成熟度法推定混凝土早期強度應用與研究

【摘要】在冬季施工中，混凝土分項工程的施工是重要的施工內容，確保混凝土不發生凍害，保證后期強度的增長，對于整個工程來說具有至關重要的意義。我們對《建筑工程冬期施工規程》（JGJ104-97）中用成熟度法計算混凝土的早期強度進行了應用，并對《規程》中給定的曲線方程進行推導，形成了根據標養強度確定a、b參數的計算公式，使技術人員能更為方便的應用。

【關鍵詞】冬季施工；成熟度

近年來，在工業與民用建筑施工領域，冬季施工的工程量越來越大，冬季施工中，混凝土分項工程的施工是重要的施工內容，確保混凝土不發生凍害，保證后期強度的增長，對于整個工程來說具有至關重要的意義。在近幾年的施工中，我們對《建筑工程冬期施工規程》（JGJ104-97）中用成熟度法計算混凝土的早期強度進行了應用，并對《規程》中給定的曲線方程進行推導，形成了根據標養強度確定a、b參數的計算公式，使技術人員能更為方便的應用。

1、混凝土的臨界抗凍強度

在混凝土工程的冬季施工中，一般綜合采用采取摻加防凍劑、混凝土原材料的加熱、提高混凝土的養護溫度等措施，保證混凝土在達到受凍臨界強度前不發生凍害。冬季施工，普通砼采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其受凍臨界強度應為設計強度標準值的30%，采用礦渣硅酸鹽水泥配置的砼應達到40%，但混凝土強度等級為C10及以下時，不得小于5Mpa；摻加防凍劑的砼，當最低氣溫不低于-15℃時，其受凍臨界強度不低于4Mpa，最低氣溫不低于-30℃時，其受凍臨界強度不低于5Mpa。

2、成熟度—強度曲線方程中 a、b參數的計算方法

下面重點介紹冬期施工采用蓄熱法或綜合蓄熱法養護時，利用混凝土養護的成熟度計算混凝土的早期強度、以及成熟度 — 強度曲線方程中 a、b參數的計算方法 。

當混凝土的養護溫度為一變量時，混凝土的強度可用成熟度的方法來估算。其原理是：相同配合比的混凝土，在不同的溫度、時間下養護，只在成熟度相等，其強度大致相同。計算方法如下：

（1）適用范圍

本法適用于不摻外加劑在50℃以下正溫養護和摻外加劑在30℃以下正溫養護的混凝土，亦可用于摻防凍劑的負溫混凝土。

本法適用于估算混凝土強度標準值60%以內的強度值。

（2）前提條件

使用本法估算混凝土強度，需要用實際工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5組混凝土立方體標準試件，在標準條件下養護，得出1、2、3、7、28d的強度值。

使用本法同時需取得現場養護混凝土的溫度實測資料（溫度、時間）。

（3）用標準養護試件各齡期強度數據，經回歸分析擬合成成熟度-強度曲線方程：

1） （《規程》中曲線方程中е的指數負，不影響計算結果）

2）取成熟度M代入公式 可算出強度f

3）強度取值為：f乘以蓄熱法調整系數0.8。

（4）計算實例

某混凝土經試驗，測得20℃標準養護條件下各期齡強度、成熟度見下表1-1，

混凝土澆筑后，現場實際測溫記錄及成熟度計算表1-3，求混凝土養護到30h時的強度。

將成熟度倒數xi的平均值、強度對數yi的平均值、參數b代入④式

a=42.5843

3、計算成熟度

混凝土澆筑后現場測溫記錄及成熟度計算表1-3

4、計算強度

將a、b參數及成熟度M代入上式

f=6.39N/mm2

6.39N/mm2╳0.8=5.11 N/mm2

經過30個小時的養護，現場強度可達到5.11 N/mm2，達到了摻加防凍劑混凝土為5Mpa的受凍臨界強度的指標。

在冬季施工中，采用成熟度法，通過測溫和計算可以推定達到臨界抗凍強度的時間，達到臨界抗凍強度后，加熱措施（綜合蓄熱法）可以取消，并能保證混凝土不發生凍害，起到了降低冬季施工的成本的作用。

參考文獻：

[1] （JGJ104-97），《建筑工程冬期施工規程》

[2] 《概率論與數理統計》 陳希孺 編著