大或者偏小。

3.3 試件幾何尺寸制作對試驗結(jié)果誤差分析

在工地試驗室進行水泥混凝土強度試驗多數(shù)情況是直接把試塊放在壓力機上加載，其加載用實測壓力機量程的最大值，按照標準計算公式直接計算強度，得出試驗的結(jié)果;但是這樣做的結(jié)果是忽略試驗試件制作的誤差影響，往往在工地混凝土試件經(jīng)過搬運和取樣的過程中車輛會發(fā)生顛簸，導(dǎo)致試件尺寸會發(fā)生變形，存在尺寸制作誤差;應(yīng)該用游標卡尺量測混凝土試件，套用公式計算時采用實際量測值計算，這樣才能更真實得到混凝土的強度值。

為此舉例說明如下。

在抗壓試驗中，試件的標準幾何尺寸為:150 mm× 150 mm×150 mm立方體;而在抗折試驗中，試件立方體的標準幾何尺寸則為:150 mm×150 mm×550 mm的梁型試件。

如果在試件制作過程中，存在小小的誤差，假定混凝土試件幾何尺寸發(fā)生膨脹后不為標準幾何尺寸，抗壓試驗試件的幾何尺寸變?yōu)?152 mm×152 mm×152 mm;抗折的試驗試件幾何尺寸變?yōu)?152 mm×152 mm×550 mm，那么其試驗結(jié)果將會發(fā)生很大變化。通過試驗結(jié)果進行對比。

表1 幾何尺寸不同抗壓和抗折試驗結(jié)果

由表1抗壓試驗結(jié)果可見，若混凝土試件制作不為標準幾何尺寸，僅微差2 mm時，那么對混凝土抗壓試驗結(jié)果將產(chǎn)生約為2.68%偏差，實際值應(yīng)為38.954 MPa，按照標準尺寸計算為40.000 MPa，提高近1 MPa，對高標號混凝土的強度等級將會產(chǎn)生更大的偏差。

由表1抗折試驗結(jié)果可見，若混凝土試件制作不為標準幾何尺寸，僅微差2 mm時，那么對混凝土抗折試驗結(jié)果將產(chǎn)生約為4%偏差，實際值應(yīng)為5.766 MPa，按照標準尺寸計算為6.000 MPa，提高近0.234 MPa，對高標號混凝土的強度等級將會產(chǎn)生更大的偏差。

由此可見對工程總體事實工程質(zhì)量控制來說，就有可能把不合格判定為合格，會造成不可估量的影響。

4 結(jié)論

通過本次試驗對比分析可知:在混凝土抗壓與抗折試驗中，試件制作的幾何尺寸制作誤差是一個不可忽視的因素，因此在進行混凝土強度試驗時應(yīng)該注意兩點，(1)立方體試件試驗時時，應(yīng)用標準測量工具:游標卡尺，來測量試驗試件的幾何尺寸，不能忽略試件制作偏差對混凝土強度影響; (2)試驗之前，嚴格按照標準標定試驗儀器，計算時嚴格按照標準公式計算，使混凝土抗壓與抗折試驗結(jié)果可信度更高更準確。

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