泰州益泰建设工程检测有限公司 孙达文、褚翔
摘要：基于混凝土的抗压强度是混凝土的最重要的性质，本文从建设工程质量检测的实践出发，以实验室中混凝土配合比选用材料、混凝土空隙率、养护条件、龄期、强度检测、现场施工等方面论述了影响混凝土抗压强度的因素，旨在保证混凝土强度，确保工程质量。
关键词：混凝土、抗压强度、影响因素
工程质量检测机构担负着涉及结构安全重要使用功能内容的抽样检测和进入施工现场的检测材料的见证取样检测，社会责任重大。工程质量检测试验数据直接反映了建筑产品的内在质量，是各方认定工程质量、进行工程验收的重要依据。而混凝土是建设工程中应用最广泛的结构材料之一，混凝土质量的好坏，直接关系到工程实体的安全和耐久性，关系到国计民生，混凝土抗压强度为现场混凝土的评定提供了最直观的必要的检测数据，所以，本文从混凝土配合比选用材料、混凝土空隙率、养护条件、龄期、强度检测对混凝土质量和检测数据的影响进行论述，检测质量不容忽视。
1 混凝土配合比材料对混凝土强度的影响
1.1 水泥等级与水灰比
混凝土与其他材料有不同之处，因为在其受外力以前，混凝土内部早已存在微型缝和其他结构缺陷，混凝土强度与引起破坏时的应力有关，从混凝土的结构与混凝土的受力破坏过程可知，混凝土的强度主要取决于水泥石的强度和界面粘结强度。普通混凝土的强度主要取决于水泥强度等级于水灰比。水泥等级越高，在水泥石内造成的空隙越多，混凝土的强度越小。在保证混凝土密实成型的前提下，混凝土的水灰比越小，混凝土的强度越高。但是要注意的是，当水灰比过小时，由于水泥浆稠度过大，混凝土拌合物的流动性过小，在一定的施工成型条件下，混凝土不能密实成型，反而会导致强度严重降低，如图1所示：
结合大量的试验表明：在材料相同的条件下，混凝土的强度随水灰比的增加而又降低，并近似成双曲线关系，如图1所示，而混凝土的强度与灰水比（C/W）的关系近似成直线关系，这种关系可用下式表示：
其中，?28为混凝土28d龄期的抗压强度，MPa；?c为水泥的实际强度，MPa；A、B均为经验系数，与骨料和水泥的品种及工艺条件等有关，该值应通过试验确定。
上式称为混凝土的强度公式，又称为保罗米公式，该式适用于流动性较大的混凝土，即适用于低塑性与塑性混凝土，采用的水灰比为0.4-0.8，不适用于干硬性混凝土，利用此公式可以根据所用水泥强度和水灰比来估计混凝土的强度，或者根据要求的混凝土强度及所用的水泥的等级来计算其配制的混凝土应采用的水灰比。
从JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中的条款说明中，我们也能体会到水泥品种及用量和水灰比对混凝土强度的影响非常大，随着技术的不断发展，现场施工现场普遍使用的都是经过计量材料用量和水灰比控制较好的混凝土公司配送混凝土，这也有力的保证的现场的混凝土强度。
1.2 骨料的品种、规格与质量
在水泥等级与水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝土，特别是在水灰比较小时，如水灰比为0.40时，碎石混凝土较卵石混凝土的强度要高20%-35%，而当水灰比为0.65时，两者的强度基本相同，其原因是水灰比小时，界面粘结是主要矛盾，而水灰比大时。水泥石强度成为主要矛盾。
泥及泥块等杂质含量少，级配好的骨料，有利于骨料与水泥石间的粘结，能充分发挥骨料的骨架作用，并可降低用水量及水灰比，因而有利于提高强度，二者对高强度混凝土尤为重要，粒径粗大的骨料，可降低用水量及水灰比，有利于提高混凝土的强度，对高强混凝土，较小粒径的粗骨料可明显改善粗骨料与水泥石的界面粘结强度，可提高混凝土的强度。
1.3 拌合水
用于拌制混凝土用的水中，当杂质过量时不仅影响混凝土的强度，而且影响凝结的时间，并腐蚀钢筋及预应力钢筋。通常，拌合水对混凝土强度的影响很小，因为在混凝土拌合物的规范中，水质量的保护是用一条款说明应符合应用水标准。决定未知的拌制混凝土水性能是否适用的最佳方法是用未知水拌制的水泥凝结时间和砂浆强度与用清洁水拌制的相对比。用有疑问的水拌制的试块7d、28d抗压强度等于或至少是参考试样强度的90%。
2 空隙率对混凝土强度的影响
由于混凝土中含有集料，就不能将之视为均值材料，也就不能简单地将其强度与空隙率建立一个通用的关系式。相同的水泥浆体空隙率的情况下，混凝土的强度可以有很大的差异，有时其强度差别可达数倍之大。其缘由在于混凝土中除水泥浆体外还含有大量的粗、细骨料，而混凝土的空隙率主要取决于粗、细集料的级配。此外，还由于混凝土中的粗集料与水泥浆体间存在着过渡区的界面缝，所以混凝土材料的强度与空隙率的关系更为复杂化，难以建立一个通用的关系式。
3 养护条件对混凝土强度的影响
养护温度高，水泥的水化速度快，早期强度高，单28d及28d以后的强度与水泥的品种有关。普通硅酸盐水泥混凝土与硅酸盐水泥混凝土在高温养护后，再转入常温养护至28d，其强度较一直在常温或标准养护温度下养护至28d的强度低10%-15%。当温度低于0℃时，水泥水化停止后，混凝土强度停止发展，同时还会受到冻胀破坏作用，严重影响混凝土的早期强度和后期强度。受冻越早，冻胀破坏作用越大，强度损失越大。因此，应特别防止混凝土早期受冻。
环境湿度越高，混凝土的水化程度越高，混凝土的强度越高。如环境湿度低，则由于水分大量蒸发，使混凝土不能正常水化，严重影响混凝土的强度。受干燥作用的时间越早，造成的干缩开裂越严重（因早期混凝土的强度较低），结构越疏松，混凝土的强度损失越大。所以，现场混凝土在浇筑后，应在12h内进行覆盖草袋、塑料薄膜等，防止水分蒸发过快，并应按规定进行浇水养护。实验室内配合比试块也应做相同的措施，并及时将试块放置到养护室中。
4 混凝土强度检测对混凝土强度的影响因素
4.1检测人员
人员是检测报告形成过程中最具决定性的要素，检测结果准确可靠与否与检测人员的责任心和技术水平密不可分。省检测规程中规定检测人员必须持有省建设行政主管部门核发的岗位证书，这是最基本的条件。但并不能简单理解为有了证，就具有上岗的资格，在具体检测过程中，混凝土抗压强度检测相对而言是检测结构中一项最重最累的工作，并且认为这一项工作技术含量低，是较简单、机械的操作工作，检测机构重视程度普遍不足，有些没有按技术人员的标准来配备，往往会出现检测人员对检测标准规范中的一些细节理解有误或没有理解透彻，检测时没有严格按照标准执行，使检测结果出现偏差。
4.2 检测设备偏差
目前混凝土试件普遍采用数据自动采集设备，随着时间推移，电子元件功能往往会发生衰减，使仪表对传感器发出的电信号不能正确采样、放大、对比和输出，从而会产生零点漂移现象，影响检测精度。
近年来对试验机指示部分的要求不断提高，由指针读数提高到仪表指示或计算机自动采集数据，这些无疑对提高实验结果的分辨率和记录数据的准确性起到很大的作用，但却没有解决试件“垂直均匀”受力的问题。这将可能对检测精度带来较大的影响。不“垂直均匀”受力通常有以下2种形式；
试验机上、下承压板的工作面应有较好的平面平行度，略有偏差时可通过球座来自动找平。但如图2所示
图2：上、下承压板的平面不平行
该机上承压板由于连接螺栓已变形，使上、下承压板的平面平行度相差约在2mm左右，球头已完全丧失了自动找平的能力，试件的破坏形态为一侧压碎，同组试件与平面平行度良好的试验机相比，强度必然偏低。
球座的自由度是指当试件的承压面不平整，或上、下承压板不平行时，可通过球座的自动找平能力来弥补这些不足。一旦球座丧失了自由度，同样会对试验结果产生较大的影响，试件压碎时的粉尘进入球碗，与润滑油混合后形成黏稠的油泥，如果长期不进行清洗，球座就会非常呆滞，不但不能自动找平，反而会放在什么位置就是什么位置，使试件偏心受力，影响检测结果。
4.3 检测方法
在进行混凝土试件抗压强度试验时，加荷速度过快，材料裂纹扩展的速度慢于荷载增加速度，故测得的强度值偏高。在进行混凝土立方体抗压强度试验时，应按规定的加荷速度进行。规范规定的加荷速度是随设计强度的改变而改变。也就是说，在检测过程中，需要检测人员根据设计强度，对每一组试件调整加荷速度，而不是从几十组试件从头到尾一个速度。还需注意的是，在试件接近破坏，加荷速度降低时，这时并不需要保持规定的加荷速度，而应该停止调整油门。
5 现场施工对混凝土强度的影响因素
现场施工时，采用机械搅拌可使拌合物的质量更加均匀，特别是对水灰比较小的混凝土拌合物。在其他条件相同时，采用机械搅拌的混凝土与采用人工搅拌的混凝土相比，强度可提高约10%。采用机械振动时，机械振动作用可暂时破坏水泥浆的凝聚结构，降低水泥浆的粘度，从而振动高混凝土拌合物的流动性，有利于获得致密结构，这对水灰比小的混凝土或流动性小的混凝土尤为显著。此外，计量的准确性，混凝土原材料的控制，搅拌时的投料次序与搅拌时间，混凝土拌合物的运输及浇灌方式（不正确的运输与浇筑方式会造成离析、分层）对混凝土的强度也有一定的影响，目前现场中已大量使用商品混凝土浇筑，而在现场浇筑的时候，经常会出现浇筑过程中往已拌和好的混凝土浆料中加水，使混凝土的水灰比增大，便于浇筑，但是会大大的影响混凝土的质量。
混凝土强度是衡量混凝土质量的重要参数之一，因此实验室应严格按照规范标准对原材料进行检测，出具真实科学的检测报告，并依据此材料，出具合理的配合比检测报告，现场施工中必须针对实际情况，严格控制原材料质量、拌合时间；机械的选用；养护条件等等，避免影响混凝土强度的负面因素出现，保证混凝土的强度，确保工程质量。
参考文献
[1]《建设工程质量检测规程》DGJ32/J21-2006
[2]《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002
[3]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011