談試驗室中影響混凝土抗壓強度的因素

孫素貞

伴隨著社會的不斷發展，商品混凝土已成為我國城市建設的主要工程材料，其質量既是混凝土攪拌站的生產水平的真實反映，也關系到建設單位工程結構的質量評定，因此有必要對混凝土強度檢測中的一些影響因素進行探討分析，并對這些因素進行控制，從而確保強度檢測結果的準確性。本文就檢驗過程中影響混凝土抗壓強度的因素分三個方面進行了探討。

1 試驗條件的影響

1.1 養護條件

混凝土強度是一個漸進發展的過程，其發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，養護的目的就是為混凝土提供一個適宜的溫度和足夠的濕度，以確保水泥水化的正常進行。

1)養護溫度。通常養護溫度愈高，水泥水化速度加快，混凝土早期強度也越高，但養護溫度太高，雖混凝土早期強度高，但后期混凝土強度的增長不大，甚至會出現倒縮，這是由于早期水化反應速度加快，導致了水化產物的不均勻分布，造成水化產物少的地方強度偏低，從而降低了混凝土整體的強度;另外，水化稠密程度高的區域包裹在水泥粒子周圍，妨礙了水泥粒子的進一步水化，也使得水化產物減少，造成了混凝土整體強度偏低。同樣，養護溫度過低，水泥水化反應就會過于緩慢，從而直接影響混凝土各齡期的抗壓強度。2)養護濕度。環境的濕度對混凝土強度發展是非常重要的。水是水泥水化反應的必要成分，濕度適當，水泥水化能順利進行，使混凝土強度得到充分發揮，如果濕度不夠，水泥水化不能正常進行，甚至水化停止，這不僅嚴重影響混凝土強度，而且還會使混凝土結構疏松，影響到混凝土耐久性。因此在養護期內必須保證混凝土的養護溫度和濕度。嚴格按照GB/T 50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準規定的條件(混凝土試件成型后應立即用不透水的薄膜覆蓋表面，置于溫度為(20±5)℃的環境中靜置一晝夜～兩晝夜，拆模后應立即放入溫度為(20±2)℃，相對濕度為95%以上的標準養護室中養護或置于不流動的Ca(OH)2飽和水溶液中養護，為試件進行養護)。

1.2 試件尺寸及外形的影響

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

1)試件尺寸。一般情況下，試件尺寸愈小，測得的抗壓強度值愈大。這是由于一方面試件尺寸越大其內部孔隙、裂縫等缺陷幾率就越大;另一方面壓力機壓板對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“環箍效應”影響就越小，測得的抗壓強度值就偏低。在GB/T 50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準中規定:混凝土強度等級小于C60時，用非標準試件測得的強度值均應乘以尺寸換算系數，其值為對200 mm×200 mm×200 mm試件為1.05;對100 mm×100 mm×100 mm試件為0.95。當混凝土強度等級不小于C60時，宜采用標準試件，使用非標準試件時，尺寸換算系數應由試驗確定。

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;對立方體與圓柱體試件而言，由于標準圓柱體試件φ150 mm×300 mm的高度為標準立方體試件150 mm×150 mm×150 mm的2倍，其端部所受“環箍效應”影響遠遠小于立方體試件，故其抗壓強度低于立方體試件抗壓強度;另外，圓柱體試件頂面(受壓面)盡管按照標準要求進行端面處理，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面效果，也會導致混凝土抗壓強度降低(與側面受壓的立方體試件相比)。

2 試驗設備的影響

2.1 壓力機

在進行混凝土抗壓強度試驗的過程中，必須選擇精度和量程都滿足條件的壓力試驗機，只有這樣才能降低測試誤差，提高混凝土強度測定值的準確性。另外，在測試的過程中，混凝土試件的中心要對準上下壓板的中心，也就是要試件、上壓板、下壓板中心為一直線，這就要求試驗機的上下壓板必須中心相對，若上下壓板中心偏離，混凝土試件受力不均勻，使得測出結果會比實際值偏低。另外，壓力機上下壓板的平整度對混凝土抗壓強度試驗結果亦有影響，壓板不平、球座不靈活都會使試件產生局部受壓，降低強度檢驗結果。

2.2 試模

試模的合格與否會直接影響到混凝土試件的尺寸，但實際中有相當一部分試驗室忽略對試模的管理，不對其進行校驗，從而使一些使用時間長、頻次高、已損壞或變形的試模仍然在試驗中廣泛使用，造成振實成型時水泥漿滲透出來，成型的試體不規則，直接影響混凝土強度檢驗結果。因此，應重視試模的組裝，經常對試模進行校驗，對不符合規定的試模淘汰更換，確保試件尺寸符合標準要求。

3 操作過程的影響

不同的操作人員，雖按標準采用同一操作方法，但也會帶來一定的誤差，更何況有些試驗人員操作很不規范，帶來的誤差會更大。

3.1 加荷速度

試驗過程中，加荷速度對于混凝土立方體的強度具有一定的影響，加荷速度的快與慢，會造成測試結果和真值相比偏高與偏低。當加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，故破壞時強度偏高;而加荷速度較慢時，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，但加荷速度還是達不到規定的要求，結果破壞荷載就會明顯減小而不能正確反映混凝土的真實強度。因此，在GB/T 50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準中規定了不同等級混凝土立方體試件的加載速度為:混凝土強度等級小于C30時，加荷速度取每秒0.3 MPa～0.5 MPa;混凝土強度等級不小于30 MPa且小于60 MPa時，取每秒0.5 MPa～0.8 MPa;混凝土強度等級不小于60 MPa時，取每秒0.8 MPa～1.0 MPa。所以我們在試驗過程中應嚴格按標準的規定速度加荷。

3.2 測試時間

混凝土自養護地點取出，擦拭干凈后應及時進行試驗，這是由于一方面混凝土試件內部溫度發生變化，另一方面混凝土試件在外面放置時間久了會失去水分，都會對混凝土的抗壓強度造成一定的影響。除上述外，試件表面的光滑程度、試驗人員的技術水平和操作習慣等都會對試驗結果造成一定的影響。總之，檢測過程中影響混凝土抗壓強度的因素有很多，因此在進行混凝土抗壓強度檢測時，除了嚴格控制試驗條件，確保試驗條件符合標準要求外，檢驗人員亦應嚴格按規范、標準要求進行操作，這樣所測定的試驗數據才有意義，對混凝土的強度檢測的結果才真實有效。

[1]GB/T 50081-2002，普通混凝土力學性能試驗方法標準[S］.

[2]范文昭.建筑材料[M］.北京:中國建筑工業出版社，2010.