谈试验室中影响混凝土抗压强度的因素

孙素贞

伴随着社会的不断发展，商品混凝土已成为我国城市建设的主要工程材料，其质量既是混凝土搅拌站的生产水平的真实反映，也关系到建设单位工程结构的质量评定，因此有必要对混凝土强度检测中的一些影响因素进行探讨分析，并对这些因素进行控制，从而确保强度检测结果的准确性。本文就检验过程中影响混凝土抗压强度的因素分三个方面进行了探讨。

1 试验条件的影响

1.1 养护条件

混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展程度和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是影响水泥水化速度和程度的重要因素，养护的目的就是为混凝土提供一个适宜的温度和足够的湿度，以确保水泥水化的正常进行。

1)养护温度。通常养护温度愈高，水泥水化速度加快，混凝土早期强度也越高，但养护温度太高，虽混凝土早期强度高，但后期混凝土强度的增长不大，甚至会出现倒缩，这是由于早期水化反应速度加快，导致了水化产物的不均匀分布，造成水化产物少的地方强度偏低，从而降低了混凝土整体的强度;另外，水化稠密程度高的区域包裹在水泥粒子周围，妨碍了水泥粒子的进一步水化，也使得水化产物减少，造成了混凝土整体强度偏低。同样，养护温度过低，水泥水化反应就会过于缓慢，从而直接影响混凝土各龄期的抗压强度。2)养护湿度。环境的湿度对混凝土强度发展是非常重要的。水是水泥水化反应的必要成分，湿度适当，水泥水化能顺利进行，使混凝土强度得到充分发挥，如果湿度不够，水泥水化不能正常进行，甚至水化停止，这不仅严重影响混凝土强度，而且还会使混凝土结构疏松，影响到混凝土耐久性。因此在养护期内必须保证混凝土的养护温度和湿度。严格按照GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准规定的条件(混凝土试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面，置于温度为(20±5)℃的环境中静置一昼夜～两昼夜，拆模后应立即放入温度为(20±2)℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护或置于不流动的Ca(OH)2饱和水溶液中养护，为试件进行养护)。

1.2 试件尺寸及外形的影响

混凝土试件尺寸、形状不同，混凝土受力就会不同，从而得到的强度值也就不尽相同。

1)试件尺寸。一般情况下，试件尺寸愈小，测得的抗压强度值愈大。这是由于一方面试件尺寸越大其内部孔隙、裂缝等缺陷几率就越大;另一方面压力机压板对混凝土试件的横向摩擦阻力是沿周界分布的，试件尺寸越大，试件尺寸周界与面积之比就越小，其受到的“环箍效应”影响就越小，测得的抗压强度值就偏低。在GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准中规定:混凝土强度等级小于C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200 mm×200 mm×200 mm试件为1.05;对100 mm×100 mm×100 mm试件为0.95。当混凝土强度等级不小于C60时，宜采用标准试件，使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。

2)试件形状。不同几何形体的试件受压过程中的受力并不相同;对立方体与圆柱体试件而言，由于标准圆柱体试件φ150 mm×300 mm的高度为标准立方体试件150 mm×150 mm×150 mm的2倍，其端部所受“环箍效应”影响远远小于立方体试件，故其抗压强度低于立方体试件抗压强度;另外，圆柱体试件顶面(受压面)尽管按照标准要求进行端面处理，在某种程度上说还是粗糙的，并非真正的平面，这种端面不平整引起的负面效果，也会导致混凝土抗压强度降低(与侧面受压的立方体试件相比)。

2 试验设备的影响

2.1 压力机

在进行混凝土抗压强度试验的过程中，必须选择精度和量程都满足条件的压力试验机，只有这样才能降低测试误差，提高混凝土强度测定值的准确性。另外，在测试的过程中，混凝土试件的中心要对准上下压板的中心，也就是要试件、上压板、下压板中心为一直线，这就要求试验机的上下压板必须中心相对，若上下压板中心偏离，混凝土试件受力不均匀，使得测出结果会比实际值偏低。另外，压力机上下压板的平整度对混凝土抗压强度试验结果亦有影响，压板不平、球座不灵活都会使试件产生局部受压，降低强度检验结果。

2.2 试模

试模的合格与否会直接影响到混凝土试件的尺寸，但实际中有相当一部分试验室忽略对试模的管理，不对其进行校验，从而使一些使用时间长、频次高、已损坏或变形的试模仍然在试验中广泛使用，造成振实成型时水泥浆渗透出来，成型的试体不规则，直接影响混凝土强度检验结果。因此，应重视试模的组装，经常对试模进行校验，对不符合规定的试模淘汰更换，确保试件尺寸符合标准要求。

3 操作过程的影响

不同的操作人员，虽按标准采用同一操作方法，但也会带来一定的误差，更何况有些试验人员操作很不规范，带来的误差会更大。

3.1 加荷速度

试验过程中，加荷速度对于混凝土立方体的强度具有一定的影响，加荷速度的快与慢，会造成测试结果和真值相比偏高与偏低。当加荷速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加，故破坏时强度偏高;而加荷速度较慢时，由于试件破坏荷载大，到接近破坏阶段，尽管油门已开至最大，但加荷速度还是达不到规定的要求，结果破坏荷载就会明显减小而不能正确反映混凝土的真实强度。因此，在GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准中规定了不同等级混凝土立方体试件的加载速度为:混凝土强度等级小于C30时，加荷速度取每秒0.3 MPa～0.5 MPa;混凝土强度等级不小于30 MPa且小于60 MPa时，取每秒0.5 MPa～0.8 MPa;混凝土强度等级不小于60 MPa时，取每秒0.8 MPa～1.0 MPa。所以我们在试验过程中应严格按标准的规定速度加荷。

3.2 测试时间

混凝土自养护地点取出，擦拭干净后应及时进行试验，这是由于一方面混凝土试件内部温度发生变化，另一方面混凝土试件在外面放置时间久了会失去水分，都会对混凝土的抗压强度造成一定的影响。除上述外，试件表面的光滑程度、试验人员的技术水平和操作习惯等都会对试验结果造成一定的影响。总之，检测过程中影响混凝土抗压强度的因素有很多，因此在进行混凝土抗压强度检测时，除了严格控制试验条件，确保试验条件符合标准要求外，检验人员亦应严格按规范、标准要求进行操作，这样所测定的试验数据才有意义，对混凝土的强度检测的结果才真实有效。

[1]GB/T 50081-2002，普通混凝土力学性能试验方法标准[S］.

[2]范文昭.建筑材料[M］.北京:中国建筑工业出版社，2010.