成熟度法推定混凝土早期强度

冬季施工，普通砼采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其受冻临界强度应为设计强度标准值的30％，采用矿渣硅酸盐水泥配置的砼应达到40％;掺加防冻剂的砼，当最低气温不低于－15℃时，其受冻临界强度不低于4Mpa，最低气温不低于－30℃时，其受冻临界强度不低于5Mpa。

采用成熟度法，通过测温和计算可以推定达到临界抗冻强度的时间，达到临界抗冻强度后，加热措施（综合蓄热法）可以取消。

当混凝土的养护温度为一变量时,混凝土的强度可用成熟度的方法来估算。其原理是：相同配合比的混凝土，在不同的温度、时间下养护，只在成熟度相等,其强度大致相同.计算方法如下：

(1）适用范围

本法适用于不掺外加剂在50℃以下正温养护和掺外加剂在30℃以下正温养护的混凝土,亦可用于掺防冻剂的负温混凝土。

本法适用于估算混凝土强度标准值60％以内的强度值。 （2）前提条件

使用本法估算混凝土强度，需要用实际工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5组混凝土立方体标准试件，在标准条件下养护，得出1、2、3、7、28d的强度值。

使用本法同时需取得现场养护混凝土的温度实测资料（温度、时间）. （3）用计算法估算混凝土强度的步骤

1）用标准养护试件1～7d龄期强度数据，经回归分析拟合成下列形式曲线方程：

fae(22-14)（施工手册中采用此公式）

式中 f-—混凝土立方体抗压强度（N/mm2);

D—-混凝土养护龄期(d）; a、b——参数。

2）根据现场的实测混凝土养护温度资料，用式（22—15）计算混凝土已达到的等效龄期（相当于20℃标准养护的时间）。

t＝ΣαT·tT （22-15）

式中 t--等效龄期（h)；

bDαT——温度为T℃的等效系数，按表22-30采用； tT——温度为T℃的持续时间（h）.

3)以等效龄期t代替D代入公式（22—14）可算出强度。 (4)用图解法估算混凝土强度的步骤

等效系数αT 表22-30

温度T (℃) 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 等效系数 αT 3.16 3.07 2.97 2.88 2。80 2。71 2。62 2。 2.46 2.38 2。30 2.22 2。14 2。07 1.99 1。92 1。85 1.78 1。71 1。65 1。58 1。52 温度T （℃) 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 等效系数 αT 1.45 1。39 1.33 1。27 1.22 1。16 1.11 1。05 1。00 0。95 0。91 0.86 0.81 0。77 0。73 0。68 0。 0.61 0.57 0.53 0.50 0.46 温度T （℃） 6 5 4 3 2 1 0 -1 —2 —3 —4 —5 -6 —7 —8 —9 -10 -11 —12 -13 —14 -15 等效系数 αT 0.43 0.40 0.37 0。35 0.32 0.30 0.27 0.25 0.23 0.21 0.20 0。18 0.16 0.15 0。14 0。13 0.12 0.11 0.11 0.10 0。10 0。09 1）根据标准养护试件各龄期强度数据，在坐标纸上画出龄期—强度曲线； 2）根据现场实测的混凝土养护温度资料，计算混凝土达到的等效龄期； 3）根据等效龄期数值，在龄期—强度曲线上查出相应强度值，即为所求值。

试验数据

本次试验数据为生料库库底板C30砼

混凝土标准养护强度1—1

龄期(d） 1 2 3 7 强度（N/mm2） 3.09 10。1 14。09 18.53

计算法:

根据混凝土标准养护强度进行回归分析

对这个式子fae两边取对数，变为lnflna

DbDbˆbnxiyi(xi)(yi)i1i1i12nnnnxi(xi)2i1i1nn这是求b的式子。

ˆxybˆxˆˆybaelna因此,这是求a的估计值的式子。

龄期倒数- 强度对数表1—2

期龄的倒数xi 1

强度的对数yi 1.1282

对数是近似值取了小数点后四位。

ˆb1/2 2。3125 1/3 2.55 1/7 2。9194 1111114(1.128212.31252.552.9194)(1)(1.12822.31252.552.9194)237237

11111124(1)(1)49492372.1369

1.12822.31252.552.9194y2.2514

411112370.2785x 4

ˆe2.25140.4942.136927.3031 a

a=27.3031,b=—2.1369

e=2.7183

对养护情况，每隔两小时进行测温,计算平均温度，查等效系数аT，计算t＝ΣаTtT，D=t/24代入上式即可推定出强度。

图解法：

错误!龄期强度曲线1—3

f27.3031e2.1369D

混凝土浇筑后测温记录1-4

1 从教筑起计算时间 0 4 8 10 12 14 16 18 20 2 3 间隔的时间tT（h） 10 12 17 18 20 20 22 22 25 4 4 2 2 2 2 2 2 11 14.5 17.5 19 20 21 22 23.5 0.61 0.75 0.88 0.95 1 1。05 1.11 1.19 2。44 3 1。76 1。9 2 2.1 2。22 2.38 4 5 6 温度（℃） 平均温度T（℃） аT аT×tT 22 24 26 28 72 25 25 26 27 18 2 2 2 2 44 25 25 25。5 26。5 22。5 1.27 1。27 1。3 1.36 1.14 2. 2. 2。6 2。72 2。28 错误!根据曲线查得强度为4Mp时，龄期为1.12天.

3以图表上查得的期龄为等效欺龄，在1—4表中查得为27小时 ○

2) 成熟度法计算混凝土早期强度

1)用标准养护试件各龄期强度数据，经回归分析拟合成成熟度-强度曲线方程：

fae（22-14)

bM式中 f—-混凝土立方体抗压强度（N/mm2）；

M—-混凝土的成熟度(℃·h）;按下式计算：M＝0(T15)t （22—16） T——混凝土温度(℃）; Δt—-两次测温间隔时间（h）。 a、b-—参数。

2）取成熟度M代入公式（22-14）可算出强度f 3）取强度f乘以蓄热法调整系数0.8

混凝土浇筑后测温记录及成熟度计算表 1—5 1 2 3 4 从浇筑起算养护时（℃）实测养护温度℃ 间隔时间t平均温度T 间h （h） 0 6 4 6 4 6 8 8 4 7 12 10 4 9 14 12 4 12 16 13 4 12.5 20 13 4 13 24 28 30 13 4 15 4 15 4 合计：∑（T+15）t 13 14 15 5 （T+15)t t 84 88 96 108 110 112 112 116 120 946 标准养护个灵气混凝土强度—成熟度 1—6 龄期（d) 强度（N/mm) 成熟度（℃·h） 1 3.09 840 2 10。1 1680 3 14。09 2520 7 18.53 5880 对混凝土养护的龄期取倒数,强度取对数 1—7

成熟度倒数xi 1/840 1/1680 1/2520 1/5880 强度对数yi 1.1282 2。3125 2。55 2.9194

对这个式子faennbM两边取对数，变为lnflnanbM

ˆbnxiyi(xi)(yi)i1i1i12nxi(xi)2i1i1nn这是求b的式子。

ˆxˆyblna

ybxˆae因此，这是求a的估计值的式子.

ˆ

ˆb4(1.1282111111112.31252.552.9194)()(1.12822.31252.552.9194)840168025205880840168025205880

1111111124()()84021680225202588028401680252058801795.0178

1.12822.31252.552.9194y2.2514

41111x8401680252058805.88154

4

ˆe2.25141795.01785.881542.5843 a4

解得a=4205843,b=-1795.0178

f42.5843e1795.0178MM

b1795.0178837.9915(C。•h)lnflnaln5ln42.5843

混凝土浇筑后测温记录及成熟度计算表查得，达到抗冻临界强度时间在浇筑混凝土后28～30小时之间。