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混凝土试件的制作与养护
一、如何制作混凝土试块

（一） 做好混凝土试块的重要性
混凝土试块制作的好坏，在某种意义上讲，决定着一个工程能否顺利移交给业主单位。尤其像现在的上海，工地上都是采用预拌混凝土，相对自拌混凝土来说，质量的可靠性大大提高。如果制作的混凝土试块不合格（偏低或过高都不符合要求），将要进行回弹或钻芯取样。如果回弹或钻芯取样结果满足要求，一则浪费金钱(预拌混凝土供应商一般不会支付这笔费用的)，二则需要花费很大的精力去处理这样的事情，给工作带来很大的压力。因此，做好混凝土试块也就变的尤为重要。 
（二）制作混凝土试块的基本操作程序
普通混凝土力学性能试验应以三个试件为一组，每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。
1、混凝土试件的制作应符合下列规定：
1.1首先，成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。其次，取样应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min。再次，根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。
1.2混凝土试件制作应按下列步骤进行：
1.2.1取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再来回拌合三次。
1.2.2用坍落度筒按坍落度选择成型方法成型。（如图一）
1.2.2.1用振动台振实制作试件应按下述方法进行：
a．将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；b．试模应附着或固定在符合要求的振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止；不得过振。

图一

1.2.2.2用人工插捣制作试件应按下述方法进行：a．混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等；b．插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层20～30mm；插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次，使灰浆饱满.c．每层插捣次数按在不得少于12次；d．插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。
1.2.2.3用震动台振实制作试件应按下述方法进行：a．将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；b．将填满混凝土的试件放到震动台上，均与放置，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析；一般振捣时间为10s。震动到试件出浆为止。c.刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。
附：混凝土试件尺寸（仅供参考）（如图二）
骨料最大粒径(mm) 试件尺寸(mm)
≤31.5 100＊100＊100
≤40 150＊150＊150
≤63 200＊200＊200

图二

（三）混凝土立方体试件的强度规定：
混凝土混凝土立方体抗压强度标准值用fcu,k表示。
《混凝土结构设计规范》规定　　
GB50010《混凝土结构设计规范》规定：混凝土立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
《混凝土强度检验评定标准》规定　　
GB50107《混凝土强度检验评定标准》规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。混凝土强度代表值的确定，应符合下列规定： 　　
1、取3个试件强度的算数平均值做为每组试件的强度代表值。
2、当一组试件中强度的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值作为该组试件的强度代表值。
3、当一组试件中强度的最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%时，该组试件的强度不应作为评定的依据。
二、混凝土的养护基本要求
混凝土浇捣后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。【浇水养护，保持适宜的湿度，保证水泥水化反应的进行】。

砼（混凝土）的养护目的：一是创造各种条件使水泥充分水化，加速砼硬化；二是防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。
砼养护法分为自然养护和加热仰浮两种。现浇砼在正常条件下通常采用自然养护。自然养护基本要求：在浇筑完成后，12h以内应进行浇水养护；砼强度未达到C12以前，严禁任何人在上面行走、安装模板支架，更不得作冲击性或上面任何劈打的操作。
（一）养护要求
1、试件成型后应立即用不透水的薄膜或者土工布覆盖表面。（如图三）

图三

2、采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入标准养护室中养护，标养室由GK-II型标准养护室恒温恒湿控制仪控制（如图四），使要养护的试件控制在温度为20±2℃，相对湿度为不小于95％以上的条件下，或在温度为20±2℃的不流动的 饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10～20mm，试件表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋。

图四

3、同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，用气压泵拆模后，试件仍需保持同条件养护。(如图五)
图五

4、标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。

（二）养护工序、时间等规定
1、覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法。主要措施是：应在初凝以后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水（12小时后）上面覆盖麻袋片、编制布、土工布等片状物。浇水工具可以采用水管、喷头、水桶等工具保证砼的湿润度。
2、养护时间与构件项目、水泥品种和有无掺外加济有关，常用的五种水泥正温条件下应不少于7天；掺有外加剂或有抗渗、抗冻要求的项目，应不少于14天。

（三）有关混凝土初凝和终凝的论述

凝结时间的话，分成初凝和终凝。当混凝土刚开始失去塑性叫做初凝，当混凝土完全失去塑性就叫做终凝
一般来说混凝土的凝结时间和水泥的凝结时间有关。对普通水泥而言，初凝不小于45min，终凝不迟于10h。混凝土也差不多。但是现在的混凝土往往都掺有一些混合材和外加剂，会影响正常的凝结时间，尤其是外加剂。混凝土外加剂分很多品种，有关凝结时间的有混凝剂和速凝剂等等，可以延长或者缩短凝结时间。
一般来说，凝结时间过长，对后期强度影响不是很大。混凝土强度主要和水灰比和水泥用量有关。但是如果凝结时间过长，而在这段时间混凝土受到意外的伤害，这个就难说不会降低混凝土的强度了。
混凝土凝固时间一般称养护时间，以天为单位又称龄期。混凝土的强度随养护时间的增加而不断增长，呈曲线关系。14天以前，曲线较陡，14天以后曲线开始变得平缓，28天以后曲线更加平缓。就是说混凝土随养护时间的延长，强度不断地增长，开始较快，以后则渐缓，大约在2～3年以后，强度才停止增长。
混凝土强度的增长一般与养护时间有关，还与水泥的品种、养护条件、环境温度有很大的关系。如使用42.5号普通硅酸盐水泥配制的混凝土在自然条件下养护，环境温度20℃时， 7天可达到设计强度的60%， 28天可达到设计强度的95～100%；而在环境温度10℃时7天只能达到设计强度的45%左右，28天也只能达到设计强度的80%左右。在负温度的条件下，只要混凝土受冻前强度已达到设计强度的30%以上，混凝土的强度也能增长，但增长较慢。水泥从加水拌和后45分钟到1小时，水泥的凝胶开始凝结，这时简称初凝；至拌和后12小时，水泥凝胶的形成大致终了，这段时间称为终凝。但这时所形成的水泥凝胶还处在软塑状态中，还需要等几小时以后，才能逐渐硬化，变成固体状态。一般把水泥拌和后由流动状态失去可塑性变为固体状态的这段时间称为“凝结过程”，而把以后逐渐产生强度的时间称为“硬化过程”。
水泥浆在初凝之前具有一定的流动性，在这段时间里宜进行运输、浇灌、捣固等工作。自初凝到终凝以前，它的流动性逐渐消失，如再经振动，则已凝结的胶体还能闭合，但自拌和后6小时（即近于终凝时）至8小时，它已丧失流动性，不具备强度，遇有损伤则不能自行闭合，所以不能承受外力，在这段时间内必须加强养护，保证其强度的稳定发展。
凝结=流态--失去可塑性--固态
初凝：逐步失去塑性而得到初步硬化。
终凝：完全失去塑性而开始具有强度。
为保证混凝土施工中有足够的操作时间，在水泥标准中规定，水泥的初凝时间，由加水时起不得早于45分钟。为尽快开始下一步工作，不至于拖延工期，又规定水泥的终凝时间不得迟于12小时。我国生产的普通水泥，一般初凝为1～3小时，终凝为5～8小时。
就内因而言，混凝土的初凝和终凝主要受到胶凝材料组分和外加剂的影响。胶凝材料的活性越大，如水泥中C3A含量高、水泥和矿渣细度大都可能使得初凝时间提前。外加剂，特别是速凝剂和缓凝剂的使用，在很大程度上可以控制混凝土的初凝和终凝。甚至有的缓凝剂可以无限期延缓混凝土得凝结时间，外加剂与水泥（或者其他胶凝材料）发生不相容情况，造成的混凝土事故之一就是混凝土的工作性迅速损失(凝结时间异常）。从外因而言，影响混凝土得凝结时间主要是温度。温度越高，凝结时间越提前。
初凝和终凝的准确测定一直是一个比较困难的事情，最常用的方法之一是贯入阻力法，可参见ASTM C403 penetrotion resistance method.其他一些方法，如可以采用超声波或者电测法。在初凝和终凝前后，超声波在混凝土的传播速度会发生较大变化，据此判定初凝和终凝时间。同样，借助凝结前后，混凝土的电导率（或者电阻率）的显著差异也可以对凝结时间进行判断。凝结前，混凝土无法测定其强度，强度发展曲线很难得到。一些教学示意图可以作为参考：P.k Mehta.Concrete: microstructure,properties, and materials。
初凝时间大致相当于混凝土拌合物不再适合正常浇筑的时间，终凝时间接近于硬化开始的时间。凝结基本上由C3S的水化作用所控制；在初凝以前新拌混凝土拌合物将失去一定的坍落度，而终凝之后一段时间将获得适当的强度

（四）根据实验相关要求，对于已经养护7天、28天的混凝土试件，实验人员应该在日期到来之前前3天或者4天，与监理人员共同送试件到委托试验单位，按试验单位的要求填写委托书和办理其他手续。

附：回弹法测混凝土：一般建筑上用得比较多的混凝土回弹仪（如图六），是一种便携式测试仪器，是用于测量混凝土的强度（硬度）用的，它的作用原理就是利用了不同表面硬度的混凝土对回弹仪的“击锤”会产生不同的“反作用力”（反弹力量）而制成的，混凝土的表面强度越高（只要震捣均匀的混凝土，其表面强度和其内部强度应该基本相同的），它反弹（回弹）的值就越大。使用时，一般在其待测的建筑物表面用粉笔画出一个约50厘米边长的正方形，并且把这个方块内画上9格等分的小方块，然后在每个小方块中心部位用回弹仪测试一次，经过9次测试后的数值相加并且除以9取平均值，就是该待测混凝土建筑体的强度值。
图六