关于混凝土抗压强度的研究

【摘 要】作为结构性材料，混凝土必须具有足够的强度以抵抗各种荷载的破坏作用，而由于其本身的材料特性―脆性，决定了抗压强度是它的最重要的力学指标（混凝土抗压强度远大于其它强度）。因此，为保证混凝土工程和预制构件的质量，提高工程效益，对混凝土抗压强度进行质量控制，具有十分重要的意义。

【关键词】混凝土；抗压强度；强度测定值

混凝土质量是影响钢筋混凝土结构可靠性的一个重要因素，直接关系到结构物的安全性和耐久性。因此，检测混凝土的强度对控制工程质量相当重要。在我国现行混凝土标准、规范中检测评定混凝土强度的方法一直是采用立方体抗压强度。同时，立方体抗压强度也是检测混凝土主要质量指标、划分强度等级、配合比设计的主要依据[1]。但目前工程中使用的混凝土经常出现实验结果离散型较大，甚至是无效的情况，使实验结果失去其真实性。影响混凝土单轴抗压强度的因素有很多，如水泥等级、水灰比、骨料品种与质量、孔隙率、混凝土养护温度、湿度、龄期、施工方法、施工质量及其控制、试验参数等[2]。本文旨在通过对C40混凝土试块进行实验，探讨工程中对混凝土强度产生影响的因素。

1 引言

混凝土具有原材料丰富、较高的强度、良好的可塑性与耐久性、适应性广泛等特点，是当代最重要的建筑材料之一，也是世界上用量最大的人工建筑材料。随着未来对混凝土的需求增加，其质量就愈显重要，研究其抗压强度的实际值与理论的差别就更有意义。

抗压强度是混凝土最重要的力学指标，对混凝土抗压强度进行质量控制具有十分重要的意义。通过试验研究了严格按照规范要求配置混凝土，研究其强度的波动性和大小是否在规范规定的范围内，与理论计算的配置强度是否差别不大，并分析其差别的原因。一般情况下，混凝土都是根据设计强度和其它特殊要求按照国家相关规范进行原材料的选择、配合比的确定、搅拌等，但按规范配出的混凝土的强度是否符合质量标准，与设计的配置强度的差别是否很大，本文将进行探究。笔者进行了两组混凝土试块的强度试验，通过对测量出的强度值进行了数理统计分析，并与设计的配置强度进行了对比，验证根据规范配置混凝土所得强度的准确性，并对差异进行了分析[1]。

2 材料准备与实验方法

试验采用42.5号普通硅酸盐水泥，中砂做细骨料，碎石做粗骨料配置C40混凝土制作试块。根据《普通混凝土配合比设计规范》及其它相关规范确定了各组分数量间的比例关系，每立方米混凝土中水、水泥、碎石、中砂的用量分别为215kg、485.01kg、1159.01kg、540.91kg，假定每立方米混凝土的总质量为2400kg。

2.1 材料准备

虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于符合应力状态，但单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。混凝土试件的大小、形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的实验结果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。

由于立方体试件的强度比较稳定，所以我国把立方体强度值作为混凝土强度的基本指标，并把立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级的标准。我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3℃）的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度[2]。

本实验采用尺寸为100mm的立方体试块，所测强度乘以0.95的折减系数即为该配合比下混凝土的立方体抗压强度实验值。为了使制作的试块尽量符合规范要求，以比较试块的测量值与设计的配置强度的差异，应严格按照规范做好原材料的选取及计量、混凝土拌合物的搅拌、浇筑与养护等各项工作。最后在相同的生产工艺和配合比下一前一后制作两组100mm*100mm*100mm的试块，各六个。试件浇筑 1 d 后脱模、编号，脱模后的试件放在温度为（20±2）℃、相对湿度为 95%的养护室中养护，试件养护时间分别为28d ，养护结束后进行抗压强度试验。

2.2 强度测定实验方法

用合格的压力机以0.5―0.8Mpa/S的加载速度对混凝土试块进行加载，记下混凝土试块能够承受的最大荷载，并用下式计算混凝土试块的立方体抗压强度。

3 结果与讨论

现在用数理统计方法对该次生产的混凝土强度是否发到质量指标进行分析，结果如下：

由图1和表1可知两组混凝土立方体抗压强度的数据平均值为46.81Mpa，其数据在平均值上下波动，这实际上是正常现象，由于原材料及制作条件以及试验条件等许多复杂因素的影响，必然会造成混凝土质量的上下波动[3]。两组数据的标准差为2.98，小于4.0，说明波动较小，混凝土的均匀性好，配制水平较高。C40混凝土配制强度 取 ， MPa，与测定的混凝土平均值46.81Mpa相比相差不大，说明用按照规范要求计算各组分的配合比配出来的试块抗压强度与设计的配置强度差异在合理的范围内[4]。并用下面两个公式[5]检验试块强度是否符合规范规定的质量要求：

（2）

（3）

结果发现该批混凝土试块强度质量合格。

4 结论分析

（1）按照规范要求配制的混凝土强度大体相等，其标准差在合理的范围内，混凝土均匀性良好，质量满足要求；

（2）按规范配制的混凝土立方体抗压强度与理论设计的混凝土配制强度相差在合理的范围内，并且混凝土试块的强度符合规范质量要求。

参考文献

[1]东南大学等. 混凝土结构设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2008. 徐永铭.

[2]混凝土抗压强度试验教学透析[J]. 彭城职业大学学报，2000，15（4）：58-60.

[3]郑学斌，周欣竹，陈春雷. 耐久混凝土抗压强度及其影响因素分析[J].混凝土，2010（1）：30-32.

[4]JGJ55―2000.普通混凝土配合比设计规程 [S].2000

[5]湖南大学等. 土木工程材料[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.