一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法与流程

1.本发明属于混凝土标准养护抗压强度推定领域，尤其是涉及一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法。


背景技术：

2.前对于28天标准养护下混凝土抗压强度的试验工作周期长，不能及时预报混凝土施工中的质量状况，也不能及时的根据试验结果设计和调整混凝土配合比，不利于及时跟踪混凝土的质量监管，某工程为了赶工期在施工平台某部位混凝土强度不足的情况下拆除了模板，导致混凝土和模架体连续倾塌坠落造成人员伤亡，如果能提前对混凝土的强度进行预判，监理单位或监管机构就能有针对性的提醒和监督，避免发生类似情况。
3.虽然部分工程中采用了提前对混凝土试块进行试验，根据试验结果推定28天标准养护下的混凝土抗压强度，通过这种方式提前预判来设计和调整混凝土配合比，但是目前的推定方法主要采用回弹法和钻芯法，回弹法是根据混凝土的表面硬度与强度间的相关关系用检测混凝土表面硬度的方法间接推定混凝土强度，不能够反应混凝土内部结构与混凝土强度的关系，较好的结果都与实际强度存在15％左右的误差，较差的工程实例中平均误差在25％，严重影响了结果，钻芯法利用钻机和人造金刚石钻头从混凝土构件中钻取芯样进行混凝土强度和内部缺陷的检测，但是钻芯法受到工程构件大小、龄期、取样方法、芯样加工、偏心受压等影响，无法保证检测数值的准确性，而且钻芯法成本高、周期长，作为强度推定并不能有效缩短工期，现在需要一种能够缩短工期的同时保证推定精准度的混凝体抗压强度推定方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种推定精准度高、大幅缩减抗压强度推定周期的快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，尤其适合28天标准养护混凝土的抗压强度推定工作，主要解决现有混凝土推定方法精准度低，所需工期长的问题。
5.本发明的技术方案是：一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，包括步骤为：
6.(1)成型：按gb/t 50080-2016标准要求,将混凝土加水、搅拌，按gb/t 50081-2019标准要求将搅拌好的混凝土入模成型；
7.(2)常温静置：在相对湿度≥50％、温度20℃
±
5℃试验环境条件下，从入模成型并加水后静置24h
±
1h，静置结束后脱模；
8.(3)蒸养静置1：将混凝土试块放入蒸汽养护箱，静置时间2小时，温度为25℃；
9.(4)升温：升温所用时间为3小时，温度升高至50-60℃；
10.(5)恒温：保持温度在50-60℃，恒温时长12小时；
11.(6)降温：降温所用时间为3小时，温度降至25℃；
12.(7)蒸养静置2：在蒸汽养护箱中静置2小时，温度为25℃；
13.(8)测试前准备：从蒸汽养护箱中取出混凝土试块，放置于相对湿度≥50％和温度15-25℃的试验环境下静置2小时；
14.(9)测试：依据gb/t 50081-2019标准要求，对混凝土试块行抗压强度试验；
15.(10)推定：根据混凝土试块的抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，代入强度预测关系式y＝1.005x+1.92，式中x为混凝土试块经过抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，y为推定的混凝土28天标准养护下的抗压强度。
16.进一步的，所述步骤(3)中混凝土试块至少为3块。
17.进一步的，所述步骤(3)至步骤(7)总用时范围为21-23小时，蒸养静置1、升温、恒温、降温、蒸养静置2和测试前准备，总计用时应控制在23-25小时。
18.进一步的，所述步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量＜15％、硅灰≥3％时，步骤(4)中温度升高至50-55℃，所述步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量≥15％时，步骤(4)中温度升高至55-60℃。
19.进一步的，所述步骤(10)中的强度预测关系式建立时的对比实验混凝土试块组数不少于30组，一组为3块混凝土试块。
20.进一步的，所述步骤(10)中强度预测关系式适用于28天标准养护下混凝土抗压强度在25mpa-80mpa的情况。
21.本发明具有的优点和积极效果是：
22.1、通过在进行蒸养静置1前进行常温静置，让混凝土具备一定的强度，一般在2mpa以上，使混凝土具有足够的强度以低于湿热膨胀以及水转为水蒸气造成的膨胀应力，避免了结构的内部破坏，提高后续推定过程的准确性。
23.2、由于在蒸养静置1、升温、恒温和降温工作结束后混凝土的晶型和结构可能会因为温度的急剧变化而发生转变，导致内部晶型和结构不稳定，所以采用了蒸养静置2对其内部的混凝土水化产物进行稳定，避免了内外温差导致的混凝土结构发生的变化。
24.3、由于在恒温工作中不同的粉煤灰掺量对于最优的温度有着差异，所以根据粉煤灰的掺量调整了最高温度的范围，通过精准控制恒温的温度，提高不同混凝土产品都能够取得最好的试验效果，保证了后期混凝土抗压强度推定结果的精准度。
25.4、通过本方法推定混凝土强度可以用于混凝土搅拌站生产混凝土前对混凝土强度的推定、检测机构对混凝土强度的提前预判、监督机构对工程用混凝土强度提前掌握了解，尤其是进行混凝土配合比设计的单位，不用等混凝土28天后确定配合比是否可行，如果不可行再进行调整又需要等待28天，可以在短时间内推定混凝土28天强度，在较短的时间内完成配合比设计工作，节约大量的无用等待时间。
附图说明
26.图1是本发明的散点图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做详细说明。
28.一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，包括步骤为：
29.(1)成型：将混凝土加水、搅拌，将搅拌好的混凝土入模成型；
30.(2)常温静置：在相对湿度≥50％、温度20℃
±
5℃试验环境条件下，从入模成型并加水后静置24h
±
1h，静置结束后脱模，通过常温静置使混凝土具有一定强度，一般在2mpa以上，混凝土具有足够的强度抵御湿热膨胀以及水转为水蒸气造成的膨胀应力，避免了结构的内部破坏，保证混凝土强度推定工作的准确定；
31.(3)蒸养静置1：将混凝土试块放入蒸汽养护箱，静置时间2小时，温度为25℃，避免蒸汽养护箱内部设定温度与外界温度的温差导致混凝土强度的下降，避免温差带来的不利影响；
32.(4)升温：升温所用时间为3小时，温度升高至50-60℃，通过3个小时的逐渐升温使温度达到设定值，缓慢的升温避免了因升温速率过快导致混凝土内外体积变化不一致对混凝土结构产生的影响，内外体积变化不一致会导致强度不稳定，不利于后期推定混凝土抗压强度；
33.(5)恒温：保持温度在50-60℃，恒温时长12小时，通过恒温让混凝土内部的凝胶材料有足够的水化温度和水化时间，保证所有凝胶材料都进行水化；
34.(6)降温：降温所用时间为3小时，温度降至25℃，通过3小时的逐渐降温，避免了降温速率过快导致混凝土内外体积变化不一致导致混凝土强度的不稳定，保证了推定结果的精准度；
35.(7)蒸养静置2：在蒸汽养护箱中静置2小时，温度为25℃，保证混凝土内外温度一致，并且能够稳定混凝土水化产物的晶型和结构，避免因温差导致晶型和结构发生变化，保证后期推定结果的准确性；
36.(8)测试前准备：从蒸汽养护箱中取出混凝土试块，放置于相对湿度≥50％和温度15-25℃的试验环境下静置2小时，消除温差对混凝土内部结构的影响；
37.(9)测试：对混凝土试块行抗压强度试验；
38.(10)推定：根据混凝土试块的抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，代入强度预测关系式y＝1.005x+1.92，式中x为混凝土试块经过抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，y为推定的混凝土28天标准养护下的抗压强度。
39.步骤(3)中混凝土试块至少为3块。
40.步骤(3)至步骤(7)总用时范围为21-23小时。
41.步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量＜15％、硅灰≥3％时，此时凝胶材料的水化会较快、较完全，步骤(4)中温度升高至50-55℃，步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量≥15％时，由于粉煤灰的掺量偏大胶凝材料尤其是粉煤灰及一些非活性的矿物组分水化会较慢、不完全，步骤(4)中温度升高至55-60℃，无论粉煤灰的掺量多少最高温度都不应低于50℃，低于50℃会导致混凝土水化不完全，影响到混凝土抗压强度的推定，无论粉煤灰的掺量如何最高温度不应高于60℃，虽然高温能够促进水化，但是过高的温度会导致混凝土内部湿热膨胀水平加剧从而导致混凝土内部结构的破坏和水化产物走向的不确定性，影响后期推定工作，恒温12小时使得混凝土试块有足够的水化时间，避免因水化不完全导致混凝土结构不稳定。
42.步骤(10)中的强度预测关系式建立时的对比实验混凝土试块组数不少于30组，一组为3块混凝土试块。
43.强度预测关系式建立方式：强度预测关系式35组试验数据，详见表1。
44.表1强度预测关系式试验数据
[0045][0046]
[0047]
如图1所示：
[0048]
使用回归方程建立趋势线，其中以蒸汽养护抗压强度为x轴，以标准养护28天抗压强度为y轴，建立散点图。
[0049]
散点图整体趋势趋近于直线，采用非线性回归方程会导致在x的值较大或较小时发生较大的拟合误差，故选择线性回归方程做趋势线拟合；
[0050]
设线性回归方程为
[0051][0052]
其中b为回归方程斜率，a为截距,和表示待定参数；
[0053]
和计算公式为
[0054][0055]
求和
[0056][0057]
将和代入和的公式中，求得
[0058][0059]
代入a和b得线性回归方程
[0060]
y＝1.005x+1.92
[0061]
步骤(10)中强度预测关系式适用于28天标准养护下混凝土抗压强度在25mpa-80mpa的情况，抗压强度低于25mpa的混凝土，常温静置静置24h
±
1h后，强度较低，抑制湿热膨胀以及水转为水蒸汽造成的膨胀应力的能力会很差，甚至不好脱模，脱模可能出现缺棱掉角的情况，影响推定结果，高于80mpa的混凝土，即使是标准养护的混凝土同组或不同块之间的混凝土数值差异较大，在蒸汽养护的过程中这种现象会放大，影响推定结果。
[0062]
本实例的工作过程：
[0063]
实施例1：混凝土成分及成分类型：水泥为普通硅酸盐水泥p.o 42.5，粉煤灰为f类ii级粉煤灰，砂为天然砂，石为卵石，减水剂为聚羧酸高性能减水剂，混凝土配合比详见表21#混凝土配合比。
[0064]
表21#混凝土配合比
[0065][0066]
混凝土加水、搅拌、入模成型，在相对湿度75％、温度20℃试验环境条件下静置24h，脱模，将混凝土一组(3个)试块放入蒸汽养护箱中，进行养护时间和温度设置，静置：静
置时间为2h、温度为25℃；升温：升温时间为3h、升至温度为60℃；恒温：在60℃恒温12h；降温：降温时间为3h、降至温度为25℃；静置：蒸汽养护箱中静置2h、温度为25℃；测试前准备：从养护箱中取出试块，在相对湿度75％、温度20℃试验环境条件下静置2h，然后依据gb/t 50081-2019标准要求，进行混凝土抗压强度试验，根据测试得出的混凝土抗压强度，代入已建立的强度预测关系式，计算推定结果见表5实施例结果。
[0067]
实施例2：混凝土成分及成分类型：水泥为普通硅酸盐水泥p.o 42.5，粉煤灰为f类ii级粉煤灰，硅灰为普通硅灰，砂为天然砂，石为卵石，减水剂为聚羧酸高性能减水剂，混凝土配合比详见表32#混凝土配合比。
[0068]
表32#混凝土配合比
[0069][0070]
混凝土加水、搅拌、入模成型，在相对湿度73％、温度21℃试验环境条件下静置24h，脱模，将混凝土一组(3个)试块放入蒸汽养护箱中，进行养护时间和温度设置，静置：静置时间为2h、温度为25℃；升温：升温时间为3h、升至温度为55℃；恒温：在55℃恒温12h；降温：降温时间为3h、降至温度为25℃；静置：蒸汽养护箱中静置2h、温度为25℃；测试前准备：从养护箱中取出试块，在相对湿度73％、温度21℃试验环境条件下静置2h，然后依据gb/t 50081-2019标准要求，进行混凝土抗压强度试验，根据测试得出的混凝土抗压强度，代入已建立的强度预测关系式，计算推定结果见表5实施例结果。
[0071]
实施例3：混凝土成分及成分类型：水泥为普通硅酸盐水泥p.o 42.5，粉煤灰为f类ii级粉煤灰，矿粉为s75级矿粉，硅灰为普通硅灰，砂为天然砂，石为卵石，减水剂为聚羧酸高性能减水剂，混凝土配合比详见表43#混凝土配合比。
[0072][0073]
表43#混凝土配合比
[0074]
混凝土加水、搅拌、入模成型，在相对湿度76％、温度22℃试验环境条件下静置24h，脱模，将混凝土一组(3个)试块放入蒸汽养护箱中，进行养护时间和温度设置，静置：静置时间为2h、温度为25℃；升温：升温时间为3h、升至温度为50℃；恒温：在50℃恒温12h；降温：降温时间为3h、降至温度为25℃；静置：蒸汽养护箱中静置2h、温度为25℃；测试前准备：从养护箱中取出试块，在相对湿度76％、温度22℃试验环境条件下静置2h，然后依据gb/t 50081-2019标准要求，进行混凝土抗压强度试验，根据测试得出的混凝土抗压强度，代入已建立的强度预测关系式，计算推定结果见表5实施例结果。
[0075]
表5实施例结果
[0076][0077]
综合试验结果，本方法推定的混凝土抗压强度结果与28天标准养护下混凝土抗压强度相比准确率在90％-97％，相比于传统的3天推定的30％-65％、7天推定的60％-85％，有着精准度高，误差小，推定时间短，大幅缩短了混凝土强度的推定时间。
[0078]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：包括步骤为：(1)成型：将混凝土加水、搅拌，将搅拌好的混凝土入模成型；(2)常温静置：在相对湿度≥50％、温度20℃
±
5℃试验环境条件下，从入模成型并加水后静置24h
±
1h，静置结束后脱模；(3)蒸养静置1：将混凝土试块放入蒸汽养护箱，静置时间2小时，温度为25℃；(4)升温：升温所用时间为3小时，温度升高至50-60℃；(5)恒温：保持温度在50-60℃，恒温时长12小时；(6)降温：降温所用时间为3小时，温度降至25℃；(7)蒸养静置2：在蒸汽养护箱中静置2小时，温度为25℃；(8)测试前准备：从蒸汽养护箱中取出混凝土试块，放置于相对湿度≥50％和温度15-25℃的试验环境下静置2小时；(9)测试：对混凝土试块进行抗压强度试验；(10)推定：根据混凝土试块的抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，代入强度预测关系式y＝1.005x+1.92，式中x为混凝土试块经过抗压强度试验测出的混凝土抗压强度，y为推定的混凝土28天标准养护下的抗压强度。2.根据权利要求1所述的一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中混凝土试块至少为3块。3.根据权利要求1所述的一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：所述步骤(3)至步骤(7)总用时范围为21-23小时。4.根据权利要求1所述的一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：所述步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量＜15％、硅灰≥3％时，步骤(4)中温度升高至50-55℃，所述步骤(3)的混凝土试块配合比中粉煤灰掺量≥15％时，步骤(4)中温度升高至55-60℃。5.根据权利要求1所述的一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：所述步骤(10)中的强度预测关系式建立时的对比实验混凝土试块组数不少于30组，一组为3块混凝土试块。6.根据权利要求1所述的一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，其特征在于：所述步骤(10)中强度预测关系式适用于28天标准养护下混凝土抗压强度在25mpa-80mpa的情况。

技术总结
本发明属于混凝土标准养护抗压强度推定领域，提供一种快速推定混凝土28天标准养护抗压强度的方法，包括步骤为：（1）成型；（2）常温静置;（3）蒸养静置1；（4）升温；（5）恒温；6）降温；（7）蒸养静置2；（8）测试前准备；（9）测试；（10）推定。本发明的有益效果是推定精准度高、大幅缩减抗压强度推定周期。减抗压强度推定周期。减抗压强度推定周期。


技术研发人员：白建飞 温勇 晋强 陈永利 张淋淋 杨斌
受保护的技术使用者：乌鲁木齐市建筑建材科学研究院有限责任公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/21