混凝土化學分析試驗作業(yè)指導書

混凝土化學分析試驗作業(yè)指導書

第一節(jié)混凝土配合比設計

混凝土配合比設計就是根據(jù)原材料的技術性能及施工要

求，確定出能滿足工程所要求的技術經(jīng)濟指標的各項組成材

料的用量。

混凝土配合比設計應滿足以下四個方面要求：

滿足結(jié)構(gòu)設計和施工進度要求的混凝土強度等級；

保證混凝土拌合物具有良好的工作性，以滿足施工條件的

要求；

保證混凝土既具有良好的耐久性，滿足抗凍、抗?jié)B、抗腐

蝕的要求，從而使混凝土達到經(jīng)久耐用的使用目的；

在保證上述質(zhì)量和施工方便的前提下，盡量節(jié)約水泥，合

理使用原材料，從而降低工程成本，取得良好的經(jīng)濟效益。

一、普通混凝土配合比設計

1.計算初步配合比

(1)確定試配強度(feu,o)

fcu,02fcu,k+L645。

式中：：。u,。一一混凝土試配強度(MPa)；

feu」一一混凝土立方體抗壓強度標準值(MPa)；

。一一混凝土強度標準差(MPa)o可根據(jù)本單

位近期同一品種混凝土強度試件實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計確定；當無統(tǒng)

計資料時，采用：C10~C20,。=4.OMPa；C2格C30,。=5.OMPa；

C35~C60,o=6.0MPao

(2)確定水灰比(W/C)

W/C=a?fee/(fcu.o+a?b?fee)

式中：a、b——回歸系數(shù)。根據(jù)試驗確定；當不具備試

驗統(tǒng)計資料時，采用碎石，a=0.46,b=0.07；卵石，a=

0.48,b=0.33；

fee——水泥28d抗壓強度實測值

(MPa)o

無水泥28d抗壓強度實測值時，按下式計算：

fce=Y<:?fce.g

式中：Ye——水泥強度等級富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資

料確定；

fce,g——水泥強度等級值(MPa)

為保證混凝土的耐久性，上式計算出的水灰比不得大于

現(xiàn)行國家標準《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2000)

規(guī)定的最大水灰比值。

(3)選取Inf混凝土的用水量(mwo)

(4)計算In?混凝土的水泥用量(mCo)

mco=mwo/(W/C)

上式計算出的水泥用量還應符合現(xiàn)行國家標準《普通混

凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2000)規(guī)定的最小水泥用量

的要求，以便同時保證混凝土強度及耐久性要求。

（5）選擇砂率（Bs）

砂率一般可根據(jù)本單位對所用材料的試驗選用合理數(shù)

值。

（6）計算粗、細骨料的用量（mg。、嘰。）

mco+mso+mgo+mwo=mCp

Bs=nis。/（mso+mg（>）X100%

式中：mco>mso>mgo>mwo---混凝土中水泥、細骨

料、粗骨料和水的用量（kg）；

Bs——砂率（%）；

mcp——加混凝土拌合物的假定質(zhì)量，其值可取

2350~2450（kg）。

2.試拌調(diào)整，提出基準配合比

（1）按初步配合比，稱取實際工程中使用的原材料進

行試拌。

（2）當試拌出的拌合物和易性不能滿足要求時，應在

保證水灰比不變的條件下，相應調(diào)整水泥漿用量或砂率，直

到符合要求為止。此時應測定混凝土拌合物實際表觀密度

Pc,P,然后提出基準配合比，即：

nica=nic拌/（in,拌+nis拌+nig拌+niw拌）Xp（；P

nu,=nis拌/（m<：拌+nis拌+nig拌+m、、，拌）Xp（；P

nig；,=mg拌/（in,拌+nis拌+nig拌+m、、，拌）Xpcp

niwa=niw拌/（m<：拌+nis拌+nig拌+m”,拌）Xpt;p

式中：me拌、ms拌、mg拌、mw拌---調(diào)整后拌合物中

各種材料的實際用量（kg）。

3.檢驗強度，確定試驗室配合比

（1）檢驗強度

強度檢驗時應至少采用三個不同的配合比，其一為基準

配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增

加和減少0.05,而其用水量與基準配合比相同，砂率可分別

增加和減少1%。每種配合比至少做一組（3塊）試件，標準

養(yǎng)護到28d時試壓。制作混凝土試件時，應檢驗混凝土的和

易性及測定表觀密度，并以此結(jié)果作為代表相應配合比的混

凝土拌合物的性能。

（2）確定試驗室配合比

①由試驗得出的混凝土強度與其相對應的灰水比（C/W）

關系，用作圖或計算求出與混凝土配制強度（品,。）相對應

的灰水比。并按下列原則確定混凝土的材料用量：

A用水量（mwb）：取基準配合比中的用水量，并根據(jù)制

作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行適當調(diào)整；

B水泥用量（nu）：以用水量乘以選定的灰水比；

C粗、細骨料用量（mgb和叫,）：取基準配合比中的粗、

細骨料用量，并按選定的灰水比進行適當調(diào)整。

②混凝土表觀密度的校正。經(jīng)試配確定配合比后，還

應按下列步驟進行校正:

A計算混凝土表觀密度計算值（PC,c）

P”刊+嘰+叫+叫

B計算混凝土配合比校正系數(shù)（6）

Pcs

式中：Pe,t——混凝土表觀密度實測值（kg/mb;

Pe,c——混凝土表觀密度計算值（kg/m:!）o

二、摻外加劑與礦物外摻料的混凝土配合比設計

摻外加劑與礦物外摻料的混凝土配合比與普通混凝土配

合比雖然存在一定的差異，但共同的實質(zhì)問題仍然是確定四

項原材料間的三個對比關系，即水與膠凝材料之間、砂與石

之間以及漿體與骨料之間的對比關系，從而最終確定膠凝材

料、集料、水與外加劑的單位體積用量。

1.摻減水劑混凝土配合比設計

摻減水劑的混凝土配合比設計可在不摻外加劑混凝土配

合比的基礎上加以調(diào)整，減水劑的質(zhì)量和體積可忽略不計。

（1）摻減水劑混凝土配合比設計步驟

①先計算不摻外加劑普通混凝土的水膠比并根據(jù)原材

料、施工工藝參數(shù)確定不摻外加劑混凝土配合的用水量m.0,

則摻減水劑混凝土配合比的用水量%為:

其中WR為所摻減水劑的減水率。

②水泥用量保持與不摻減水劑普通混凝土相同;

③砂率減小計算砂、石用量；

④按照計算結(jié)果，對配合比進行試拌與調(diào)整，如坍落度

過大，則可適當減少用水量，在強度和耐久性滿足設計要求

的前提下，則可減少減水劑的用量。

2.摻粉煤灰混凝土配合比設計

粉煤灰用在混凝土能改善混凝土性能、提高工程質(zhì)量、節(jié)

約水泥、降低混凝土成本、節(jié)約資源等。在混凝土中摻加的

粉煤灰應滿足有關標準的要求。

粉煤灰混凝土的設計強度等級、強度保證率、標準差及離

異系數(shù)等指標，應于基準混凝土相同。在混凝土中摻入粉煤

灰時，一般情況下可采用等量取代法、超量取代法和外加法。

當混凝土超強較多或配置大體積混凝土時，可采用等量取代

法；當主要為改善混凝土和易性時，可采用外加法。粉煤灰

混凝土配合比設計，應按絕對體積法計算。

粉煤灰采用超量取代法時，超量取代系數(shù)可按下表5-1

選用：

表5-1粉煤灰的超量取代系數(shù)

粉煤灰等級IiiIII

超量系數(shù)1.ri.41.3^1.71.5~2.0

配制高性能混凝土時，粉煤灰的含水率不大于1%;對于

普通混凝土，當粉煤灰含水率大于1%時，應從粉煤灰混凝土

配合比用水量中扣除；粉煤灰混凝土中摻入引氣劑時，其增

加的空氣體積應在混凝土體積中扣除。

粉煤灰混凝土配合比計算方法：

按照普通混凝土配合比設計計算基準混凝土配合比試配

強度、水膠比并確定用水量、水泥用量和砂率。

(1)等量取代法配合比計算

①選定與基準混凝土相同的或稍低的水膠比；

②根據(jù)確定的粉煤灰等量取代水泥率(f%)和基準混凝

土水泥用量(C。)，計算粉煤灰用量(F)和粉煤灰混凝土中

的水泥用量(O：

F=C0X(f%)

C=C0-F

③確定粉煤灰混凝土的用水量(W)：

W=^(C+F)

C。

④計算水泥和粉煤灰漿體體積(VP)

vp=—+—+w(Yc：水泥密度YF：粉煤灰密度)

YcYF

⑤計算砂石料的總體積(VA)

V.^lOOO(l-a)-VP

⑦用于基準混凝土配合比相同或稍低的砂率(Q),計算

砂(S)和石(G)的用量

S=VAXQSXys

G=VAX(1-QS)X丫g

其中：Ys為砂子表觀密度，九為石子表觀密度。

(2)超量取代法配合比計算方法

①根據(jù)基準混凝土配合比計算出的各種材料用量(C。、

G°、S。、Wo)選取粉煤灰取代水泥率(f%)和超量系數(shù)(K),

對各種材料進行調(diào)整。

②計算粉煤灰取代水泥量(F)、總摻量(Ft)及超量部

分重量(Fe)

F=CoXf%

Ft=KXF

Fe=(k-1)XF(k超量取代系數(shù))

③計算水泥的重量

C-Co-F

④粉煤灰超量部分的體積在砂子中扣除相同體積的砂

重并重新計算調(diào)整后的砂率(S.)

Fe

=S()-----xys

Yf

⑤確定粉煤灰超量取代的各種原材料用量C、Ft、Wo、S。、

Goo

(3)外加法配合比計算方法

①根據(jù)基準混凝土計算出的各種材料用量(C。、G。、S。、

Wo)選定外加粉煤灰摻入率對各種材料進行計算調(diào)

整。

②計算外加粉煤灰的重量(FJ

F產(chǎn)C°Xfm(%)

③外加粉煤灰的體積，在在砂子中扣除相同體積的砂重并

重新計算調(diào)整后的砂率(Sm)

&=4一箍*九

為

④外加粉煤灰混凝土的各種材料用量為：C。、R、Sm、W。、

Goo

(4)摻粉煤灰混凝土注意事項

①選擇適合的使用部位和摻量

粉煤灰最適宜在大體積混凝土中，對鋼筋混凝土、寒冷地

區(qū)有抗凍融要求的混凝土應采取相應的技術措施后才可使

用。粉煤灰摻量主要決定于原材料質(zhì)量、使用部位、環(huán)境條

件等因素，具體摻量要根據(jù)設計要求，通過試驗后確定。

②避免過振

對粉煤灰混凝土應注意掌握振搗時間，這是因為一方面粉

煤灰混凝土易于振搗，另一方面粉煤灰相對密度輕，特別是

粉煤灰中的碳粒更輕，在振搗過程中很容易上浮到澆筑層表

面，如粉煤灰、碳粒和水過于集中在澆筑層表面，混凝土層

面之間就會形成薄弱環(huán)節(jié)，影響澆筑層面之間混凝土的強

度。所以一般粉煤灰混凝土坍落度應設計小些，并應避免過

振，掌握振搗時間以澆筑層表面開始翻漿為止。

③加強養(yǎng)護

粉煤灰在混凝土中發(fā)揮作用是在二次水化反應之后，經(jīng)二

次水化后粉煤灰中的活性成分才生成具有一定強度的、穩(wěn)定

的水化產(chǎn)物。二次水化反應的充分條件是要保證一定的溫

度、濕度，只有在這種條件下，粉煤灰的二次水化反應才能

進行并反應完全。因此，應加強粉煤灰混凝土的養(yǎng)護。

第二節(jié)混凝土性能指標檢測

一、拌合物性能

混凝土拌合物是指有膠凝材料、骨料、水和外加劑等拌制

而成的未凝固的混合料，即指硬化以前的混凝土，也稱新拌

混凝土。為控制混凝土工程質(zhì)量，檢測混凝土拌合物的各項

性能及其質(zhì)量和流動性特征，要求統(tǒng)一遵循混凝土拌合物性

能試驗方法，從而對各種建筑結(jié)構(gòu)所使用的普通混凝土拌合

物的基本性能進行檢驗。

混凝土拌合物試驗主要包括：和易性、凝結(jié)時間、泌水與

壓力泌水、表觀密度、含氣量、水膠比分析等。

1.凝結(jié)時間試驗

混凝土凝結(jié)時間分為初凝時間和終凝時間。當混凝土剛開

始失去塑性叫做初凝，當混凝土完全失去塑性就叫做終凝；O

混凝土凝結(jié)時間采用貫入阻力法。適用于從拌合物中篩出

的砂漿用貫入阻力法來確定坍落度值不為零的混凝土拌合

物凝結(jié)時間的測定。

(1)試驗步驟

從拌制好的混凝土拌合物試樣中，用5mm的標準篩篩出

砂漿，然后將其拌合均勻。將砂漿一次分別裝入三個試樣桶

中，做三個試驗。取樣混凝土坍落度不大于70mm的混凝土

宜采用振動臺振實砂漿；取樣混凝土坍落度大于70mm的宜

采用搗棒人工搗實。用振動臺振實砂漿時，振動應持續(xù)到表

面出漿為止.不得過振；用搗捧人工搗實時，應沿螺旋方向

由外向中心均勻插搗25次，然后用橡皮錘輕輕敲打簡壁，

直至插搗孔消失為止。振實或插搗后，砂漿表面應低于砂漿

試樣筒口約10mm；砂漿試樣筒應立即加蓋。

砂漿試樣制備完畢.編號后應置于溫度為20±2℃的環(huán)

境中或現(xiàn)場同條件下待試，并在以后的整個測試過程中，環(huán)

境溫度應始終保持20±2℃o現(xiàn)場同條件側(cè)試時，應與現(xiàn)場

條件保持一致。在整個測試過程中，除在吸取泌水或進行貫

入試驗外，試樣筒應始終加蓋。

凝結(jié)時間測定從水泥與水接觸開始計時。根據(jù)混凝土拌

合物的性能，確定指針試驗時間，以后每隔0.5h測定一次,

在臨近初、終凝時可增加測定次數(shù)。

在每次測試前2min,將一片20mm厚的墊塊墊入筒底一

側(cè)使其傾斜，用吸管吸去表面的泌水，吸水后平穩(wěn)的復原。

測試時將砂漿試樣筒置于貫入阻力儀上，測針端部于砂

漿表面接觸，然后再20±2s內(nèi)均勻地使測針貫入砂漿25土

2mm深度，記錄貫入壓力，精確至10N,記錄測試時間，精

確至lmino

各測點的間距應大于測針直徑2倍且不小于15mm,測點

與筒壁的距離應不小于25mm。貫入阻力測試在0.2~28MPa之

間應至少進行6次，直至貫入阻力大于28MPa為止。在測試

過程中，根據(jù)砂漿凝結(jié)情況，適時更換測針，測針選用原則

參照下表5-2：

表5-2測針選用規(guī)定表

貫入阻力(MPa)0.2~3.53.5~2020~28

測針面積(mm2)1005020

(2)試驗結(jié)果處理

貫入阻力測結(jié)果計算以及初凝時間和終凝時間的確定按

一下方式進行：

①貫入阻力計算按下式進行，計算應精確至0.IMPa。

式中：fpR——貫入阻力(MPa)；

P——貫入壓力(N)；

A---測針面積(mm?)。

②凝結(jié)時間通過線性回歸法確定。將貫入阻力fpR和時間

t分別取自認對數(shù)In(fPR)和In(t),并分別作為自變量和

因變量做線性回歸得到回歸方程式：

Ln(t)=A+Bln(fPR)

式中：t---時間(min)；

fra——貫入阻力(MPa)；

A、B——線性回歸系數(shù)。

根據(jù)線性回歸方程求的當貫入阻力為3.5MPa時對應的時

間仁為初凝時間，貫入阻力為28MPa時對應的時間te為初凝

時間，凝結(jié)時間一h:min表示，并修約至5min：

C(A+81n(3.5)e(A+81n(28)

凝結(jié)時間測試采用三個試驗結(jié)果的算術平均值作為試驗

結(jié)果。如果三個測值的最大值或最小值中有一個與中間值之

差超過中間值的10%,則以中間值作為試驗結(jié)果；如果最大

值和最小值與中間值之差均超過中間值的10%,則試驗無效。

2.壓力泌水率試驗

壓力泌水試驗適用于骨料粒徑不大于40mm的混凝土拌合

物。

(1)試驗步驟

試驗時，將混凝土拌合物分兩層裝入壓力泌水儀缸體中，

每層插搗20次，插搗方式與坍落度試驗相同。每層插搗完

成后用橡皮錘輕輕沿容器外壁敲打5~10次，直至拌合物表

面插搗孔消失并不見大氣泡為止，使拌合物表面低于容器口

以下30min處，用抹刀將表面抹平。

將容器口外表擦拭干凈，壓力泌水儀安裝完畢后給混凝土

施加3.2MPa的壓力，打開泌水閥門同時開始計時，保持恒

壓，泌出的水接入量筒內(nèi)，加壓至10s時讀取泌水量%。，加

壓至140s時讀取泌水量V140o

(2)試驗結(jié)果處理

混凝土的壓力泌水率按下式計算：

4=3x100

「V140

式中：Bp---壓力泌水率，%；

V10——加壓10S時的泌水量，ml；

V140——加壓140s時的泌水量，ml；

混凝土壓力泌水試驗結(jié)果以三次試驗的平均值表示，精

確至0.1%。

對于外加劑的壓力泌水率比，則采用基準混凝土與摻外

加劑混凝土的壓力泌水率之比進行計算，計算結(jié)果精確到

l%o

R.=^-xl00

Bp。

式中：Rb---壓力泌水率比，%

BP。一一基準混凝土壓力泌水率，%

BPA——受檢混凝土壓力泌水率，％

二、力學性能試驗

普通混凝土的主要物理力學性能指標包括抗壓強度、抗拉

強度、抗折強度、疲勞強度、靜力受壓彈性模量等。

1.立方體抗壓強度試驗

混凝土抗壓強度是指在外力作用下，單位面積上能夠承

受的壓力，即抵抗壓力破壞的能力。

(1)試驗步驟

①試件取出從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試

件表面與上下承壓板面擦干凈。

②測量試件尺寸并檢查其外觀，試件的承壓面的平面

度公差不得超過0.0005d(d為邊長)；試件的相鄰面間的夾

角應為90°,其公差不得超過0.5。；試件各邊長和高的尺

寸公差不得超過1mm。

③將試件安放在試驗機的下壓板或墊板上，試件的承

壓面應于成形式的頂面垂直，試件的中心應于試驗機下壓板

中心對準。

④試驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，混凝土強度等級＜

C30時，加荷速度取每秒0.3?0.5MPa；混凝土強度等級2c30

且VC60時，加荷速度取每秒0.5~0.8MPa；混凝土強度等級

2c60時,加荷速度取每秒0.8~1.OMPa。

⑤試件接近破壞而開始急劇變形時，應停止調(diào)整試驗

機油門，直至破壞。

(2)試驗結(jié)果計算與處理

①混凝土立方體抗壓強度應按下式計算：

f/

JccA

式中心一混凝土立方體試件抗壓強度(MPa);

F——試件破壞荷載(N);

A------試件承壓面積(mm2)o

混凝土立方體抗壓抗壓強度計算應精確至

0.lMPao

②強度值得確定應符合以下規(guī)定：

三個試件測值的算術平均值作為該組試件的強度值（精確

至0.IMPa）；三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中

間值的差值超過中間值的15%,則把最大及最小值一并舍除,

取中間值作為該組的抗壓強度值；如最大值和最小值與中間

值的差均超過中間值的15%,則該組試件的試驗結(jié)果無效。

③混凝土立方體抗壓強度以150mmX150mmX150mm的試

件為標準，當混凝土強度等級（C60時，用非標準試件測得

的強度值均應乘以尺寸換算系數(shù)，其值為對200mmX200mm

X200mm試件為1.05；對100mmX100mmX100mm試件為0.95。

當混凝土強度等級2c60時，宜采用標準試件，使用非標準

試件時，尺寸換算系數(shù)應有試驗確定。

2.軸心抗壓強度試驗

（1）試驗步驟

①試件取出從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試

件表面與上下承壓板面擦干凈。

②測量試件尺寸并檢查其外觀，試件的承壓面的平面

度公差不得超過0.0005d（d為邊長）；試件的相鄰面間的夾

角應為90°,其公差不得超過0.5。；試件各邊長和高的尺

寸公差不得超過Immo

③將試件安放在試驗機的下壓板或墊板上，試件的承

壓面應于成形式的頂面垂直，試件的中心應于試驗機下壓板

中心對準。

④試驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，不得有沖擊?；炷?/p>

土強度等級VC30時，加荷速度取每秒0.3~0.5MPa；混凝土

強度等級2c30且VC60時,加荷速度取每秒0.5?0.8MPa；

混凝土強度等級2c60時，加荷速度取每秒0.8~1.OMPao

⑤試件接近破壞而開始急劇變形時，應停止調(diào)整試驗

機油門，直至破壞。

（2）試驗結(jié)果計算與處理

①混凝土立方體抗壓強度應按下式計算：

f-

式中九一混凝土立方體試件抗壓強度（MPa）;

F——試件破壞荷載（N）;

A------試件承壓面積（mm2）o

混凝土立方體抗壓抗壓強度計算應精確至

0.lMPao

②強度值得確定應符合以下規(guī)定：

三個試件測值的算術平均值作為該組試件的強度值（精確

至0.IMPa）；三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中

間值的差值超過中間值的15%,則把最大及最小值一并舍除,

取中間值作為該組的抗壓強度值；如最大值和最小值與中間

值的差均超過中間值的15%,則該組試件的試驗結(jié)果無效。

③混凝土立方體抗壓強度以150mmX150mmX150mm的試

件為標準，當混凝土強度等級VC60時，用非標準試件測得

的強度值均應乘以尺寸換算系數(shù)，其值為對200mmX200mm

X200mm試件為1.05；對100mmX100mmX100mm試件為0.95。

當混凝土強度等級2c60時，宜采用標準試件，使用非標準

試件時，尺寸換算系數(shù)應有試驗確定。

3.立方體劈裂抗拉強度試驗

(1)試驗步驟

①墊塊、墊條與支架

采用半徑為75mm的鋼制弧形墊塊，墊塊的長度與試件相

同，其截面積尺寸見下圖：

圖5-2支架示意圖

1一墊塊；2—墊條；3一支架

②試件取出從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試

件表面與上下承壓板面擦干凈。

③測量試件尺寸并檢查其外觀，試件的承壓面的平面

度公差不得超過0.0005d（d為邊長）；試件的相鄰面間的夾

角應為90°,其公差不得超過0.5°；試件各邊長和高的尺

寸公差不得超過1mm。

④將試件安放在試驗機的下壓板的中心位置，劈裂承

壓面和劈裂面應與試件成型時的頂面垂直，在上、下壓板與

試件之間以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應與試件

上、下面的中心線對準并與成型時的頂面垂直。

⑤試驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，混凝土強度等級V

C30時，加荷速度取每秒0.02~0.05MPa；混凝土強度等級2

C30且＜C60時，加荷速度取每秒0.05~0.08MPa；混凝土強

度等級2c60時，加荷速度取每秒0.08^0.lOMPao

⑥試件接近破壞而開始急劇變形時，應停止調(diào)整試驗機油

門，直至破壞。

（2）試驗結(jié)果計算及處理

①混凝土劈裂抗拉強度應按下式計算:

=—=0.637—

，s7tAA

式中九一一混凝土劈裂抗拉強度（MPa）

F——試件破壞荷載（N）

A---試件劈裂面面積（mm?）

劈裂抗拉強度計算精確至0.OIMPao

②強度值得確定應符合下列規(guī)定：

三個試件測值的算術平均值作為該組試件的強度值(精確

至0.OIMPa)；三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中

間值的差值超過中間值的15%,則把最大及最小值一并舍除,

取中間值作為該組的抗壓強度值；如最大值和最小值與中間

值的差均超過中間值的15%,則該組試件的試驗結(jié)果無效。

③采用lOOmmX100mmX100mm非標準試件測得的劈裂抗

拉強度值，應乘以尺寸換算系數(shù)0.85；當混凝土強度等級巳

C60時，宜采用標準試件，使用非標準試件時，尺寸換算系

數(shù)應有試驗確定。

4.抗折強度試驗

抗折強度是指材料或材料構(gòu)件在純彎條件下，破壞面上

的極限拉應力。

(1)試驗步驟

①試件支座和加荷頭應采用直徑為20~40mm、長度不小

于b+10mm的硬鋼圓柱，支座立腳應采用固定較支，其他應

為滾動支點，其尺寸見下圖5-3：

圖5-3抗折試驗裝置

②試件取出從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試件

表面擦干凈。

③測量試件尺寸并檢查其外觀，試件的承壓面的平面度

公差不得超過o.0005d（d為邊長）；試件的相鄰面間的夾角

應為90°,其公差不得超過0.5。；試件各邊長和高的尺寸

公差不得超過1mm。在長向中部的1/3區(qū)段內(nèi)不得有表面直

徑超過5nim、深度超過2mm的孔洞。

④按上圖裝置試件，安裝尺寸偏差不得大于1mm,試件

的承壓面應為試件成型時的側(cè)面；支座及承壓面與圓柱的接

觸面應平穩(wěn)、均勻。

5）試驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，混凝土強度等級V

C30時，加荷速度取每秒0.02~0.05MPa；混凝土強度等級2

C30且＜C60時，加荷速度取每秒0.05~0.08MPa；混凝土強

度等級2c60時，加荷速度取每秒0.08^0.lOMPao

⑤試件接近破壞而開始急劇變形時，應停止調(diào)整試驗機油

門，直至破壞。

（2）試驗結(jié)果計算與處理

①試件下緣斷裂位置處與二個集中荷載作用線之間時，

試件的抗折強度人（MPa）按下式計算，抗折強度計算應精確至

0.lMPao

bh2

式中fF——混凝土抗折強度（MPa）

F——試件破壞荷載（N）

I----支座間跨距（mm）

h---試件截面高度(mm)

b——試件截面寬度(mm)

②抗折強度的確定

混凝土抗折強度以三個試件測值的算術平均值作為該

組試件的強度值(精確至O.OIMPa)；三個測值中的最大值或

最小值中如有一個與中間值的差值超過中間值的15%,則把

最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組的抗壓強度值；

如最大值和最小值與中間值的差均超過中間值的15%,則該

組試件的試驗結(jié)果無效。

三個試件中若有一個折斷面處于二個集中荷載作用線

之外，則混凝土的抗折強度值按另兩個試件的試驗結(jié)果計

算。若這兩個測試值的差值不大于這兩個測試值的較小值的

15%時，該組混凝土試件的抗折強度則按照這兩個測試值的

平均值計算，否則試驗無效。三個試件中若有二個折斷面處

于二個集中荷載作用線之外，則該組試件無效。

③混凝土抗折強度的標準試件尺寸為150mmX150mmX

550mm，采用100mmX100mmX400mm非標準試件時，應乘以

尺寸換算系數(shù)0.85；當混凝土強度等級2c60時，宜采用標

準試件，使用非標準試件時，尺寸換算系數(shù)應有試驗確定。

5.靜力受壓彈性模量試驗

靜力受壓彈性模量試驗是測定混凝土的靜力受壓彈性

模量，為結(jié)構(gòu)變形計算提供依據(jù)。

(1)試驗步驟

①從養(yǎng)護地點取出試件，擦凈后檢查外觀并測量尺寸，

測量精度及尺寸取值應符合規(guī)定。

②取3個試件,按照軸心抗壓強度試驗方法測定軸心抗

壓強度。

③將測量變形的儀表應安裝在試件成型時兩側(cè)面的中

線上,并對稱于試件的兩端,測量標距為150mm。

④將試件的軸心與上、下壓板的中心對準，開動試驗

機,當上壓板與試件接近時,調(diào)整球較座,使接觸均衡。

⑤加荷至基準應力為0.5MPa的初始荷載值Fo,保持荷

載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每測定的變形eo,立即連續(xù)均

勻加荷至應力為軸心抗壓強度%的1/3的荷載值Fa,保持荷

載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每測定的變形eil0混凝土強度

等級VC30時，加荷速度取每秒0.3~0.5MPa；混凝土強度等

級〉C30且＜C60時，加荷速度取每秒0.5?0.8MPa；混凝土

強度等級2c60時，加荷速度取每秒0.8~1.0MPa。

⑥當兩測點變形值之差與它們的平均值之比大于20%

時，應重新進行對中；如果無法使其減小到小于20%時，則

試驗無效。

⑦當兩測點變形值之差與它們的平均值之比小于20%

時,以與加荷速度相同的速度卸荷至0.5MPa(Fo)恒載60s,

然后采用相同的方法至少重復預壓兩次。在最后一次預壓完

成后，在基準應力為0.5MPa（Fo）持荷載60s并在以后的30s

內(nèi)記錄每測定的變形￡。，再用同樣的加荷速度加荷至K,保

持荷載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每測定的變形￡a。其加荷

方式如下圖5~4：

圖5-4

⑧卸除變形測量裝置，以同樣的加荷速度加荷至試件破

壞，若試件的抗壓強度與%之差超過九的20%時，應在報告

中注明。

（2）試驗結(jié)果計算與處理

①混凝土受壓彈性模量值應按下式計算，結(jié)果精確至

lOOMPa：

E,=Xx正

AAn

^n=￡a-%

式中：E,——混凝土彈性模量（MPa）;

Fa——應力為1/3軸心抗壓強度時的荷載（N）；

Fo——應力為0.5Mpa時的初始荷載（N）；

A---試件承壓面積（mm?）；

L---測量標距（mm）；

△n——最后一次從F0加荷至F“時試件兩側(cè)變形的

平均值（mm）；

ea——工時試件兩側(cè)變形的平均值（mm）；

￡。一一F。時試件兩側(cè)變形的平均值（mm）。

②彈性模量按3個試件測值的算術平均值計算。如果其中

一個試件的軸心抗壓強度值與確定檢驗控制荷載的軸心抗

壓強度值相差超過檢驗控制荷載的軸心抗壓強度值的20%

時，則彈性模量值按另外2個試件測值的算術平均值計算；

若有2個試件超過上述規(guī)定，則試驗無效。

第三節(jié)混凝土強度的早期推定

隨著建筑工業(yè)與結(jié)構(gòu)設計理論的發(fā)展，混凝土質(zhì)量的控

制與評定日益為人們所重視。通常測定的混凝土標準養(yǎng)護28

天強度的試驗方法，由于試驗周期長，既不能及時預報施工

過程中的質(zhì)量狀況，又不能據(jù)此及時設計和調(diào)整混凝土配合

比，確定混凝土的施工配制強度。這樣既不利于加強質(zhì)量管

理，又不利于充分利用水泥活性。而早期推定混凝土強度的

試驗方法，以便早期判定混凝土質(zhì)量。

早期推定混凝土強度的方法，大致可歸納為兩類：一類

是依據(jù)經(jīng)過早期加速養(yǎng)護的試件強度推定混凝土28d強度；

另一類是依據(jù)快速分析新拌混凝土的水灰比、組成等，推定

混凝土的強度或依據(jù)從新拌混凝土篩得砂漿所制得試件的

早期強度，推定混凝土的強度。

依據(jù)經(jīng)過早期加速養(yǎng)護的試件強度推定混凝土的強度，

由于是直接測定混凝土的強度特性，其推定結(jié)果的可靠性一

般較高，且試驗方法與通常標準試驗方法基本相同，所需加

速養(yǎng)護設備較易制備，易于實施。

早期推定混凝土強度的加速養(yǎng)護試驗，主要是早期強化

養(yǎng)護條件，加速水泥水化，促進混凝土強度發(fā)展，求得盡可

能高而穩(wěn)定的早期強度，建立早期強度與標準養(yǎng)護28天（或

其他齡期）強度的關系式，據(jù)以推定混凝土28d（或其他齡

期）標養(yǎng)強度。

混凝土加速養(yǎng)護方法一般分為：

沸水法、熱水法80℃和溫水法55℃。

一、加速養(yǎng)護設備

混凝土加速養(yǎng)護采用加速養(yǎng)護箱，其尺寸與形狀應滿足試

驗需要。

試件與箱壁、試件與試件之間應至少留有50mm空隙，試

件底面距熱源不得小于100mm,整個養(yǎng)護期間，箱內(nèi)水面與

試件頂面至少保留50mm的距離，其要求如下圖5-5：

圖5-5加速養(yǎng)護箱正、面不意圖

1一加速養(yǎng)護箱；2—溫度傳感器；3一校核溫度計；

4一試件放置支架；5—熱源；6—試件；7—排水口

二、加速養(yǎng)護方法

1.沸水法

試件在（20±5）℃室溫下成型、抹面，并使用橡皮墊

或塑料布覆蓋表面，靜置24h±15min（自加水攪拌開始計時）

脫模。

試件脫模后立即放入加速養(yǎng)護箱內(nèi)的Ca（OH）2飽和沸水

中，整個養(yǎng)護期間，箱內(nèi)水應保持沸騰。

試件在沸水中養(yǎng)護4h±5min,水溫不應低于98℃0取

出試件，在室溫（20±5）℃下靜置lh±10min,使其冷卻。

加速養(yǎng)護應在29h±15min內(nèi)完成。

按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行抗壓強

度試驗，測得加速養(yǎng)護強度方。

2.80℃熱水法

試件在（20±5）℃室溫下成型、抹面，隨即密封試模

靜置。自加水至靜置時間為lh±10min。

將試件帶模放入養(yǎng)護箱（80±2）C的熱水中，整個養(yǎng)

護期間，箱內(nèi)水保持在（80±2）°C。

試件在養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護5h±5min后取出、脫模并在（20

±5）℃室溫下靜置lh±10min,使試件冷卻。加速養(yǎng)護應在

7h±15min內(nèi)完成。

按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行抗壓強

度試驗，測得加速養(yǎng)護強度片。

3.55℃溫水法

試件在（20±5）℃室溫下成型、抹面，隨即密封試模

靜置。自加水至靜置時間為lh±10min。

將試件帶模放入養(yǎng)護箱（55±2）C的熱水中，整個養(yǎng)

護期間，箱內(nèi)水保持在（55±2）℃o

試件在養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護23h±15min后取出、脫模并在（20

±5）℃室溫下靜置lh±10min,使試件冷卻。加速養(yǎng)護應在

25h±15min內(nèi)完成。

按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行抗壓強

度試驗，測得加速養(yǎng)護強度方。

三、混凝土強度關系式的建立與混凝土強度的早期推定

采用沸水法、熱水法和溫水法測得的加速養(yǎng)護強度推定

標準養(yǎng)護28d（或其他齡期）強度時，需先建立二者的強度

關系式。

1.關系式建立的基本要求

（1）應采用與工程相同的原材料制作試件，其拌合物

應于工程所用混凝土拌合物性能相近。

（2）每一混凝土試樣至少制作兩組試件并組成一對組,

其中一組進行快速養(yǎng)護測得加速養(yǎng)護強度，一組進行標準養(yǎng)

護測得28d（或其他齡期）抗壓強度。

（3）混凝土試件數(shù)量不少于30對組，混凝土水膠比不

小于三種。每種水膠比成型的試件數(shù)量應相同，最大和最小

水灰比不應小于0.2。

（4）按回歸方程建立的強度關系式時，相關系數(shù)不應

小于0.90,關系式的剩余標準差不應大于28d（或其他齡期）

強度平均值的10%0

（5）強度推定只適合用與建立關系式時所選定的水膠

比區(qū)間內(nèi)。

2.關系式的建立

建立混凝土強度關系式時，可采用線性方程或累函數(shù)方

程。

（1）線性回歸法

t（九/%）」IxS服

bi=l幾i=】i=l

n1nn

/=1〃i=\

、應（源）2」（之狐產(chǎn)）（￡（晨了工）2）

Vi=l〃i=li=l〃/=1

（1--）?（加）2-1（之九產(chǎn)）

S"=]---------------------------------------------------------------

Vn-2

式中：指——標準養(yǎng)護28d混凝土試件抗壓強度的推定

值（MPa）

比一一加速養(yǎng)護混凝土試件抗壓強度值（MPa）；

——第i組加速養(yǎng)護混凝土試件抗壓強度值

(MPa)；

第i組標準養(yǎng)護28d混凝土試件抗壓強度

值（MPa）；

n——試件組數(shù)；

a、b---回歸系數(shù);

r——相關系數(shù)；

5——剩余標準差。

（2）累函數(shù)回歸法

尤="（￡；）

n1?n

1-T-------------

f(狐-陶)2

式中：a、b——回歸系數(shù);

r——相關系數(shù)；

兀一一第i組標準養(yǎng)護28d混凝土試件抗壓強度

的推定值(MPa)；

rnfcu——n組標準養(yǎng)護28d混凝土試件抗壓強度的平

均值(MPa)；

第四節(jié)混凝土夏期施工及質(zhì)量控制

由于夏季氣溫高(最高氣溫40℃以上)，水的蒸發(fā)量大,

干燥快，混凝土的坍落度損失快，新澆筑的混凝土可能出現(xiàn)

凝結(jié)速度加快、強度降低等現(xiàn)象，并會產(chǎn)生許多裂縫等現(xiàn)象,

從而影響了混凝土結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量，為此必須采取一些有效

措施，從混凝土的拌和、運輸、混凝土的澆筑以及修整和養(yǎng)

護等方面加強控制保證混凝土的施工質(zhì)量符合施工規(guī)范及

設計要求。

一、混凝土的拌制和運輸

為了控制混凝土的出倉溫度，混凝土拌制時應采取措施

控制混凝土的溫升，并一次控制附加水量，減小坍落度損失,

減少塑性收縮開裂。在混凝土拌制、運輸過程中采取以下措

施。

1.使用減水劑或以粉煤灰取代部分水泥以減小水泥用

量，同時在混凝土澆筑條件允許的情況下增大骨料粒徑。

2.混凝土拌合物的運輸距離如較長，可以用緩凝劑控

制混凝土的凝結(jié)時間，但應注意緩凝劑的摻量應合理，對于

大面積的混凝土地坪工程尤其如此。

3.如需要較高坍落度的混凝土拌合物，應使用高效減

水劑。有些高效減水劑產(chǎn)生的拌合物其坍落度維持2h。高效

減水劑還能夠減少拌合過程中骨料顆粒之間的摩擦，減緩拌

合筒中的熱積聚。

4.向骨料堆中灑水，降低混凝土骨料的溫度；如有條

件用地下水或井水噴灑，冷卻效果更好，并經(jīng)常檢測含水量。

5.在炎熱季節(jié)或大體積混凝土施工時，可以用冷水或

冰塊來代替部分拌合水。大體積混凝土拌和物的出機溫度、

澆筑溫度及澆筑時的氣溫應進行監(jiān)測，至少每2h應測一次。

混凝土泵管上可覆蓋土工布等保水材料并經(jīng)常噴水保持濕

潤，以減少混凝土拌合物因運輸而造成溫度回升；對高強度

混凝土最好選擇在夜間或陰天施工，如時間上無法安排，可

采取以下措施：①在現(xiàn)場搭設混凝土輸送車使用的遮陽棚；

②在混凝土泵垂直管上包敷30mm厚濕水海綿，在暴露陽光

下的水平管上同時敷蓋濕水麻袋；③在混凝土拌合物中加冰

水，以降低混凝土澆注后產(chǎn)生的高溫。

6.對于高溫季節(jié)里長距離運輸混凝土的情況，可以考

慮攪拌車的延遲攪拌，使混凝土到達工地時仍處于攪拌狀

?、O

7.應合理安排混凝土澆筑時間，以避免在日最高氣溫

時澆筑混凝土。在高溫干燥季節(jié)，晚間澆筑混凝土受風和溫

度的影響相對較小，且可在接近日出時終凝，而此時的相對

濕度較高，因而早期干燥和開裂的可能性最小。

8.混凝土攪拌生產(chǎn)溫度控制

(1)在進行混凝土的攪拌生產(chǎn)前，除對用于混凝土生

產(chǎn)的原材料進行常規(guī)檢驗外，還需對各種原材料進行溫度測

試，詳細測出原材料的溫度，如水泥、粉煤灰、碎石、水、

外加劑等原材料的溫度。

(2)在首盤混凝土試拌前必須對拌合物的溫度進行計

算，初步確定拌合物的出機溫度T1。

(3)根據(jù)混凝土出機后經(jīng)過輸送(或運輸)環(huán)節(jié)過程

產(chǎn)升的溫升(經(jīng)經(jīng)驗統(tǒng)計值)，計算混凝土的入模溫度T2。

(4)將混凝土的入模溫度和規(guī)范要求的最高不超過

30℃,進行比較。當T2>30℃時必須采取措施進行控制；當

T2V30C時無需采取措施，可直接進行試拌。

(5)當T2>30℃時，必須采取冷卻水進行混凝土的試

拌。在試拌前同樣按2、3、4的步驟進行拌合物的溫度計算

和比較。

(6)當計算的T2<30℃時，即可進行首盤混凝土的試

拌，并對首盤混凝土的溫度進行測試，當測試溫度及其他試

驗指標合格后方可進行混凝土的攪拌生產(chǎn)和澆注。

(7)在施工過程中及時對計算的拌合物出機、入模溫

度、實測的拌合物出機、入模溫度和原材料的溫度、氣溫進

行對比和分析，以便更好的掌握和控制混凝土的溫度。

二、混凝土澆筑和修整

在炎熱氣候條件下澆筑混凝土時，要采取措施降低混凝

土溫度，并要求配備足夠的人力、設備和機具，以便及時應

付預料不到的不利情況。

1.降低碎入模溫度

高溫季節(jié)施工時，對骨料搭設遮陽棚并灑水，必要時在

拌和水中加冰塊降低水溫，確保碎入模溫度不高于外界氣溫

且不超過30℃o

2.選擇合適的硅澆注時間

高溫季節(jié)澆注佐時，碎澆注時間宜選擇在晚上氣溫較低

的時間進行澆注，碎澆注之前在承臺模板外側(cè)灑水，以降低

模板溫度。

3.布設冷卻管

4.檢測運到工地上的混凝土的溫度，必要時可以要求

攪拌站予以調(diào)節(jié)。

5.夏季混凝土施工時，振動設備較易發(fā)熱損壞，故應

準備好備用振動器。

6.與混凝土接觸的各種工具、設備和材料等，如澆筑

溜槽、輸送機、泵管、混凝土澆筑導管、鋼筋和手推車等，

不要直接受到陽光曝曬，必要時應灑水冷卻。

7.夏季澆筑混凝土應精心計劃，混凝土應連續(xù)、快速

的澆筑?；炷帘砻嫒缬忻谒畷r，要及時進行修整。

8.當根據(jù)具體氣候條件，發(fā)現(xiàn)混凝土有塑性收縮開裂

的可能性時，應采取措施(如噴灑養(yǎng)護劑等)，以控制混凝

土表面的水分蒸發(fā)?；炷帘砻嫠终舭l(fā)速度如超過0.5kg/

(m2/h)時就可能出現(xiàn)塑性收縮裂縫；當超過LOkg/(m2/h)

就需要采取適當措施，如冷卻混凝土，向表面噴水或采用防

風措施等，以降低表面蒸發(fā)速度。

三、混凝土的養(yǎng)護

夏季澆筑的混凝土，如養(yǎng)護不當，會造成混凝土強度降

低或表面出現(xiàn)塑性收縮裂縫等，因此，必須加強對混凝土的

養(yǎng)護。

1.在修整作業(yè)完成后或混凝土初凝后立即進行養(yǎng)護。

2.優(yōu)先采用蓄水養(yǎng)護方法，連續(xù)養(yǎng)護。在混凝土澆筑

后的1?2天，應保證混凝土處于充分濕潤狀態(tài)，并應嚴格

遵守國家標準規(guī)定的養(yǎng)護齡期。

3.當完成規(guī)定的養(yǎng)護時間后拆模時，在混凝土表面覆

蓋潮濕的覆蓋層，進行潮濕養(yǎng)生。

四、合理的溫控措施

1.各拌合站搭蓋砂石遮陽棚，避免夏季曝曬造成砂石

料溫度過高，導致碎入模溫度增高。

2.水泥、粉煤灰各設2個筒倉輪流使用，避免剛運到

的水泥、粉煤灰溫度太高，同樣導致碎入模溫度增高。

3.每天設專人測量室外氣溫，碎出機、入模溫度。盡

量使用新抽上來的溫度低的地下水。

4.施工時盡量避開中午高溫時間，在傍晚或夜間溫度

低的時候施工。

5.墩、臺混凝土施工，內(nèi)外溫差較大，首先在硅中摻

加大量的粉煤灰和緩凝型減水劑，削減膠凝材料放熱高峰。

碎表面采用保溫材料覆蓋、蓄水養(yǎng)護等辦法減少碎內(nèi)外溫

差。

6.加強混凝土的測溫工作，每個工作班測溫不少于3

次，對于氣溫35℃以上時應加大測溫頻率，及時采取措施保

證混凝土的質(zhì)量。

第五節(jié)混凝土冬期施工及質(zhì)量控制

冬期施工是指當環(huán)境晝夜平均氣溫（最高和最低氣溫的

平均值或當?shù)貢r間6時、14時及21時室外氣溫的平均值）

連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時進行的混凝土施工。

一、冬期施工基礎知識

混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲

得最終強度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用

的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外，主要是隨

著溫度的高低而變化的。當溫度升高時，水化作用加快，強

度增長也較快；而當溫度降低到0℃時，存在于混凝土中的

水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?/p>

這時參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，

強度增長相應較慢。溫度繼續(xù)下降，當存在于混凝土中的水

完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r，水泥水化作用

基本停止，此時強度就不再增長。

水變成冰后，體積約增大9%,同時產(chǎn)生約2500千克每

平方厘米的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石內(nèi)部形成

的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即旱期受凍

破壞）而降低強度。此外，當水變成冰后，還會在骨料和鋼

筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的

粘結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會

在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實性

及耐久性。

由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響

混凝土強度增長的關鍵。國內(nèi)外許多學者對水在混凝土中的

形態(tài)進行大量的試驗研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有

一段預養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的

水化作用。試驗研究還表明，混凝土受凍前預養(yǎng)期愈長，強

度損失愈小。

混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護，其

強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預養(yǎng)期長，

獲得初期強度較高（如達到R28的35%）的混凝土受凍后，

后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養(yǎng)期短，獲得初期強

度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。

由此可見，混凝土凍結(jié)前，要使其在正常溫度下有一段

預養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害

的最低強度，一般稱臨界強度，即可達到預期效果。對于臨

界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設計標號的

30%,也不得低于3.5MPa。

混凝土冬季施工方法的選擇：從上述分析可以知道，在

冬季混凝土施工中，主要解決三個問題：一是如何確定混凝

土最短的養(yǎng)護齡期，二是如何防止混凝土早期凍害，三是如

何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中，

要根據(jù)施工時的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚

大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，

早強劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及

價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。一般來說，

對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。一個

理想的方案，應當用最短的工期、最低的施工費用，來獲得

最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費用、質(zhì)量最佳化。目前,

基本上采用以下4種方法。

1.調(diào)整配合比方法

主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法：①選

擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結(jié)果

表明，應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早

期放出強度最高，一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥

7天的強度，效果較明顯。②盡量降低水灰比，稍增水泥用

量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。③摻用

引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后

生成的氣泡，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動

性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的

水壓力，提高混凝土的抗凍性。④摻加早強外加劑，縮短混

凝土的凝結(jié)時間，提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉（摻

用水泥用量的2%）和MS-F復合早強試水劑（摻水泥用量的

5%）o⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)

和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。

2.蓄熱法

主要用于氣溫一10C左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法

是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、

運輸和澆灌以后，還儲備有相當?shù)臒崃?，以使水泥水化放?/p>

較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0℃以前

使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單，施工費

用不多，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且

要延長養(yǎng)護齡期。

3.外部加熱法

主要用于氣溫一10℃以上，而構(gòu)件并不厚大的工程。通

過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接

對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。①火

爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內(nèi)溫度不

高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化,

影響質(zhì)量。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。

此法較易控制，加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備，

費用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。③電加熱。

將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，便電能變?yōu)?/p>

熱能，以提高混凝土的溫度。此法簡單方便，熱損失較少，

易控制，不足之處是電能消耗量大。④紅外線加熱。以高溫

電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進行密封幅射加

熱。

4.抗凍外加劑

在-10℃以上的氣溫中，對混凝土拌和物摻加一種能降

低水的冰點的化學劑，使混凝土在負溫下仍處于液相狀態(tài)，

水化作用能繼續(xù)進行，從而使混凝土強度繼續(xù)增長。目前常

用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗

凍劑。

上述4種冬季施工方法都有利有弊，其適用范圍都受一

定條件的制約。應根據(jù)工地現(xiàn)有條件，采用一種或兩種以上

施工方法結(jié)合作用。

二、冬期混凝土施工的基本要求

1.冬期施工期間，當用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥

配制混凝土，且其抗壓強度達到設計強度的30%前，混凝土

均不得受凍。當混凝土抗壓強度未達到5MPa前，也不得受

凍。浸水凍融條件下的混凝土開始受凍時，其強度不得小于

設計強度的75%。

2.冬期施工應根據(jù)工程類別、氣象資料、材料來源和

工期等要求，通過熱工計算及經(jīng)濟分析，選擇下列兩類施工

方法：

(1)在養(yǎng)護期間不需對混凝土加熱的蓄熱法、摻外加

劑法和綜合法；

(2)在養(yǎng)護期間需利用外部熱源對混凝土加熱的暖棚

法、蒸汽加熱法、電熱法和熱綜合法。

三、冬期混凝土施工試驗控制

1.混凝土配制、攪拌和運輸

(1)攪拌混凝土前，應先經(jīng)過熱工計算，并經(jīng)試拌確

定水和骨料需要預熱的最高溫度，盡可能保證混凝土的人模

溫度不低于5℃o水泥、礦物摻和料、外加劑等可在使用前

運人暖棚進行自然預熱，但不得直接加熱。

(2)混凝土宜選用較小的水膠比和較小的坍落度。

當需要對水進行加熱處理時，水的加熱溫度不宜高于

80℃o當骨料不加熱時，水可加熱至80℃以上，但攪拌時應

先投人骨料和已加熱的水，拌勻后再投人水泥。

當加熱水尚不能滿足要求時，可將骨料均勻加熱，其加

熱溫度不應高于60℃o

當拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時，應

重新調(diào)整拌和料的加熱溫度。

混凝土攪拌時間宜較常溫施工延長50%左右。

(3)骨料中不得混有冰雪、凍塊及易被凍裂的礦物質(zhì)。

(4)混凝土運輸應采取保溫措施。

2.混凝土的澆筑

(1)混凝土澆筑前，環(huán)境氣溫低于T0℃時應將直徑大

于或等于25mm的鋼筋和金屬預埋件加熱至正溫。

(2)采用加熱養(yǎng)護的整體結(jié)構(gòu)，當混凝土的養(yǎng)護溫度

高于40℃時，應預先安排混凝土的澆筑順序和施工縫的位

置。

(3)噴射混凝土作業(yè)區(qū)的環(huán)境氣溫和進人噴射機的材

料溫度不應低于5℃o已噴射混凝土的強度未達到5MPa前不

得受凍。

(4)預應力混凝土的孔道灌漿應在正溫下進行，其強

度達到25MPa前不得受凍。

3.混凝土的養(yǎng)護與拆模

(1)混凝土開始養(yǎng)護時的溫度應按施工方案通過熱工

計算確定，但不得低于5℃,細薄截面結(jié)構(gòu)不宜低于10℃。

(2)當室外最低氣溫高于-15℃時，地下工程或表面系

數(shù)(冷卻面積和體積的比值)不大于15nll的工程應優(yōu)先采用

蓄熱法養(yǎng)護，并符合下列規(guī)定:

所采用的保溫措施應使混凝土的溫度下降到0℃以前達

到1.1條規(guī)定的強度。

混凝土澆筑成型后，應立即防寒保溫。保溫材料應按施

工方案設置，并保持干燥。應對結(jié)構(gòu)的邊棱隅角加強覆蓋保

溫，迎風面應采取防風措施。

位于基坑中的混凝土，當?shù)叵滤惠^高時，可待頂面混

凝土初凝后，采用放水淹沒的方法養(yǎng)護。但當基坑地下水位

超出混凝土頂面的高度小于冰層厚度時，不得放水養(yǎng)護。

當用蓄熱法養(yǎng)護不能達到要求時，可采用外部熱源加熱

法養(yǎng)護，養(yǎng)護制度應通過試驗確定：

整體澆筑表面系數(shù)等于或大于6/的結(jié)構(gòu)，升溫速度不

得大于15℃/h；澆筑表面系數(shù)小于6/的結(jié)構(gòu)，升溫速度不

得大于10℃/ho

用蒸汽加熱法養(yǎng)護的混凝土，當采用快硬硅酸鹽水泥、

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥時，養(yǎng)護溫度不得高于60℃。

采用電熱法養(yǎng)護的混凝土，當結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)小于15nT

時，養(yǎng)護溫度不宜高于40℃；當結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)大于15mr

時，養(yǎng)護溫度不宜高于35℃。

恒溫養(yǎng)護結(jié)束后，表面系數(shù)等于或大于的結(jié)構(gòu)，降

溫速度不得大于15°C/h；表面系數(shù)小于6111T的結(jié)構(gòu)，降溫速

度不得大于5℃/ho

當采用暖棚法養(yǎng)護混凝土時，棚內(nèi)底部溫度不得低于

5℃,且混凝土表面應保持濕潤；采用燃煤加熱時，應將煙

氣排出棚外。

(3)混凝土拆模時，混凝土強度應滿足設計及規(guī)范要

求，同時混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境的溫差不得大于

15℃0當溫差在10℃以上但低于15℃時，拆除模板后的混

凝土表面宜采取臨時覆蓋措施。

(4)采用外部熱源加熱養(yǎng)護的混凝土，當養(yǎng)護完畢后

的環(huán)境氣溫仍在0℃以下時，應待混凝土冷卻至5℃以下且

混凝土與環(huán)境之間的溫差不大于15℃后，方可拆除模板。

四、冬期施工混凝土的質(zhì)量檢驗

1.定期檢測水、外加劑及骨料加入攪拌機時的溫度，

以及混凝土攪拌、澆筑時的環(huán)境溫度，每一工作班至少檢測

4次。

2.混凝土養(yǎng)護溫度的檢測次數(shù)應符合下列規(guī)定：

(1)當采用蓄熱法養(yǎng)護時，在養(yǎng)護期間至少每6h檢測

1次。

(2)當采用蒸汽或電熱法養(yǎng)護時，在升、降溫期間每

lh檢測1次，在恒溫期間每2h檢測1次。

(3)室外氣溫及施工環(huán)境溫度應每晝夜定時、定點觀

測4次。

3.混凝土養(yǎng)護溫度的檢測方法應符合下列規(guī)定：

(1)在結(jié)構(gòu)隅角、突出、迎風和細薄部位應均勻留置

測溫孔，孔深可根據(jù)養(yǎng)護方法及結(jié)構(gòu)尺寸確定。測溫孔應編

號并繪圖。

(2)當采用蓄熱法養(yǎng)護時，測溫孔應設在易于散熱的

部位；當采用外部熱源加熱養(yǎng)護時，測溫孔應在離熱源不同

的位置分別設置；大體積結(jié)構(gòu)的測溫孔應在表面及內(nèi)部分別

設置