混凝土試件抗壓強度結果影響因素分析.doc

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混凝土試件抗壓強度結果影響因素分析 論文發(fā)表 寫作指導 資料參考 發(fā)表時間：2011-03-05來源：中國鳴網作者：宋國興 　　摘要：對廊涿高速公路跨京廣鐵路、107國道大橋鉆孔灌注樁C30混凝土和現(xiàn)澆箱梁C55混凝土兩個不同施工階段的28天混凝土試件抗壓強度情況的根源進行統(tǒng)計與分析，闡述施工、養(yǎng)護條件等因素對混凝土試件抗壓強度結果的影響及防治措施。 　　關鍵詞：混凝土試件強度影響因素分析 　　一、前言 　　統(tǒng)計表明，水泥混凝土已成為當代用量最多的人造材料。因其原料易得，成本低廉，施工方便，耐久性好，在當前橋梁和工業(yè)民用建筑中得到廣泛應用。但又因硬化后的水泥混凝土結構的不可重塑性，一旦混凝土強度不能滿足設計要求，返工處理將浪費很大的人力、物力，并造出不良的社會影響。水泥混凝土結構在施工完成后的實體強度很難直接得到，工程中通常采用混凝土立方體試件標準養(yǎng)護28天的抗壓強度來予以反映，但由于施工、制件、養(yǎng)護、試驗操作等諸多因素的影響，在實際施工過程中同強度等級、同配比、同施工條件下的不同批次混凝土試件的強度卻往往偏差很大，甚至還有很多同一組混凝土試件不同個體之間的強度偏差也超過規(guī)范的要求，強度達不到設計要求的情況也偶有發(fā)生。 　　二、混凝土試件28天抗壓強度結果統(tǒng)計匯總 　　廊涿高速跨京廣鐵路、107國道大橋工程前期鉆孔灌注樁混凝土均使用了商品混凝土，后期箱梁采用了自拌混凝土。對本工程某一時間段的24棵灌注樁總計72組和15片預制箱梁共計60組混凝土試件28天的抗壓強度進行統(tǒng)計。 　　三、原因分析 　　統(tǒng)計結果表明，處于工程初期施工的灌注樁，由于對現(xiàn)場施工、混凝土拌合站以及試驗室等管理還不太規(guī)范，雖然混凝土設計強度并不高,但是均方差和變異系數卻都很大,極差甚至達到15.4MPa，混凝土強度浮動范圍較大,混凝土強度總體穩(wěn)定性較差。為此混凝土立方體試件抗壓強度結果影響的因素主要有以下幾個方面： 　　3.1試件制做不規(guī)范。 　　3.1.1取料不具有代表性：混凝土拌合物取樣后不進行人工翻拌，直接裝入試模中，混凝土拌合物在入模前已離析。 　　3.1.2入模方法不當：對于坍落度小于70mm的混凝土拌合物不采用振實臺，對于坍落度大于70mm的混凝土多數一次性裝滿試模，且插搗次數和方法都不符合規(guī)范要求，致使混凝土試件搗固不密實或插搗次數過多導致混凝土離析。 　　3.1.3混凝土試件制作完成后在混凝土拌合物臨近終凝前沒進行二次抹平，致使砼試件不規(guī)則或試件高度偏低。 　　3.1.4混凝土試模質量差、變形大，但沒有及時更換和調整，在操作時試模固定不緊，致使制取的混凝土試件兩受壓面不平行，使混凝土試件的受力狀態(tài)發(fā)生改變，影響混凝土試件的抗壓強度。 　　3.1.5拆模時間太早造成試件缺角少棱。 　　3.2不按設計配合比施工 　　3.2.1混凝土攪拌機計量設備未標定或在出現(xiàn)異常情況時未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，致使計量設備不準確，使配合比中各種材料的摻配比例得以改變。 　　3.2.2出于利益的驅使拌合站往往私自減少水泥用量或用粉煤灰、礦渣粉等摻合料代替部分水泥；減少外加劑用量通過增加用水量調節(jié)混凝土狀態(tài)；更換外加劑廠家和品種等，致使混凝土強度降低。 　　3.2.3拌和站不能做到在每次混凝土拌合前測定砂石材料的實際含水量或測定的含水量沒有代表性，計算選用的含水量與砂石材料實際含水量不一致，無形中改變了混凝土水灰比，特別是在雨后，砂石帶入混凝土的水量大幅增加，將對混凝土強度產生較大影響； 　　3.2.4不同標號、不同配合比的混凝土所用原材料規(guī)格和摻配比例都不一致，交叉施工時，砂石材料往往清倉不徹底導致混料，使混凝土中材料規(guī)格和摻配比例發(fā)生改變。 　　3.3盲目按設計配合比施工：在砼配合比設計時為保證級配穩(wěn)定，粗集料通常由兩到三種規(guī)格的集料按適當的比例摻配而成，但在實際施工中所使用的各種碎石往往與當初做配合比的材料規(guī)格有較大出入，粗集料級配將不能滿足規(guī)范的要求，將對混凝土性能和強度造出一定影響； 　　3.4試件制作過程中弄虛作假：為達到試件強度合格的目的，在試件制作過程中人為的摻入水泥或粗骨料，混凝土試件強度雖然滿足設計要求，但混凝土實體質量到底如何卻很難確定,容易造成工程質量隱患。 　　3.5原材料質量不穩(wěn)定：不同批次的砂石材料的規(guī)格和質量變化較大；甚至不同批次的水泥強度有時也較大差異，導致混凝土質量有較大波動。 　　3.6混凝土離析：拌合站為單純的追求產量，攪拌時間不滿足要求，攪拌出的混凝土均勻性較差；且部分罐車在混凝土運輸過程中不轉動，特別在路況較差時，車輛顛簸致使混凝土中砂漿和骨料出現(xiàn)分層，混凝土坍落度較大時更為明顯。 　　3.7養(yǎng)護條件達不到要求：混凝土試件制作完成后大都直接露天堆放在工地現(xiàn)場，且混凝土試件拆模后有時候也不能及時轉移到標準養(yǎng)護室；部分標養(yǎng)室溫濕度條件不能滿足規(guī)范要求，有時在標養(yǎng)室溫濕度出現(xiàn)異常時也未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，養(yǎng)護條件與標準養(yǎng)護相去甚遠，導致混凝土試件強度代表性較差。 　　3.8試驗操作不規(guī)范：部分工地試驗室檢測人員沒經過專業(yè)培訓，操作不規(guī)范，加載速率不能滿足規(guī)程要求；另外，大多試驗室在試驗前不檢查試件的實際外觀尺寸，承壓面積直接按試模的公稱尺寸來計算；試驗時試件放置位置不正確，不能保證試件軸心受壓。 　　3.9壓力試驗機不準確：部分試驗室壓力試驗機未經過標定或在使用過程中出現(xiàn)異常未能及時發(fā)現(xiàn)，壓力試驗機示值不準確，造出混凝土抗壓強度結果失真。 　　四、解決途徑 　　為規(guī)范混凝土試件管理，增強混凝土抗壓強度試件的代表性，提高混凝土試件抗壓強度的穩(wěn)定性和合格率，保證工程實體質量，應重點加強以下幾個方面的控制： 　　4.1規(guī)范混凝土試件的制作 　　現(xiàn)場混凝土抗壓強度試件制作應由經過專門培訓的固定人員進行。混凝土試件成型前，應仔細檢查試模的尺寸和裝配質量，不符合要求的試模不得使用。混凝土樣品應從三處以上的不同部位抽取大致相同份量的代表性樣品，其總數量應不少于制件所需數量的1.5倍，然后人工用鐵鍬進行翻拌至均勻，根據混凝土的坍落度大小嚴格按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》中T0551規(guī)定的方法制作成型。初步成型后的混凝土應稍高于試模并初次抹平，待試件收漿后，再次用抹刀將試件仔細抹平，并保證混凝土面和試模邊緣的高低差不超過0.5mm。根據實際氣溫情況確定適當的拆模時間，寧晚勿早，不要因拆模過早而導致試件缺棱掉角。 　　加強對試件制作的監(jiān)管力度，杜絕敷衍了事和弄虛作假的現(xiàn)象出現(xiàn)，使混凝土抗壓強度試驗結果能真正反映混凝土結構的實體質量。 　　4.2加強試驗室管理 　　試驗人員在混凝土立方體抗壓強度試驗前應先對試件進行符合性檢查（蜂窩、麻面和缺棱掉角現(xiàn)象），測量試件受壓面實際尺寸和垂直度，對于不符合要求的試件要剔除；試驗時試件受壓方向應與振搗方向垂直，避免因受壓面不平整使試件提前破壞；試驗中加荷速度，要嚴格按規(guī)程要求的加荷速度進行，同一批試件應該由同一人操作試驗機；對非標準試件應正確進行換算。 　　定期對壓力試驗機進行標定，并加強日常保養(yǎng)，使用前應檢查儀器工作是否正常，使用后按要求填寫儀器使用記錄，當發(fā)現(xiàn)儀器工作或示值有異常時，應及時通知試驗室負責人并查找原因，確保壓力試驗機的示值能真實反映混凝土抗壓試件的強度。 　　4.3規(guī)范施工管理 　　應加大對原材料的控制力度，施工前應做好原材料的調查。水泥的強度直接影響混凝土的質量，水泥強度的上下波動，混凝土的強度也會發(fā)生相應的變化，因此，選擇規(guī)模大、信譽好、質量穩(wěn)定的大廠家生產的水泥，是保證混凝土強度的基礎；應重點控制黃砂的細度模數和含泥量，砂子太細或含泥過多，不僅影響混凝土的強度，而且影響混凝土抗凍性、抗?jié)B性和耐久性。因此,混凝土最好采用中粗砂,且保證含泥量和有機質的含量滿足規(guī)范要求；碎石主要控制好級配、針片狀含量和壓碎值，確保碎石級配連續(xù)。 　　在施工過程中使用的原材料應與配合比設計時保持一致，保證原材料的穩(wěn)定性，并嚴格按配合比給定的各種材料的摻配比例施工。當由于特殊原因，原材料規(guī)格確有較大變化時（主要指碎石，當水泥品種發(fā)生變化時應重新進行配合比設計），應及時通知試驗室試驗，根據實際情況及時調整，以保證拌制的混凝土滿足設計及規(guī)范要求。水灰比的大小直接決定混凝土強度，當混凝土狀態(tài)不能滿足施工要求時，應在保證水灰比不變的前提下通過改變水泥漿數量或提高外加劑摻量來予以實現(xiàn)，絕對不允許單純通過加水來增加混凝土的流動性。每次混凝土施工前應取有代表性試樣測定砂石材料的含水量，當遇雨或砂石材料含水量有較大變化時，應加大測定頻率，保證計算選用的砂石材料含水量與實際基本一致。 　　混凝土攪拌機計量裝置應定期標定，以保證其準確性。為保證混凝土拌合物的均勻性，混凝土攪拌時間不能過短，自全部材料裝入攪拌機至開始出料的最短攪拌時間應參照攪拌設備出廠說明書的規(guī)定，并經試驗確定。攪拌時間也不宜過長，以混凝土攪拌均勻為度，以免影響攪拌機的工作效率?；炷凉捃囋诨炷吝\輸過程中應始終保持轉動，以免混凝土在運輸過程中產生離析。 　　4.4加強混凝土試件制作后的養(yǎng)護 　　混凝土結構的強度是通過混凝土立方體試件標準養(yǎng)護28天的抗壓強度來反映的。混凝土養(yǎng)護階段的溫濕度條件對混凝土強度的增長有很大影響，溫度高則混凝土強度增長速度快，反之則慢。如果養(yǎng)護過程中環(huán)境濕度達不到要求也會影響混凝土強度的形成。所以，當混凝土試件養(yǎng)護條件與標準養(yǎng)護條件相差較大時，混凝土試件的抗壓強度也會與標養(yǎng)試件有較大差別，混凝土立方體抗壓試件的強度也就不能真正反映混凝土結構的實體質量。另外，混凝土的初期養(yǎng)護條件對混凝土的早期強度以至28天強度都有較大影響，特別是在冬季，如果混凝土試件拆模前的溫濕度條件得不到保證，即使后期移入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護，混凝土試件抗壓強度也會有較大幅度降低甚至會超過5MPa。 　　所以，在混凝土結構施工中，應確保混凝土立方體抗壓試件的養(yǎng)護條件滿足規(guī)范要求。比較規(guī)范的做法是：試件成型后，應用濕布覆蓋表面，在室溫205℃，相對濕度大于50%環(huán)境條件下靜放一到兩晝夜，然后拆模做外觀檢查，對有缺陷的試件予以剔出或加以修補。將完好的混凝土試件移入能控制溫度202℃，相對濕度大于95%的標準養(yǎng)護室內養(yǎng)護。當無標準養(yǎng)護室時，也可將試件放入溫度202℃的不流動的飽和石灰水中養(yǎng)護。 　　五、對使用商品混凝土的幾點建議 　　5.1商品混凝土拌合站選用時，應結合現(xiàn)場考察和以往工程調查，選用那些規(guī)模大、信譽好、質量穩(wěn)定、運輸能力強且距工地較近的拌合站； 　　5.2應選用至少兩到三家，以免因供應問題影響施工，但應以一家為主，避免反復交叉使用，以保證混凝土質量的穩(wěn)定； 　　5.3配合比設計時應盡量使用拌合站現(xiàn)有的原材料，并考慮可操作性； 　　5.4混凝土施工過程中應派專門人員駐站，保證按批復的配合比施工； 　　5.5外加劑、水泥等重要原材料宜采用甲方供應的方式，以免拌合站偷梁換柱； 　　5.6價格合理，過低的價格不可能有好的商品； 　　六、結束語 　　在混凝土結構施工中，混凝土施工質量以及混凝土立方體試件抗壓強度試驗結果影響因素眾多，且有許多不確定因素。但是，只要各方共同努力，思想上高度重視，管理上措施到位，按要求生產，按規(guī)范施工，把握好每一個環(huán)節(jié)，混凝土的質量還是有保證的。在以后的施工中，參建各方應從源頭抓起，保證原材料質量，按配合比施工，加強混凝土拌合，提高混凝土施工質量的穩(wěn)定性；進一步加強對混凝土試件的制作和養(yǎng)護，規(guī)范試驗操作，使混凝土試件結果能真正反映混凝土結構的實體質量，使混凝土結構施工質量得到切實提高。