混凝土同条件养护试块等效龄期计算表及成熟度推算方法

混凝土成熟度在冬期施工中推算早期强度的应用
摘要：冬期混凝土浇筑后其强度的增长是工程技术人员十分关注的事情。

抗压强度值是混凝土重要的力学指标，同时也是混凝土本身是否具备抗冻以及模板拆除的度量值。

通过工程实践，采用成熟度法建立强度估算曲线方程，可以方便的求解出混凝土实时状态下的强度值，方便施工现场掌握混凝土强度增长的情况。

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混凝土成熟度在冬期施工中推算早期强度的应用
冬期施工中，防止混凝土受冻的主要方法是实时监测具有代表性部位混凝土的实体温度，是否低于冬期计算温度。

往往是比较被动的，如何在施工现场快速获取早期混凝土强度值是一项比较困难的事情。

虽然获取混凝土抗压强度值的方法很多，基本上是在试验室获取的，或者是现场回弹等其它方法间接获取。

不能够简便实时的掌握混凝土在受冻条件下的强度增长情况。

成熟度的概念是混凝土浇筑入模后在养护的持续时间内，混凝土的平均温度与养护持续时间的乘积。

由于混凝土强度增长规律是与养护温度（正温条件）和养护时间成正相关的，其数学模型符合指数型方程；大量试验表明混凝土在自然条件下养护与在标准条件下（温度（20±2）℃、湿度95%）养护，在强度相同的情况下，二者的成熟度是一致的。

所以这一规律为预先建立数学模型提供了理论依据。

下面就现行《建筑工程冬期施工规程》中推荐的“用成熟度计算混凝土早期强度”的方法，结合在具体工程上的应用分别说明应用的具体步骤和注意事项。

一、成熟度法的适用范围及条件：
1.本法使用于不掺外加剂在50℃以下正温养护和掺外加剂在30℃以下养护的混凝土，亦可用于掺加防冻剂负温养护法施工的混凝土。

2.本法适用于预估混凝土强度标准值60%以内的强度值。

3.使用本法预估混凝土强度，需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件在标准条件下养护，得出1d、2d、3d、7d、28d的强度值。

4.使用本法需取得现场养护混凝土的温度实测资料（温度、时间）。

二、当采用蓄热法或综合蓄热法养护时，估算混凝土强度按下列步骤进行：
冬期混凝土的施工多采用的是蓄热法或综合蓄热法，符合应用条件。

使用本方法需要在试验室条件下按照施工现场同条件使用的混凝土配合比制作数组混凝土抗压试块（组数越多相关性越好），成型后立即进行标准养护，在混凝土养护后的1d、2d、3d、7d、28d得出的强度值，依据成熟度与强度的关系，经过统计回归计算得到成熟度―强度曲线方程，所以这项工作必须提前做。

施工现场应用此方法推算混凝土的早期强度，只需测量具有代表性部
位混凝土混凝土的养护温度和记录从浇注起累计养护的时间，经过计算就可快速的得出此时混凝土的强度值，这种方法特别适合在冬期混凝土的施工，可以及时推算混凝土的强度。

1、用标准养护试块各龄期强度数据，经回归分析合成成熟度―强度曲线方程：
(D.0.4-1)
式中：ƒ―混凝土抗压强度
ɑ、ｂ―参数
M―混凝土养护的成熟度(℃·h),按下式计算
M=Σ(T+15)t(D.0.4-2)
式中：T—在时间段t内混凝土平均温度(℃)
t—温度为T的持续时间(h)
2、取成熟度M代入公式(D.0.4-1)可算出强度ƒ
3、取强度ƒ乘以综合蓄热法调整系数0.8,即为经过n小时养护后混凝土的强度。

三、成熟度―强度曲线方程的建立：
采用成熟度方法监测冬季混凝土强度增长，前期必须完成工程进入冬季施工时，各种混凝土的特定试块的制作和抗压强度值的取得。

通常应提前14天以上。

制作试块的混凝土配合比、原材料与冬季施工相同，制作5组混凝土立方体标准件在标准条件下养护，得出龄期为1d、2d、3d、7d、14d的强度值。

成熟度―强度曲线方程，即：，属于指数型方程，结合具体工程说明应用。

某大学教学综合楼工程六层以上梁、板混凝土为C35（处于冬期施工）。

下列强度值数据由商混站实验室提供。

表
1
要依据时间和强度值求出方程中的常数ɑ、ｂ，这属于双变量统计回归计算。

用公式计算比较繁琐，以下就使用卡西欧-4800P型编程函数计算器（类似的计算器也可以）统计和计算，应用如下：
方程可看作是标准方程的变形式。

取自然对数：
用-4800P型编程函数计算器计算流程：（双变量统计计算）
1、开机MODE(模式键) LD（双变量（回归）统计计算）FUNCTIN（功能
键）DSP/CLR（显示格式/清除选单）SC1（清除统计存储器内容）EXE（执行）。

此过程目的是在统计状态下对对应储存器清零。

2、数据输入，方法为：（数据X的值），ln（数据Y的值）DT ，重复输入数据，……输入完毕。

3、求解常数项A，回归系数B，相关系数r，方法为：
FUNCTIN（功能键）RESULTS（计算结果）显示“A、B、”计算值，其中相关系数值越接近1，表明建立的方程相关性强。

结合表1提供的数据求解。

数据组：X ，ln Y
-1/840 ，ln5.6
-1/1680 ，ln21.7
-1/2520 ，ln27.5
-1/5880 ，ln35.5
-1/11760，ln40.7
计算得：A=3.946，B=1780.574，=0.987(相关性强)。

那么，51.7325
b=B=1780.574
经回归分析合成的成熟度―强度曲线方程为：
＝51.7325·－（1780.574/M）
四、混凝土测温:
按照具体工程的冬期施工方案要求，对新浇筑的混凝土进行保温养护，本工程养护条件为一层塑料薄膜，一层工业保温棉毡。

推算混凝土的养护过程中任意时刻的混凝土强度很方便，要求从混凝土入模开始测量混凝土的内部温度，一般每隔4小时测量一次，将测得温度值和间隔时间记入专用表格，在表格上进行简单计算得出对应时刻的累计成熟度，就可以进行强度计算。

记录：计算：
五、混凝土强度计算：
依照公式，同样用卡西欧-4800P型编程函数计算器直接计算出修正后的强度值。

取强度ƒ乘以综合蓄热法调整系数0.8,即为经过n小时养护后混凝土的强度。

只需编制简单的程序就可以了，流程如下：
1、编写程序名：(HNT-CHSHD混凝土-成熟度简称)
开机MODE（模式键）PROG （程序命令选单）(Program menu)NEW（建立新程序）(Filename?（输入文件名）) [HNT-CHSHD] EXE(确认)
2、程序编写：
PGM: HNT-CHSHD (文件名：混凝土-成熟度)
LD (双变量统计计算模式)
A=51.7325 EXE (51.7325置于储存器A)
B=1780.574 EXE （1780.574置于储存器B）
X“M”EXE （计算所用变量M累计成熟度）
C=35 EXE （对应混凝土的标准强度值ƒ）
Y“Y”=0.8(显示计算ƒ×0.8强度值)ξ
EXE (显示ƒ×0.8的强度值百分比)ξ100Y/C
3、运用程序计算：
以九层顶板梁C35混凝土施工为例，2006年12月14日21：45时混凝土开盘。

保温条件为一层塑料薄膜，一层工业保温棉毡。

测温点在A轴、A2轴处。

养护至48.87小时，实测养护温度4.5℃，成熟度M=1489.05，求解此时的混凝土强度值。

开机
FILE （已编程序库）
“HNT-CHSHD”EXE （选择“混凝土-成熟度”文件）
“M？”（提示输入成熟度M值）
1489.05 EXE （输入48.87h的成熟度确认）
12.52 EXE （求出0.8׃值确认）
35.8 （求出占设计强度的百分比）
计算结果表明在累计成熟度为1489.05℃·h时，即混凝土浇筑后48.87小时（2.04天）此部位混凝土强度值以达到了12.52Mpa，占设计强度的35.8%，此时的混凝土已具备了抗冻性能，可以停止继续生火升温。

六、结束语：
本方法经过数个项目的实际应用，它的最大特点是可以随时推算当时的混凝土强度的增长情况，很好的解决了混凝土冬期施工何时解除继续升温这一难题。

而且通过同条件混凝土试块强度与成熟度方法计算值对比，二者具有很好的一致性。

而且可以扩展验算混凝土强度是否达到了模板拆除的条件，效果良好。

初次使用这种方法应注意用同条件混凝土试块进行复核。

本方法特别适合用于距离试验室较远的地区，具有一定的经济效果。