关键词：混凝土试件强度检验
1.前言
随着混凝土技术的进步和发展，高强混凝土(以下简作HSC)的应用已越来越广。《高强混凝土结构技术规程》(CECS104：99，以下简作《规程》)已于1999年颁布实施，必将进一步推动HSC的设计和应用。由于HSC的强度和质量要求的提高以及大量掺合料的使用，与普通混凝土相比，无论是试件强度检验、构件强度检验，尤其是质量检验验收标准等，均提出了许多新的问题和更高的要求。甚至产生了这样一种概念：配制和生产HSC已不存在太多困难，而如何准确测定评价HSC的强度，己成为急需解决的技术难题。我们在相关试验研究和实际工作中也遇到了许多此类问题。如试件强度远低于或远高于实际构件混凝土强度；构件混凝土强度采用何种无损检测方法准确评价等等。本文主要就此提出相关问题和建议，以期在推广应用HSC的同时，更好地把握和确保工程质量。
2．HSC的试件强度检验
2．1试件尺寸和平整度
随着HSC强度的不断提高，试验机量程的限制，以及骨料最大粒径一般为25mm，因此，在科学研究和实际工作中不可避免地采用100×100×100(mm)的立方试件。在普通混凝土中，与标准试件150×150×150(mm)的尺寸换算系数为0.95。而HSC中一般均小于此值。且随着强度提高，折算系数下降。《规程》中提出的100mm立方体试件折算成标准尺寸试件的折算系数如表1:
表1
Fcu,10(MPa)KFcu,10(MPa)K
≤550.9576--850.92
56--650.9486--950.91
66--750.93>960.90
问题的关键在于强度提高何以使折算系数下降。普通混凝土中主要认为是大试件存在内部缺陷概率高，在HSC中同样有这一因素，但还存在更重要的因素，其中最主要的是试件平整度。试件强度越低，塑性越大，可调变形量大，表面平整度对实际强度的影响就越小。试件强度越高，材料脆性越大，可调变形量小，表面不平整度和不平行度对实际强度的影响就越大。通常情况下，小试件的表面平整度和平行度均高于大试件。因而许多试验结果(清华大学、北京城建集团构件厂等)表明，其折算系数比《规程》提供的值更低(平均强度Fcu,10=70.4MPa，K实=090；Fcu,10=60MPa，K实=0.92)。但我们采用相对严格平整的大小试件试验结果表明，C60～C80的混凝土强度折算系数均为0.95。因此，当用小试件结果换算标准尺寸强度时须注意这一问题。虽然我们还很难定量描述试件不平整度对强度影响率，但对HSC强度试件保证足够的表面平整度和平行度是必需的，必要时对试件进行磨平抛光，否则将严重降低强度值，亦即要选用优质的混凝土试模，并做到严格的定期检验和修正。同样对试验机的承压板也应及时检验。
此外，试验操作时的试件偏心受压对HSC的影响率比普通混凝土要大，试件尺寸越小，越易引起偏心，使测试结果偏低。虽然试件表面不平整度、不平行度和偏心受压，均使测试结果偏小，对结构物是安全的，但科学地准确评价HSC的强度，确保测试结果与实际强度的一致性是我们的宗旨。当用小试件折算标准试件强度时更应引起重视。
2.2试验和养护条件对测试结果的影响
当标准试件的抗压强度大于70MPa时，对部份试验室所拥有的2000kN试验机来说，已达量程的80％以上，对测试结果将有一定影响。这仅仅是问题的一部分。由于不同生产厂家，不同构造型式的试验机刚度不尽一致，同量程试验机对同一批HSC试件测试结果也会有差异，不同量程试验机的测试结果差异就更大。如清华大学的一组试验结果如表2。
表2
试验机标准试件平均强度(MPa)(55组)fcu100mm立方体试件平均强度(55组)f′cufcu/f′cu
长春产5000kN59.768.60.87
长春产2000kN63.869.40.92
无锡产2000kN65.173.10.89
芬兰和日本也用不同试验机对测试结果的影响做过研究。如芬兰采用20台试验机对80MPaHSC试验结果显示，强度最低组与最高组之比为75％；对40MPa的混凝土，其比值升高为85％。日本也同样采用20台不同试验机对100MPa和60MPa的两批HSC进行试验，结果表明强度最低组与最高组之比值分别为69％和76%。所有这些试验资料均说明一个问题：随HSC强度等级的提高，不同试验机对测试结果的影响变得显著，而对低强混凝土的影响相对就较小，这是试验检测中有待研究和引起足够重视的。
养护条件对测试结果的影响。主要指早期养护和温湿度。试件成型后通常经24h后脱模。由于大部分试验室(特别是江南)成型时无恒温、恒湿条件，春夏秋冬四季温差和相对温度差异较大，试模内的24h非旦严重影响HSC的早期强度，也直接影响到28天强度。我们在20℃和10℃，相对湿度80％和75％条件下，配制C60HSC，测得的结果表明，7天强度相差10％，28天强度差7.5％。而对C20～C30混凝土的影响很小。这是因为HSC的W／B小，早期强度发展快，温度敏感性大。因此，在配制HSC时，如无恒温恒湿条件，则成型后必须立即移入养护室护养，如若无此条件，则尽可能缩短在试模内的时间，提前拆模。并且表面覆盖塑料膜或其它保温保湿措施，严防水份挥发影响强度。
另一方面，我国普通混凝土的标准养护条件是20±3℃，相对湿度90％以上或水中养护。亦即表明相对温度90％以上养护与水中养护对强度影响不大。对HSC来说，由于本身非常致密，后期失水或吸入水份的可能性均较小，特别是当W／B小于0.28时，试件内部处于相对缺水状态，加之HSC自收缩较大，故水中养护产生的表层湿胀，易加重试件内外的应力差，导致试件强度降低。如水中养护试件经24h空气干燥后，重量几乎不变，但由于应力差减弱，C60HSC的强度提高78％，而C25混凝土强度几乎不变。因为高W／C低强混凝土早期失去的往往是自由水，对强度影响不大，后期继续干燥产生的强度提高，通常认为是软化系数的概念，这一点是有别于HSC的。W／B小于0.4时水中养护试件，经劈裂试验，仅表层20mm左右湿润，内部均较干燥。因此，作者认为，HSC养护最佳湿度条件是90％以上潮湿空气(与普通混凝土一致化)或简单的塑料膜密封养护。
3HSC试件强度与构件混凝土强度的相关性
前面分析讨论的影响试件强度的因素，总的来说是导致试验结果偏低，这对安全是有益的。但水化热问题，自收缩问题及现场养护条件问题，情况就比较复杂。
3.1水化热对强度的影响
通常我们把最小截面尺寸大于1m的构件称之为大体积混凝土，必须采取有效措施控制水化热引起的内外温差。其主要目的是防止温差裂缝的产生，而对温度升高引起强度的变化问题未加重视。GB5020492和《规程》中也未提及。对截面尺寸大于0.6m的梁板构件，在普通混凝土中可以说很少对水化热问题引起重视，但对HSC来说，由于水泥用量的增加，水化热引起的温差应力和温度对强度的影响已显得十分重要。有资料表明［1］,当水泥用量达400kg／m3时，0.5m厚的试件中心温峰可达45℃(环境温度20℃)，虽然温差尚在GB5020492规范允许范围内，但对硅酸盐水泥或普通水泥配制的混凝土而言，足以使28天及后期强度显著下降。如环境温度升高，或水泥用量进一步增加，一方面绝对温升将显著提高；另一方面，温峰出现的时间更早，高效减水剂的使用也将加剧这一现象，对混凝土强度造成的危害更大。当然，混凝土厚度提高，绝对温度也更高，如1.5m厚时中心温峰可达65℃(水泥400kg／m3，环境温度20℃)。因此，必须注意到试件尺寸小受水化热影响小，从而使试件强度尤其是长期强度高于实际构件强度，特别对采用纯硅酸盐水泥或普通水泥配制的HSC或较大构件尺寸的混凝土更应引起重视。
当采用较高掺量掺合料时，特别是掺用粉煤灰(FA)、矿渣(SG)或沸石粉时，情况则完全相反。因水化热对这类混凝土的早期和后期强度均十分有利，试件强度就会小于构件混凝土实际强度值。但掺硅粉混凝土例外。因此，对HSC而言，截面最小尺寸超过05m的构件就应对水化热问题引起足够重视，且不是简单的控制温差，更重要的是控制绝对温升。其中最有效的办法就是掺用适量FA、SG或沸石粉。
3.2自收缩对强度的影响
HSC的自收缩值7天可达100×10-6mm以上,人们普遍关心的是对HSC裂缝影响，尤其是早期裂缝，但对强度的影响研究很少。从某种意义上来说，在钢筋混凝土构件中，自收缩引起的微裂纹(假如存在)在钢筋等约束条件下，对抗压强度影响可能很小，但也正因为钢筋约束使混凝土处于拉应力状态，对抗拉强度产生较大影响。此时，若以试件劈拉强度或轴拉强度来推算构件混凝土抗拉强度时，就会显得不安全。因为试件尺寸小和自由度大，自收缩引起的拉应力几乎可忽略，当以抗压强度折算抗拉强度时也应注意这一问题，但其影响值有多大，有待进一步研究。
3.3自然养护条件对强度的影响
湿度条件对普通混凝土的强度影响非常显著，对尺寸相对较大的构件，常出现表层混凝土强度低于内部强度的现象。主要是水灰比大，孔隙多，失水过早、过多所致。试件的尺寸相对较小，若不经潮湿养护，也有可能导致试件强度低于实际构件强度。对HSC来说，关键是早期潮湿养护非常重要，而后期因混凝土较致密，很难失水，湿度条件对强度的影响相对较小。
温度条件对普通混凝土强度亦有影响，但远不及对HSC来得显著。
(1)硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的HSC(不掺或掺很少量混合材)，由于水化热的作用，试件强度往往高于构件混凝土实际强度，表层强度高于内部强度，这在夏季施工时尤为显著。当试件采用标准养护(非现场养护)时，试件强度将更加偏高。即使冬季施工，当构件尺寸较大时，试件强度仍有可能高于实际构件强度。这是非常值得重视的。
(2)掺大量混合材配制的HSC，情况与上述相反。如大量掺入粉煤灰、普通磨细矿渣或沸石粉配制的HSC，水化热只要不引起较大的温差应力，它将大大有利于混凝土强度的提高，此时试件强度低于构件实际强度，内部强度则高于表层强度，冬季施工、现场自然养护时更显著。夏季施工时，若试件采用标准养护，则试件强度更低于构件实际强度，可以这样说，20±3℃的标准养护条件，对普通水泥和硅酸盐水泥混凝土是适宜温度，面对高掺量混合材配制的HSC，这一“标准”温度应高得多。认识这一点是非常必要的，它从另一个侧面要求我们在配制HSC时，尽可能多地掺用粉煤灰、矿渣和沸石粉。
4构件混凝土强度评定
(1)回弹法只能评定C50以下的构件混凝土强度。若要采用这一简单的方法评定HSC的强度，就必须建立新的测强曲线或研制新型的回弹仪。这是一件很迫切的工作。
(2)超声波法、超声回弹综合法和拔出法的仪器设备，理论上对HSC也是适用的，但由于弹性模量，拉、剪强度与抗压强度的非同步增长，故需尽快建立相应的测强曲线。上海建科院和同济大学已开展了相关研究〔2〕，但全国各地差异较大，一方面宜建立地方性测强曲线，另一方面需要全国通力合作，建立全国通用曲线。
(3)钻芯法是最值接的评定方法，通常也是最可靠的构件混凝土强度检测法。但在HSC中应用，钻机钻取芯样时必须有非常优异的稳定性，一旦钻机颤动，表面出现波纹状，将使芯样强度严重降低，类似于＜C10的混凝土，钻切加工引起损伤，使强度偏低。因此钻芯设备必须有很高的精度。芯样承压面的平整光洁度，当能满足普通混凝土要求时，对HSC影响可能仍较大，承压面必须严格平整光洁平行。当采用抹平处理时，必须保证抹平材料强度与混凝土强度接近，偏低或偏高均会导致试件强度偏低。因此，对HSC构件强度检测方法、除钻芯法尚能应用外，其余检测方法急需科研院校和仪器设备生产厂家的联合攻关。
5几点建议
(1)HSC的试模必须严格保证足够的尺寸和平面、直角精度，以确保试件质量，必要时磨平抛光，否则使试件强度偏低。试验操作时须特别仔细。
(2)试验机必须保证足够的刚度，尽可能采用较大量程的试验机，以免使测试结果偏大。
(3)加强早期保湿养护或提早拆模，防止早期失水。尽可能采用潮湿养护。
(4)对不掺混合材的HSC，试件强度可能高于实际强度，特别是构件尺寸≥50cm或夏季施工时更要注意其强度修正。
(5)对高掺量混合材HSC，试件强度往往低于构件强度。冬季施工或采用标准养护时更应引起重视。
(6)对构件尺寸大于50cm的HSC，不但要控制温差，也要特别重视绝对温度对强度的影响。应尽可能多掺混合材降低水泥用量。
关键词：钢管混凝土叠合柱；箍筋约束；强度理论；极限承载力
中图分类号：TU312；TU398
文献标志码：A文章编号：1674-4764（2016）05-0020-07
Abstract：Based on the unified strength theory and the influences of intermediate principal stress and the material of tension and compression ratio were considered when coming down to the ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced high strength concrete column. Effective constraint coefficient and ineffective constraint coefficient were introduced to consider the different constraint functions of concrete derived from the stirrups， the constraint concrete outside steel tube was divided into effective constraint region and ineffective constraint region. The square section was equivalent to circular section to consider the double constraint function to concrete in steel tube derived from steel tube and outer steel reinforced concrete. Then a new method for the axial ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced concrete column was deduced. The results were in good agreement with the experimental results and the correctness of the theory formulae was proved. Influential effects of some parameters were analyzed and the analysis results showed that the ultimate bearing capacity of square steel tube-reinforced high strength concrete column increased with the increase of the side pressure coefficient. Influence coefficient of intermediate principal stress， the material of tension and compression ratio and the longitudinal reinforcement ratio， while it decreases with the increase of radius-thickness ratio.
Keywords：steel tube-reinforced concrete column；stirrup constraint； strength theory； ultimate bearing capacity
高强钢管混凝土叠合柱是由截面中部的高强钢管混凝土柱和钢管外的钢筋混凝土叠合而成的柱，也可以看成是在钢筋混凝土内置钢管混凝土而成的柱，内截面钢管形式有圆钢管、方钢管和矩形钢管，又可称为核心高强钢骨混凝土组合柱。高强混凝土有强度高、变形小的优点，但其延性差、脆性大，不利于抗震；将其与钢管结合，可以充分发挥二者的性能，同时也具有较好的变形能力、较大的刚度和良好的抗火性能等优点，经济效益良好[1-2]。
国内外对钢管混凝土已经进行了较多的研究。Evirgen等[3]通过钢管混凝土柱的轴压试验，分析了宽厚比、混凝土强度等因素对钢管混凝土柱极限承载力、延性和屈曲行为的影响；Wang等[4]基于18根圆形钢管混凝土柱轴压和偏压的试验结果，详细地介绍了该型构件的失效模式、承载能力等性能；吕学涛等[5]对圆钢管钢筋混凝土短柱进行明火试验，分析了升温时间和配筋率对受火后钢管钢筋混凝土短柱剩余承载力、刚度和延性的影响规律。而对钢管混凝土叠合柱的研究相对较少：幸坤涛等[6]利用数值分析方法对高强钢管混凝土核心短柱在轴心受压时的荷载变形关系曲线进行了全过程分析；聂建国等[7]考虑核心钢管混凝土和普通混凝土受压性能存在的明显差异，分析了混凝土体积配箍率等因素对柱协同工作的影响；龙跃凌等[8]在分析核心钢管混凝土组合柱受力机理的基础上，同时考虑圆形截面和方形截面对钢管外混凝土的影响，对核心钢管混凝土组合柱承载力进行了分析；郭全全等[9]进行了叠合柱短柱偏心受压试验，并基于试验采用截面极限平衡理论提出了叠合柱偏心受压短柱的正截面承载力公式；徐蕾等[10]利用有限元分析软件和试验结果对钢管混凝土叠合柱火灾下的温度特性和力学性能进行了研究。
目前，对于高强钢管混凝土叠合柱轴压承载力的计算，部分研究只考虑钢管对混凝土的约束作用而未考虑箍筋的约束作用；部分考虑钢管对混凝土的约束作用和箍筋对混凝土的约束作用，但均未考虑混凝土对钢管内混凝土的约束，即未考虑钢管内混凝土受到的双重约束。在实际工程中，叠合柱配箍量较多，在达到极限状态时，箍筋约束混凝土不会过分剥离，能和钢管内混凝同承担荷载。而尧国皇[11]的有限元结果也表明钢管核心混凝土受到钢管和钢筋混凝土的双重约束，其承载力比同样条件下普通钢管混凝土中混凝土要大。因此，考虑内部混凝土受到的双重约束作用是有必要的。本文以内配圆钢管的方形截面高强钢管混凝土柱为研究对象。构件处于较高应力状态时，箍筋约束混凝土角部受到约束强，边缘中部受到的约束弱，对箍筋约束混凝土利用Mander模型[12]进行有效约束区和非有效约束区的划分，推导出有效约束区系数和非有效约束区系数，同时，本文考虑钢管核心混凝土受到钢管和钢筋混凝土的双重约束效应，基于统一强度理论对钢管和钢管约束混凝土承载力分析，推导出方形截面高强钢管混凝土叠合柱的轴压极限承载力，与文献试验值对比验证，并分析了径厚比、中间主应力影响系数、材料拉压比、纵筋配筋率、侧压系数的影响特性。
1 双剪统一强度理论
俞茂宏以双剪单元体和双剪屈服准则为基础，考虑应力状态的所有应力分量以及它们对材料屈服和破坏的不同影响，建立了一个全新的强度理论和一系列新的典型计算准则。统一强度理论包含了无限多个计算准则，几乎可以适用于各种材料，应用十分方便。其表达式为[13]
2 极限承载力的计算
2.1 箍筋约束钢管外混凝土承载力
实际工程中，构件达到极限状态时，内部钢管的横向变形较小，故不再考虑钢管变形对箍筋约束混凝土的影响[1]。研究表明，方形截面的箍筋对混凝土约束较弱，且对混凝土的约束不均匀，仅在箍筋转角处对混凝土有较大的约束[8]。箍筋约束混凝土有效约束区和非有效约束区划分如图1所示。
基于文献[8]的假设：箍筋对其约束混凝土的约束应力均匀分布，则箍筋受力如图2所示。
2.3 钢管约束混凝土的承载力
基于文献[8]的结论，本文考虑钢管混凝土对钢管混凝土的约束作用。且箍筋对混凝土的约束作用均匀分布。而方钢管对于混凝土的约束效应，等同于间距为零的箍筋对混凝土的约束承载力的效应。方钢管轴压承载力的计算过程中，认为钢管对混凝土的约束也均匀分布[18]。箍筋约束混凝土和厚度与箍筋直径相同的钢管约束混凝土，二者不同的是侧面对于混凝土的约束：钢管是连续的，箍筋是间断的。本文在方钢管的基础上引入侧向约束系数ke2来考虑箍筋对混凝土约束的不均匀性，从而将箍筋约束混凝土转化为方形钢管约束混凝土。
按照截面面积和含钢率相等将方钢管的有效约束应力等效为圆形钢管混凝土的侧压力p，则混凝土和钢管受力如图3所示。
2.4 钢管混凝土叠合柱轴压承载力
在构件达到极限承载力之前，外侧的保护层混凝土早已被压碎[21]，因此，在本文计算承载力时不再考虑混凝土保护层对极限承载力的贡献。并且在构件达到极限承载力时钢管和纵向钢筋已经屈服。方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力由箍筋约束钢管外混凝土、纵筋、钢管、钢管约束混凝土构成。计算公式为
3 算例验证与分析
3.1 计算结果对比
由于钢材的拉压强度相近，取拉压比为α=1，取k=2.1，b=1时[16]，将文献[22]和文献[23]中的部分试验数据代入式（21）中进行计算并与试验值对比，结果见表1。
3.2 影响因素分析
3.2.1 侧压系数和纵向配筋率的影响
取文献[22]中试件FZ-2和FZ-3柱为对象，取不同的侧压系数k值（1.5、2.0、2.5、3.0）以及不同的纵向钢筋配筋率（0.85%、1.15%、1.51%），得到的极限承载力的变化情况如图4、图5所示。
试件破坏时，纵筋已经屈服[8]，在一定范围内，纵向配筋率的增加会贡献更多的承载力。图中也可以看出：承载力随着纵向配筋率的增大而增大；侧压系数越大，对混凝土的约束越强，故承载力越大。经分析，k值每增大1，承载力约提高917 kN。
3.2.2 钢管径厚比对极限承载力的影响
径厚比的影响主要表现在对核心混凝土的约束作用上。径厚比不同，其对混凝土的约束作用就不同，钢管径厚比越大，其对混凝土的约束作用越弱，反之，约束作用越强。以文献[22]中FZ-1柱，采用不同的径厚比，得到的承载力变化如图6所示。
由图6可知，随着径厚比的增大，极限承载力逐渐变小，并且减小的速率越来越慢。故为获得较大的承载力，钢管的径厚比不宜过大。
3.2.3 材料拉压比α与中间主应力影响系数b的影响
以文献[22]中试件FZ-2为例进行分析，取α分别为0.8、0.9、1.0，取b分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0进行承载力的计算，如图7所示。
由图可见，在中间主应力系数b不变的情况下，承载力随着α值的增加而增加；在材料拉压比α不变的情况下，中间主应力系数b越大，承载力越高；而理论上b值越大，极限面也越大，理论与试验分析相吻合。在中间主应力增加量相同的情况下，材料拉压比越大，承载力曲线斜率越大，即承载力增加越多。综上所述，中间主应力和材料拉压比对承载力有影响，故计算时考虑二者对承载力的影响会使结果更加精确。
4 结 论
1）基于双剪统一强度理论，综合考虑了材料拉压比、中间主应力的影响，并且考虑了内部混凝土受到的双重约束作用，推导出了高强钢管混凝土叠合柱轴压承载力的计算公式。该公式能合理的考虑材料的实际性能，又能真实的反应构件各部分的受力状况。通过试验值与本文理论计算值的对比，证明本文推出的方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力计算方法是正确的。
XU L，LIU Y B.Research on fire resistance of CFSTRC subjected to fire [J].Journal of Building Structures，2014，35（6）：33-41. （in Chinese）
[11] 尧国皇.钢管混凝土叠合柱轴压工作性能研究[D].北京：清华大学，2012.
YAO G H.Research on performance of concrete-filled steel tube reinforced concrete columns [D].Beijing：Tsinghua University，2012. （in Chinese）
[12] MANDER J B，PRIESTLEY M J N，PARK R.Theoretical stress-strain in model for confined concrete [J].Journal of Structural Engineering，1988，114（8）：1804-1826.
[13] 俞茂宏.混凝土强度理论及其应用[M].北京：高等教育出版社，2002.
YU M H.Concrete strength theory and its engineering application [M].Beijing：Higher Education Press，2002. （in Chinese）
[14] VARMA A H，SAUSE R，RICLES J M，et al.Development and validation of fiber model for high strength square concrete filled steel tube beam-columns [J].American Concrete Institute Structural Journal，2005，102（1）：73-84.
[15] 吴鹏，赵均海，李艳.方钢管混凝土短柱轴压极限承载力研究[J].四川建筑科学研究，2013，39（3）：8-13.
WU P，ZHAO J H，LI Y，et al.Study on the axial ultimate bearing capacity of square concrete-filled steel tubular，stub column [J].Sichuan Building Science，2003，39（3）：8-13. （in Chinese）
[16] 赵均海.强度理论及其工程应用[M].北京：科学出版社，2003.
ZHAO J H.Strength theory and its engineering application [M].Beijing：Science Press，2003. （in Chinese）
[17] 中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会.高强混凝土结构设计与施工指南[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2001.
China Civil Engineering Society High Strength and High Performance Concrete Committee.High strength concrete structure design and construction guide [M].2 Edition.Beijing：China Building Industry Press，2001. （in Chinese）
[18] 令昀，赵均海，李艳.PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴压承载力统一解[J].钢结构，2014，29（10）：13-17.
LING Y，ZHAO J H，LI Y.Unified solution of ultimate bearing capacity for concrete-filled steel square tubular short column stiffened with PBL [J].Steel Construction，2014，29（10）：13-17. （in Chinese）
[19] 王仁，熊祝华，黄文彬.塑性力学基础[M].北京：科学出版社，1982.
WANG R，XIONG Z H，HUANG W B.Foundation of plastic mecghanics [M].Beijing： Science Press，1982. （in Chinese）
[20] 过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京：清华大学出版社，2003.
GUO Z H，SHI X D.The principle and analysis of the reinforced concrete [M].Beijing：Tsinghua University Press，2003. （in Chinese）
[21] 谢晓锋.高强钢管（骨）混凝土核心柱轴压性能的试验研究[D].广州：华南理工大学，2002.
XIE X F.An experimental research on the composite column with core of high-strength concrete-filled steel tube under axial compression [D].Guangzhou：South China University of Technology，2002. （in Chinese）
[22] 蔡健，谢晓锋，杨春，等.核心高强钢管混凝土柱轴压性能的实验研究[J].华南理工大学学报（自然科学版），2002，30（6）：81-85.
CAI J，XIE X F，YANG C，et al.An experimental research on the composite column with core of high-strength concrete-filled steel tube under axial compression [J].Journal of South China University of Technology（Natural Science Edition），2002，30（6）：81-85. （in Chinese）
Abstract: The paper introduces the impact of steel fiber on concrete's mechanism strengthening and further discusses its impact on mechanical property and durability of concrete. At last, the author describes his expectation on the development of steel fiber reinforced concrete.
关键词:钢纤维混凝土;增强机理;力学性能;耐久性
Key words: steel fiber reinforced concrete;mechanism strengthening;mechanical property;durability
中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)21-0143-01
1钢纤维对混凝土的增强机理
钢纤维对混凝土的增强机理,一种是运用复合力学理论。最先将复合力学理论用于钢纤维混凝土的有:英国的R・N・Swamy,P・S・Mangat等。该理论将钢纤维混凝土简化为钢纤维和混凝土两相复合材料,复合材料的性能为各相性能的加和值。复合力学理论仅适用于钢纤维混凝土初裂前的情况,一旦基体开裂,该理论就不能适用了。
另一种是建立在断裂力学基础上的纤维间距理论。纤维间距理论的主要代表有:J・P・Romualdi,J・B・Batson和J・A・Mandel。该理论建立在线弹性断裂力学的基础上,认为混凝土内部有尺度不同的微裂缓、空隙和缺陷,在施加外力时,孔、缝部位产生大的应力集中,引起裂缝的扩展,最终导致结构破坏。而在脆性基体中掺人钢纤维后,有效地提高了复合材料受力前后阻止裂缝引发与扩展的能力,达到纤维对混凝土增强与增韧的目的。
2钢纤维对混凝土的物理力学性能的影响
2.1 钢纤维混凝土抗压性能一般情况下,钢纤维对提高混凝土的抗压强度不明显,在钢纤维混凝土结构的保守设计中,钢纤维对混凝土抗压强度的改善作用可以忽略。
2.2 钢纤维混凝土抗拉性能钢纤维混凝土试件的劈裂抗拉强度随钢纤维体积率的增加而增加。
2.3 钢纤维混凝土抗弯性能钢纤维增强混凝土的抗弯性能主要包括初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性和弯拉弹性模量等,其中初裂弯拉强度是反映钢纤维增强混凝土初裂前阻裂能力的指标,弯拉强度是路面、道面等工程设计与工程质量检验和验收的主要指标。通过对钢纤维增强混凝土在弯曲荷载作用下的初裂弯拉强度、弯拉强度、弯曲韧性及弯拉弹性模量等抗弯性能的实验,并与普通混凝土相比较表明:钢纤维增强混凝土抗弯性能比普通混凝土有显著的提高和改善。
2.4 钢纤维混凝土抗剪性能混凝土的抗剪性能以抗剪强度为衡量指标。影响钢纤维混凝土抗剪强度的主要因素有混凝土基体、钢纤维的品种、体积率、长径比及界面黏结状况等。
2.5 钢纤维混凝土抗冲击性能钢纤维增强混凝土的冲击试验,目前国内外尚无统一的方法,常用的有受压冲击法和受弯冲击法两种,受弯冲击法比较能反映钢纤维增强混凝土的特性。总之,在冲击荷载作用下,普通混凝土一旦裂缝出现,随即引起崩塌,其初裂和破坏时的冲击次数(冲击耗能)相近。钢纤维增强混凝土则随体积率的增大,不仅初裂次数增多,冲击耗能增大,初裂强度提高,而且破坏时呈多点开裂,且裂而不断。初裂与破坏冲击次数(冲击耗能)随钢纤维的体积率、长径比及基体强度等级的增大而提高。
2.6 钢纤维混凝土弯曲疲劳性能当混凝土中掺入适量的钢纤维时,钢纤维将明显的提高抗疲劳性能。钢纤维混凝土疲劳方程与素混凝土疲劳方程的最大不同点是包含了钢纤维体积率、钢纤维长径比,即在混凝土基材中掺入不同体积率和长径比的钢纤维。因此,钢纤维混凝土的疲劳性能不仅受混凝土基材疲劳特性的影响,而且与钢纤维的体积率、长径比有很大关系。其中长径比是影响疲劳寿命的重要因素。我国有关设计规范中,没有钢纤维混凝土疲劳应力系数的规定,只是简单套用较早的普通混凝土路面的疲劳方程,加上钢纤维的体积率和长径比对疲劳性能的影响。
3钢纤维对混凝土耐久性的影响
3.1 钢纤维混凝土的抗冻性根据赵国藩等著的《钢纤维混凝土结构》,钢纤维体积率对混凝土的抗冻性影响十分明显,其影响程度与混凝土基体强度等级或W/C大小有关。通过大量的实验结果可知:钢纤维对高W/C的混凝土比对低W/C的混凝土有更好的抗冻效果。因为W/C越大,抗冻能力越低,钢纤维对提高这类混凝土的抗冻效果就越突出。
3.2 钢纤维混凝土的抗渗性由大量实验结果可知:钢纤维的掺入对于混凝土的抗渗性有很大的改善。混凝土的抗渗性与其内部的微裂缝有很大的关系。掺入钢纤维后,由于纤维与混凝土之间的粘结作用,纤维降低了原生裂缝的发生;纤维的存在使得裂缝不能直通,阻碍了次生裂缝的发展。当裂缝得不到发展而停留在微裂缝的阶段,即可有效地阻止水的渗透,从而提高了混凝土的抗渗性 。
3.3 钢纤维混凝土的耐磨性研究指明,在混凝土中掺入钢纤维,其耐磨能力高于混凝土基体的耐磨能力。采用钢纤维混凝土强度等级为CF35,中砂,碎卵石,钢纤维掺量为1%,制成50mm×50mm×50mm的钢纤维增强混凝土试件与同类配合比的普通混凝土试件,同时在国产耐磨机上进行实验,每转动10min,取三次磨耗损失质量的平均值。实验结果表明,钢纤维增强混凝土的磨耗损失比普通混凝土的磨耗损失降低了30%左右,因此,钢纤维增强混凝土更适用于有耐磨要求的桥面、路面、溢洪槽以及工业厂房地面等。
3.4 钢纤维混凝土的抗腐蚀性钢纤维混凝土一般采用低水灰比、低渗透性配合比,混凝土质量一般较高,钢纤维又能阻碍和约束裂缝的产生和发展。所以,腐蚀介质很难侵入钢纤维混凝土内部,一般认为钢纤维混凝土具有良好的抗锈蚀性。钢纤维混凝土的工程应用有三十多年的历史,至今未见因钢纤维锈蚀而造成严重劣化或工程失效的报道。
4钢纤维混凝土的发展
与普通的混凝土相比,钢纤维造价较高,若能开发出更好的钢纤维制造工艺,用较少的钢纤维量达到更好的性能,必能降低成本,进一步推广钢纤维混凝土的应用。同时,钢纤维混凝土的增强机理并不完善,纤维间距理论忽略了纤维自身的耦合作用,复合材料理论忽略了纤维复合带来的耦合效应,都有应用局限性,需待进一步的探讨和研究。理论研究的不断深入,也必将使钢纤维混凝土有着更为广阔的工程应用前景,促进我国钢纤维混凝土的研究再上一个新的台阶。
参考文献:
[1]赵国藩,黄承逵.纤维混凝土的研究与应用[M].大连:大连理工大学出版社,1992.
关键词：大体积混凝土，混凝土配合比，测算内部温度
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。
大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25℃。
1、混凝土配合比设计：对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
1)选用水化热低的42.5MPa矿渣水泥，水泥用量为340kg/m3。
2)大掺量I级粉煤灰。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的29%，占胶凝材料总量的21%。免费论文，混凝土配合比。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。2、混凝土的浇筑方案选用
全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完42m后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。
3、预测温度
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值－环境温度。
3.1计算混凝土内最大温升
据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：
Tmax=WcxQx(1－e-nt) x￡(1)
另一个为经验公式：
Tmax=Wc/10+FA/50(2)
公式(1)可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。
该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m和￡的取值，可能会使计算值更接近实际。
公式(2)计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。
3.2混凝土中心温度值
T1=T2+T(t)，
因为T(t)计算值较高，夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：
混凝土拌合温度：
Tc=∑Ti•Wi.•Ci/∑Wi•Ci=29.1℃。
混凝土出机温度：
Tj=Tc－0.16(Tc－Td)=30.1℃。
混凝土浇筑温度：
Tj－T1+(Tq－T1)(A1+A2+…)=29.7℃。
这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度Tj=31.4℃。为了降低Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放15d以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。
可见，每使混凝土浇筑温度下降1℃，平均要使拌合水温下降近6℃。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。要使混凝土浇筑温度下降3℃，至少每m3混凝土要加0℃冰40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度Tj，都不能超过32℃。免费论文，混凝土配合比。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。
参考文献：《施工手册（第四版）》
论文摘要：本文通过理论分析从水泥、水灰比、粗集料、细集料、混凝土工艺、混凝土施工技术等几个方面简要阐述影响水泥混凝土强度的几个主要因素，为水泥混凝土结构的设计、施工及试验分析提供一些思路。
混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力，强度是混凝土最重要的力学性能。通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。本文就影响水泥混凝土强度的因素做简单的分析。
1 水泥对混凝土强度的影响
水泥混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。混凝土抗压强度与混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度及后期强度，而且这些影响贯穿于混凝土中。用早期强度较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。
水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。
而水泥质量的波动对混凝土强度的影响，应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问地在混凝土强度上反映出来。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥质量波动大多是由于水泥细度和早期强度的差异引起的。而这些因素在早期的影响最大。随着时间的延长其影响就不再是最重要的了。即水泥质量波动引起的混凝土强度的标准离差，不随龄期而增大，但混凝土强度的离散系数却因强度随龄期的增大而减小。因此，水泥质量波动对混凝土早期强度影响大。
2 水灰比对混凝土强度的影响
从混凝土强度表达式也看出，C/W即水灰比也与混凝土强度成正比，即水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越底。水灰比和混凝土的捣实程度，两者都对混泥土体积有影响，水灰比-孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管空隙率由水灰比所确定。当混泥土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。在使用同种水泥的情况下，水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。
3 粗集料对混凝土强度的影响
集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及级配。集料本身的强度不太重要，因为集料强度一般都要高于混凝土的设计抗压强度。在承载时混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度。
骨料颗粒强度比混凝土基体和过渡区的强度要大。大多数天然骨料，其强度几乎不被利用，因为破坏决定于其它两项（水泥浆基体及过渡区）。一般而言，强度和弹性模量高的集料可以制得质量好的混凝土。但过强、过硬的集料不但没有必要，相反，还可能在混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂。
骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。
级配良好的粗骨料改变其最大粒径对混凝土强度有着两种不同的影响。水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度小，其集料的表面积小，所需拌和水较少，较大骨料趋于形成微裂缝的弱过渡区，其最终影响随混凝土水灰比和所加应力而不同。在低水灰比时，降低过渡区孔隙率同样对混凝土强度一开始就起重要作用。在一定拌和物中，水灰比一定时抗拉强度与抗压强度之比将随粗骨料粒径的降低而增加。试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。另外，在同一条件下，以钙质代硅质骨料会使混凝土强度明显改善。
4 细集料对混凝土强度的影响
细集料品种对混凝土强度的影响程度比粗集料小，所以混凝土公式中没有反映砂对混凝土强度的影响，但砂的质量对混凝土强度也有一定影响。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把试验配合比与施工配合比混为一谈。
5 混凝土工艺对混凝土强度的影响
混凝土工艺对混凝土强度的影响主要包括：
5.1 工艺中 使用活性矿物掺合料对混凝土强度的影响。粉煤灰和矿渣等掺合料对混凝土强度有较大作用，特别对于大体积混凝土，能降低水化热，减少混凝土内部微裂缝的产生，提高后期强度；
5.2 工艺中使用特殊功效的外加剂对混凝土强度的影响。最常见的混凝土外加剂为减水剂，减水剂对混凝土强度至关重要，由于拌制混凝土需要一定的流动性才能施工，传统混凝土中总的加水量是水泥水化所需水分的两倍以上，水化多余的水分从混凝土内部迁移出来形成大量的空隙，至使混凝土强度降低，减水剂的作用是保证混凝土混合料在流动性及和易性的基础上降低混凝土拌合用水量，减低水灰比，从而提高混凝土强度。
6 混凝土施工技术对混凝土强度的影响
混凝土施工技术对混凝土强度的影响主要包括：模板对混凝土强度的影响。模板及支架在在施工中出现问题，将会直接影响水泥混凝土的强度；混凝土浇筑质量对混凝土强度的影响。在施工过程中必须把混合物搅拌均匀，浇筑后必须振捣密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度；拆模对混凝土强度的影响。混凝土强度不足时，过早拆除支撑模板，过早荷载作用或者超堆荷载会使混凝土粱、板产生裂缝，导致强度降低；混凝土养护质量对混凝土强度的影响。混凝土成型后应在一定的养护条件下进行养护，才能使混凝土硬化后达到预定的强度及其他性能。
结束语
混凝土强度影响因素众多，本文根据理论分析和施工实践并结合众多工程经验，提出并总结了影响混凝土强度的几大因素。较全面的分析了这些因素对混凝土强度的影响。
参考文献
关键词：大体积混凝土，混凝土配合比，测算内部温度
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。
大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d--5d达到峰值，然后开始缓慢降温。混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25℃。
1、混凝土配合比设计：对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
1)选用水化热低的42.5MPa矿渣水泥，水泥用量为340kg/m3。
2)大掺量I级粉煤灰。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的29%，占胶凝材料总量的21%。免费论文，混凝土配合比。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。2、混凝土的浇筑方案选用
全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完42m后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。
3、预测温度
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值－环境温度。
3.1计算混凝土内最大温升
据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：
Tmax=WcxQx(1－e-nt) x￡(1)
另一个为经验公式：
Tmax=Wc/10+FA/50(2)
公式(1)可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。
该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m和￡的取值，可能会使计算值更接近实际。
公式(2)计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。
3.2混凝土中心温度值
T1=T2+T(t)，
因为T(t)计算值较高，夏季的浇筑温度T1应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：
混凝土拌合温度：
Tc=∑Ti•Wi.•Ci/∑Wi•Ci=29.1℃。
混凝土出机温度：
Tj=Tc－0.16(Tc－Td)=30.1℃。
混凝土浇筑温度：
Tj－T1+(Tq－T1)(A1+A2+…)=29.7℃。
这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度Tj=31.4℃。为了降低Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放15d以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。
可见，每使混凝土浇筑温度下降1℃，平均要使拌合水温下降近6℃。免费论文，混凝土配合比。免费论文，混凝土配合比。要使混凝土浇筑温度下降3℃，至少每m3混凝土要加0℃冰40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度Tj，都不能超过32℃。免费论文，混凝土配合比。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。
参考文献：《施工手册（第四版）》
论文摘要：本文通过理论分析从水泥、水灰比、粗集料、细集料、混凝土工艺、混凝土施工技术等几个方面简要阐述影响水泥混凝土强度的几个主要因素，为水泥混凝土结构的设计、施工及试验分析提供一些思路。
混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力，强度是混凝土最重要的力学性能。通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。本文就影响水泥混凝土强度的因素做简单的分析。
1水泥对混凝土强度的影响
水泥混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。混凝土抗压强度与混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度及后期强度，而且这些影响贯穿于混凝土中。用早期强度较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。
水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。
而水泥质量的波动对混凝土强度的影响,应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问地在混凝土强度上反映出来。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥质量波动大多是由于水泥细度和早期强度的差异引起的。而这些因素在早期的影响最大。随着时间的延长其影响就不再是最重要的了。即水泥质量波动引起的混凝土强度的标准离差，不随龄期而增大，但混凝土强度的离散系数却因强度随龄期的增大而减小。因此，水泥质量波动对混凝土早期强度影响大。
2水灰比对混凝土强度的影响
从混凝土强度表达式也看出，C/W即水灰比也与混凝土强度成正比，即水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越底。水灰比和混凝土的捣实程度，两者都对混泥土体积有影响，水灰比-孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管空隙率由水灰比所确定。当混泥土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。在使用同种水泥的情况下，水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。
3粗集料对混凝土强度的影响
集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及级配。集料本身的强度不太重要，因为集料强度一般都要高于混凝土的设计抗压强度。在承载时混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度。
骨料颗粒强度比混凝土基体和过渡区的强度要大。大多数天然骨料，其强度几乎不被利用，因为破坏决定于其它两项（水泥浆基体及过渡区）。一般而言，强度和弹性模量高的集料可以制得质量好的混凝土。但过强、过硬的集料不但没有必要，相反，还可能在混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂。
骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。
级配良好的粗骨料改变其最大粒径对混凝土强度有着两种不同的影响。水泥用量和稠度一样时，含较大骨料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度小，其集料的表面积小，所需拌和水较少，较大骨料趋于形成微裂缝的弱过渡区，其最终影响随混凝土水灰比和所加应力而不同。在低水灰比时，降低过渡区孔隙率同样对混凝土强度一开始就起重要作用。在一定拌和物中，水灰比一定时抗拉强度与抗压强度之比将随粗骨料粒径的降低而增加。试验表明，增加骨料粒径对高强混凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，骨料粒径似乎无大的影响。另外，在同一条件下，以钙质代硅质骨料会使混凝土强度明显改善。
4细集料对混凝土强度的影响
细集料品种对混凝土强度的影响程度比粗集料小，所以混凝土公式中没有反映砂对混凝土强度的影响，但砂的质量对混凝土强度也有一定影响。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把试验配合比与施工配合比混为一谈。
5混凝土工艺对混凝土强度的影响
混凝土工艺对混凝土强度的影响主要包括：
5.1工艺中使用活性矿物掺合料对混凝土强度的影响。粉煤灰和矿渣等掺合料对混凝土强度有较大作用，特别对于大体积混凝土，能降低水化热，减少混凝土内部微裂缝的产生，提高后期强度；
5.2工艺中使用特殊功效的外加剂对混凝土强度的影响。最常见的混凝土外加剂为减水剂，减水剂对混凝土强度至关重要，由于拌制混凝土需要一定的流动性才能施工，传统混凝土中总的加水量是水泥水化所需水分的两倍以上，水化多余的水分从混凝土内部迁移出来形成大量的空隙，至使混凝土强度降低，减水剂的作用是保证混凝土混合料在流动性及和易性的基础上降低混凝土拌合用水量，减低水灰比，从而提高混凝土强度。
6混凝土施工技术对混凝土强度的影响
混凝土施工技术对混凝土强度的影响主要包括：模板对混凝土强度的影响。模板及支架在在施工中出现问题，将会直接影响水泥混凝土的强度；混凝土浇筑质量对混凝土强度的影响。在施工过程中必须把混合物搅拌均匀，浇筑后必须振捣密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度；拆模对混凝土强度的影响。混凝土强度不足时，过早拆除支撑模板，过早荷载作用或者超堆荷载会使混凝土粱、板产生裂缝，导致强度降低；混凝土养护质量对混凝土强度的影响。混凝土成型后应在一定的养护条件下进行养护，才能使混凝土硬化后达到预定的强度及其他性能。
结束语
混凝土强度影响因素众多，本文根据理论分析和施工实践并结合众多工程经验，提出并总结了影响混凝土强度的几大因素。较全面的分析了这些因素对混凝土强度的影响。
参考文献
