探讨早期预测砼强度及在砼试配中的运用

探讨早期预测砼强度及在砼试配中的运用

高培亮

江苏省淮安市淮阴区天目建材有限公司  223341

摘要：在关于混凝土砼强度情况的试验中，相关人员通过对混凝土各类试验数据展开了回归算法分析，并从中分析混凝土早期抗压强度的具体情况。基于此，本文充分结合混凝土配合比设计试验进行分析，并对混凝土材料早期抗压强度进行预测（28天），同时提供混凝土配合比数值，旨在促使混凝土的早期预测值与混凝土配合比数据的稳定性和可靠性，供相关从业者参考。

关键词：砼强度；砼试配；强度测试

引言：在对混凝土抗压强度进行预测时，主要是对其强度能否达到相关要求进行检测，还需对混凝土立方设计参数与标准加以比对，若不符合规格需重新制作。通常来看，混凝土立方试体块的边长为150mm，并将其置入标准的养护条件中，以28天为龄期进行抗压强度检测。但在实际的施工过程中，施工部门通常会在配合比的提供速度方面有着较高要求，所以在混凝土强度的预测方面应提高水平。

一、砼强度试验所用原材料

从时间角度来看，虽然在早期预测方面应该尽可能提前生成结果，但早期强度难以得到最大化增强。而且这种情况会在后期强度推算的准确度方面越来越低。所以，从材料进入现场并进行浇灌期间通常要达到7天左右，并以7天内的混凝土强度推算出28天的强度，这种情况下的混凝土配合比设计则会基本满足相应的强度需求。开展砼强度试验时，一般会用到以下几方面的材料：首先是水泥材料，水泥材料可以从本地取材，选用常见的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥材料。其中，普通的硅酸盐水泥为湛江水泥厂所生产的P.O32.5R等型号，矿渣硅酸盐水泥则为黄略水泥厂所生产的P.S32.5。此类原材料的检验指标属合格类型。其次，试验还需准备砂和碎石材料，可选取中或粗山砂、河砂等碎石。其中，黑色玄武岩碎石以及灰白色花岗岩碎石的尺寸可以选择5-31.5mm、20-40mm，相关指标均可通过合格检验。最后，用于混合作用的水体，选用自来水即可。

二、砼强度试验方式

    砼强度试验的展开以《普通混凝土拌合物性能试验方法》以及《普通混凝土力学性能试验方法》作为试验基础和原则，并按照规定操作方式开展试验。混凝土在强度等级方面通常处于C10-C50之间，相关人员可采取常用配合比并通过机械搅拌、振动成型的方式进行混凝土立块的制作。立方体试块可制作9个，边长可设置为150mm，并将其分为3组、对应三个不同的龄期（3天、7天、28天）。与此同时，将室内静置了1天的试块进行拆模，并将其置入标准养护室进行养护，直至该试块满足规定龄期再将其取出，满足上述条件后方可开展有关抗压强度的试验。该试验在半年内取得300组数据，其中，将矿渣水泥作为胶凝材料有79组，普通水泥胶凝材料为222组[1]。

三、试验数据处理

在该试验中涉及到的全部试验数据在生成强度结果前都需进行精密计算处理，每槽混凝土中所用材料的情况、信息等方面都有一定差异性，其中，砂、石等材料在强度方面都具有非常好的稳定性，并受到强度发展规律影响较小，所以，水泥材料对于混凝土的硬度有着非常关键的作用。基于此，相关试验人员将全部的试验数据按照水泥的具体品种、生产厂家进行分类，并以此科学建立回归方程，通过这种方式能够在很大程度上促进混凝土强度与预测精准性的提高。该试验中的相关数据主要来自于不同类型的水泥品种与生产的厂家，第一，为黄略龙峰厂家的矿渣水泥作为胶材，数量为63组。第二，将普通水泥作为胶材，数量为80组。第三，以其他类型厂家的普通水泥作为胶材，数量为142组。另外，其他厂家所生产的混凝土材料共为16组，但由于整体数量较少，参考性较低，不进行回归分析处理。             

四、建立回归公式

为研究混凝土在28天龄期的强度和早期强度之间的内在关系，该试验充分结合相关数据展开回归分析，并建立相应的关系式，其中回归分析的过程中主要分为以下几方面：

（一）确定回归方程的函数形式

通常来看，用于回归方程的函数形式可分为直线函数、幂函数以及指数函数。试验人员可分批用于3天、7天龄期混凝土抗压强度进行28天强度回归方程的推算，选择最为适合的函数形式。

（二）优选回归方程

在试验过程中发现，不论选取矿渣水泥或普通水泥，此类材料制成的凝胶材料混凝土，在28天龄期的抗压强度和分别在3天、7天龄期情况下的混凝土抗压强度有着明显的关联。在这之中，矿渣水泥材料的使用要比普通水泥的作用明显，且关联程度较大。7天龄期的混凝土抗压强度的相关性要高于3天龄期混凝土抗压强度，其选择原则为选取剩余标准差和平均变异系数相对较小的一组。

五、回归公式的有效应用

（一）早期预测精度

从试验数据可知，通过混凝土3天龄期强度对28天龄期强度进行预测的方式，其中变异系数值最低的为将黄略矿渣水泥作为材料的胶材，其数值为5.19%，而变异系数值最高的为将普通水泥作为材料的胶材，其数值达10.29%。若通过7天强度的混凝土对28天混凝土强度进行预测，其变异系数最低的同样是黄略矿渣水泥胶材的，其变异数值为5.4%。变异系数最高的是普通水泥胶材，其变异数值为8.5%。但此类材料的变异范围通常能够控制在5%-10%之内。通常来看，若回归公式中可满足：剩余标准差<混凝土强度平均强度的10%，则达标试验预测可以达到试验要求。

（二）提高预测结果的可靠性

在对混凝土设计配合比数值时，根据上述方式预测28天龄期混凝土的抗压强度，其结果只能满足50%的可靠性，该情况下的设计配合比则难以达到预测效果，并无法确定混凝土的设计强度。尤其是当预测值非常接近试配的强度的情况下，难以保证预测可靠性。所以，为提高前期预测可靠性，相关试验人员将针对回归预测值进行数据处理：在具体的回归预测值基础中减去一个t.S值，t保证系数；S为回归公式中的剩余标准差数值。通过这种方式可以在回归公式完成推算后，其预测值可以得到相应的保证作用，尽可能地降低预测值高于实际值的情况。

例如，将黄略矿渣水泥材料作为胶材所成型的混凝土试块，在经过回归公式的推算后，其预测值为26.9MP，而剩余标准差S为1.29MPa，在保证率为85%情况下的预测值为25.6MPa。

（三）回归公式的适用范围

回归公式的使用需建立在充分的条件和范围当中，这使得试验具有相应的局限性，很可能因为试验条件发生变化而产生其他影响，造成结果预测不准。所以，该试验的展开需建立在公式允许范围内，试验人员还需对回归公式的推算预测值与实测值差值之间的变化进行观察，一旦二者差值逐渐并长时间偏向其中一个，需重新构建回归公式[2]。

结论：总的来看，混凝土的3天、7天龄期抗压强度和28天龄期抗压强度有着非常好的关联性，根据试验所建立的回归公式，可对混凝土试配环节采取早期预测，其预测精度可以得到规范要求。若采取具有相应保证率的预测值，可通过结合了预测值的混凝土配合比，其结果更加可靠。

参考文献：

[1]李斌.砼浇筑施工技术难点及应对措施分析[J].江西建材,2020(11):132+134.

[2]孔令武,于晴,周海涛.大体积膨胀砼限制裂缝技术的思考[J].科技风,2020(25):90-91.