影响混凝土抗压强度的重要因素—振动时间

    姜德娟　张　慧

    摘要：混凝土振动时间以2分钟为宜。混凝土的强度，随着水灰比的增大而降低，随着温度增高、湿度增大而增大，随着龄期的增长而增大。

    关键词：混凝土；强度；因素；振动时间；2分钟；水灰比；水泥标号；温度；湿度；龄期

    1 混凝土抗压强度的标准试块是150mm×150mm×150mm的立方体试块。混凝土立方体试块强度规定为在20±2℃，相对湿度在95%以上，养护28天条件下，强度保证率为95%以上的抗压强度。混凝土立方体试块的制作步骤如下：把称量好的混凝土组分砂、石、水泥和水搅拌均匀；装入试模；放在振动台上振动；振动后放置24小时——48小时；拆模养护；养护到28天，用压力试验机试压强度。

    混凝土试模在振动台上振动时间的不同，即使在相同养护条件下，混凝土立方体试块的抗压强度有较大的差异。

    以C20混凝土为例，做下面一组试验：用相同质量和配合比的砂子、石子、水泥和水搅拌成新鲜混凝土，分三组装入试模，在振动时间分别为1分钟、2分钟和4分钟的三种时间情况下振动，然后静置24小时－48小时，拆模养护，养护7天，用压力试验机试压：

    2 振动时间为1分钟的一组混凝土压力值分别为206KN、226KN、218KN

    首先计算出7天强度，再导出28天强度。

    R7＝P/S＝（206×1000）/（150×150）＝9.16（N/ mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×9.16=15.66（N/ mm2）

    (15.66/20) ×100%=78%

    R7＝P/S＝（226×1000）/（150×150）＝10.04（N/ mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×10.04=17.17（N/ mm2）

    (17.17/20) ×100%=86%

    R7＝P/S＝（218×1000）/（150×150）＝9.69（N/ mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×9.69=16.57（N/ mm2）

    (16.57/20) ×100%=83%

    平均值＝（78%＋86%＋83%）/3＝82%，離115%相差115%－82%＝33%，相差较大。

    3 振动时间为2分钟的一组混凝土压力值分别为310KN、305KN、312KN

    首先计算出7天强度，再导出28天强度。

    3．1 R7＝P/S＝（310×1000）/（150×150）＝13.78（N/mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×13.78=23.56（N/ mm2）

    (23.56/20) ×100%=118%

    3．2 R7＝P/S＝（305×1000）/（150×150）＝13.56（N/ mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×13.56=23.19（N/ mm2）

    (23.19/20) ×100%=116%

    3．3 R7＝P/S＝（312×1000）/（150×150）＝13.87（N/mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×13.87=23.72（N/mm2）

    (23.72/20) ×100%=119%

    平均值＝（118%＋116%＋119%）/3＝118%，结果接近115%。

    4 振动时间为4分钟的一组混凝土压力值分别为385KN、396KN、402KN

    首先计算出7天强度，再导出28天强度。

    4．1 R7＝P/S＝（385×1000）/（150×150）＝17.11（N/mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×17.11=29.26（N/ mm2）

    (29.26/20) ×100%=146%

    4．2 R7＝P/S＝（396×1000）/（150×150）＝17.6（N/mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×17.6=30.10（N/ mm2）

    (30.10/20) ×100%=151%

    4．3 R7＝P/S＝（402×1000）/（150×150）＝17.87（N/mm2）

    R28＝R7×（lg28/lg7）=1.71×17.87=30.56（N/ mm2）

    (30.56/20) ×100%=153%

    平均值＝（146%＋151%＋153%）/3＝150%，与115%相比，超过150%－115%＝35%。

    试验结果表明：振动时间为1分钟的混凝土只能达到80%－90%的强度；振动时间为2分钟的混凝土强度准确达到115%；振动时间为4分钟的混凝土强度达到130%－140%。

    由此得出，振动时间为1分钟，强度达不到标准强度；振动时间为2分钟，准确达到115%；振动时间为4分钟，混凝土强度过高，不符合标准要求。

    分析可知，振动时间短（为1分钟），混凝土中砂、石、水泥和水粘结程度不密实，所以达不到强度标准；振动时间过长（为4分钟），混凝土中砂、石、水泥和水粘结程度过于密实，不仅强度高于标准强度，还浪费试验时间；振动时间合适（为2分钟），混凝土中砂、石、水泥和水粘结程度比较密实，抗压强度准确达到标准要求。

    在混凝土配合比实际工作中，掌握好2分钟振动时间，可以很好地达到制作标准试块的效果。既可以减少试验时间，又制作了符合强度标准的混凝土立方体试块。

    影响混凝土强度的因素还有：

    水灰比和水泥标号。水泥是决定混凝土强度的主要因素，在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度也越高。当用同一种水泥（品种及标号相同）时，混凝土的强度主要决定于水灰比。在水泥标号相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度越高，与骨料粘结力也愈大，混凝土的强度也愈高。混凝土的强度，随着水灰比的增大而降低。

    温度和湿度是影响混凝土强度的重要因素。温度升高，水泥水化速度加快，因而混凝土强度发展也加快。温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度发展相应迟缓。湿度适当，水泥水化能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化，严重降低混凝土的强度。

    龄期。混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而增长。

    在建筑工程中，混凝土的强度能否保证决定着工程质量。重视影响混凝土强度的各种因素，不断提高混凝土的强度，不断提高建筑工程质量。