成熟度法推定混凝土早期强度
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
混凝土同条件养护试块等效龄期计算表监督注册号：混凝土同条件养护试块等效龄期计算表监督注册号：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。
...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。
成熟度法计算混凝土早期强度计算公式表
1233.5
8.7
17.6
123-1-0.5-0.33333333.5
8.7
17.6
通过回归分析求得：
a=35.411(见右图)b= 2.3819(见右图)
现场实测混凝土养护温度记录，经计算混凝土已达到的等效龄期（相当于20℃标准
现场测温记录：从浇筑起算时间(h)0
4
8
12
温度(℃)
二、计算等效龄期t
y=f
x=-1/D 成熟度法计算混凝土早期强度
龄期D（d）抗压强度f（N/mm2）
一、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
20℃±2标准养护条件下各龄期强度值
龄期D（d）
取t作为龄期D代入回归方程公式,求得混凝土强度值：等效龄期D=t/24=0d 混凝土强度f =a*e^(-b/D)
=Mpa 结论：f #DIV/0!4Mpa,
#DIV/0!
#DIV/0!
726.5
示例
7-0.142857143
26.5
达到的等效龄期（相当于20℃标准养护的时间）：
16202428323640
期强度计算书
列形式曲线方程：
度值
y = 35.411e 2.3819x
5
10
15
20
25 30
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
系列1
指数 (系列1) 4448。
混凝土强度的评定的方法
混凝土强度的评定的方法
以下是一些评定混凝土强度的常用方法：
1.非破坏性测试(NDT):NDT是一种无损检测技术，通过使用声学、超声波、电磁等方法对混凝土进行检测，以评估其强度和质量。
常用的NDT 方法包括声速测定法、拍照法、超声波法、电阻法等。
2.强度试验:强度试验是通过施加已知载荷或应力水平来评价混凝土的强度。
常见的强度试验方法包括抗压强度试验、抗拉强度试验和抗折强度试验。
这些试验通常在标准实验室环境下进行，可以通过测量混凝土的抗力或变形来计算其强度。
3.成熟度方法:成熟度方法是根据混凝土的温度变化和时间的关系来预测其强度。
这种方法根据混凝土的硬化过程和特定温度下的成熟度曲线来计算混凝土的强度。
4.施工实践:施工实践是指通过观察和监测混凝土在施工过程中的行为来评估其强度。
例如，观察混凝土的流动性、自流平性、渗透性和颜色等特性可以提供关于其强度和工作性的指示。
5.计算方法:使用计算方法可以通过考虑混凝土的逐渐硬化过程和材料性质来评估其强度。
这些方法通常基于材料力学理论和结构分析原理，使用数值模型来模拟混凝土的行为，并计算其强度。
总结起来，评定混凝土强度的方法包括非破坏性测试、强度试验、成熟度方法、施工实践和计算方法。
这些方法可以互相补充，帮助工程师和建筑师全面了解混凝土的性质和强度，并确保其在设计和施工中的合理应用。
成熟度法推定混凝土早期强度
成熟度法推定砼早期强度的计算：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：Dbae f (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 ·t T （22-15）式中 t --等效龄期（h)；αT——温度为T℃的等效系数，按表22-30采用；t T——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22-301）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。
混凝土版早期强度的成熟度研究
得格外重要 。然而 ， 在现今这个凡事讲求效率的社会 ， 时间就是金钱 ， 工程界 为了要缩短养护时间、 减少工 期， 常常利用一些特殊的养护方法来提升混凝土的强度 ， 但所造成工程 品质 的改变 ， 则是不能不重视的问题。
若是在施工期 间， 能了解并考虑养护温 、 湿度效应对混凝土构件强度发展的影响， 可以达到提升工程质量 、 降 低经 济成 本 的作 用 。
２ 试 验
２ ． １ 试 验设 计
Ｍａ ｔ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅａ ｒ ｌ ｙ Ｓｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｏ ｆ Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｓ ｌ ａ ｂ
早期推定混凝土强度试验方法分析与解读实用解决
运用材料
3
二、早期推定混凝土 强度的方法
➢ 混凝土加速养护法 ➢ 砂浆促凝压蒸法 ➢ 早龄期法
运用材料
4
早期推定混凝土强度的方法 混凝土加速养护法
加速养护设备要求
目的
(1)养护箱各处水温温差≦ 2℃，浸泡试件后15min内 能够恢复；
5
早期推定混凝土强度的方法 混凝土加速养护法
加速养护试验步骤：
拌合、取样 成型、静置
沸水法
80℃ 热水法
20±5℃室温 24h±15min
20±5℃室温 1h±10min
55℃ 温水法
20±5℃室温 1h±10min
浸入水中 进行养护
取出冷却 抗压试验
脱模放入饱和 Ca(OH)2沸水， ≥98℃，4h±5min
专门建立强度关系式时，条件应基本相同，加速养 护强度在关系式最大最小值范围内；宜利用应用过 程中积累数据加原有数据对关系式进行修正。
运用材料
15
强度关系式
混凝土强度关系式的 建立与强度的推定
线性方程
f
e cu
a bfcau
幂函数方程
f
e cu
a(
f
a cu
)b
运用材料
16
线性回归法
混凝土强度关系式的 建立与强度的推定
cu
cu
ˆ
根据方差性质，公式（1），有 D( f e ) D(A Bf a )
cu
cu
即
ˆ 2 B2 a2
公式（2）有 D( f ) D(A Bf a )
cu
cu
成熟度法计算早期强度-1
成熟度法混凝土早期强度计算书
一、计算依据
1、《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、《建筑施工手册》第五版
二、计算方法
三、标养试件回归分析拟合曲线方程
曲线方程形式：
根据标养试件各成熟度及强度数据，经回归分析得：a=12.039，b=1339.03 故曲线方程为：f=a×e-(b/M)= 12.039 e-(1339.03/M)
四、测温记录及成熟度计算
M=∑(T+15) Δt=1264℃·h
五、早期强度计算
将M带入曲线方程，得最后一次测温时，混凝土早期强度为：
f= a×e-(b/M) =12.039×1/2.718(1339.03/1264)=4.174 MPa
考虑强度调整系数，则：f n=f×β =4.174×0.8=3.339 MPa
六、验算受冻临界强度
混凝土冷却至受冻临界温度时的成熟度为：M=(T m+15) t0=(10+15)×64=1600 将M带入曲线方程，考虑强度调整系数，混凝土冷却至受冻临界温度时的强度为：f=β×a×e-(b/M) =0.8×12.039×1/2.718(1339.03/1600)=4.171≥4MPa
满足要求。
早期推定混凝土强度试验方法JGJ 15-83
中华人民共和国城乡建设环境保护部部标准早期推定混凝土强度试验方法JGJ 15-83主编部门：中国建筑科学研究院批准部门：城乡建设环境保护部试行日期：1983年9月1日通知(83)城科字第223号根据原国家建筑工程总局安排，由中国建筑科学研究院负责，全国有关科研、生产和施工单位以及高等院校参加共同编制的《早期推定混凝土强度试验方法》，经我部审查，批准为部标准，代号和编号为JGJ15-83，从一九八三年九月一日起试行。
各单位在使用本标准过程中如发现有需要修改或补充之处，请将意见或资料寄交中国建筑科学研究院结构研究所。
城乡建设环境保护部一九八三年四月十四日编制说明《早期推定混凝土强度试验方法》是根据原国家建筑工程总局(82)建工科字第133号文通知，由我院会同北京市建筑工程局科技处，中国建筑第四工程局科研所，西安冶金建筑学院，中国建筑第三工程局科研所，河北省第一建筑工程公司，广西区建第五工程公司，北京市第一建筑构件厂，上海市混凝土制品一厂，沈阳市建筑工程研究所，山西省第一建筑工程公司加工厂和中国建筑第六工程局第四公司等单位共同编制而成。
在本标准编制之前曾组织全国有关单位组成专题协作组对多种早期推定混凝土强度试验方法进行了系统试验研究，为本标准的编制工作提供了必要的科学依据。
本标准除吸取上述科研成果外，还借鉴了国外同类标准，并进行了试点应用，征求全国有关单位意见，最后经专门审定会定稿。
本标准共分四章两个附录，主要内容包括适用范围、加速养护设备、加速养护试验方法(沸水法、热水法、温水法)，混凝土强度关系式的建立与强度的推定等。
在本标准执行过程中如发现有需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄交我院建筑结构研究所。
中国建筑科学研究院一九八三年一月目录第一章总则第二章加速养护设备第三章加速养护试验方法第四章混凝土强度关系式的建立与强度的推定附录一混凝土强度关系式的建立方法附录二早期推定混凝土强度的示例第一章总则第1.1条本标准规定的试验方法，是用加速养护的混凝土试件强度早期推定标准养护28天(或其他龄期)的混凝土强度。
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成熟度法推定砼早期强度的计算：
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：
D
b
ae f （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 ·t T （22-15）
式中t——等效龄期（h）；
——温度为T℃的等效系数，按表22-30采用；
α
T
t
——温度为T℃的持续时间（h）。
T
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α
表22-30
T
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
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D
b ae f =两边取对数，变为D
b
a f +=ln ln
2
1
1
2
11
1
)
()
)((ˆ∑∑∑∑∑=====--=n
i i n i i n
i i n i i n i i i x x n y x y x n b
这是求b 的式子。
x b y a ˆˆln -=因此x b y e a ˆˆ-=，这是求a 的估计值的式子。
龄期倒数- 强度对数表1-2
对
数是近似值
取了
小数点后四位。
=b
ˆ2
)
7
131211()49191411(4)
9194.26455.23125.21282.1)(71
31211()719194.2316455.2213125.211282.1(4+++-+++++++++-⨯+⨯+⨯+⨯
1369.2-=
2514.24
9194.26455.23125.21282.1=+++=y
2785.04
7131211=+
++=x
3031.27ˆ1369.2494.02514.2==⨯+e a
a=27.3031,b=-2.1369
D
e
f 1369
.23031.27-=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 ＝ΣаT t T ,D=t/24代入上式即可推定出强度。
图解法：
○
1龄期强度曲线1-3
混凝土浇筑后测温记录1-4
1 2
3 4 5 6
从教筑起计算时间
温度（℃）
间隔的时
间t T （h ）
平均温度T （℃）
аT
аT ×t T
0 10 4 12 4 11 0.61 2.44 8 17 4 14.5 0.75 3 10 18 2 17.5 0.88 1.76 12 20 2 19 0.95 1.9 14
20
2
20
1
2
○
2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：
M
b
ae f =（22-14）
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 ＝∑∆+t
t T 0)15( （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
对混凝土养护的龄期取倒数，强度取对数 1-7
对这个式子M
b ae
f =两边取对数，变为M b a f +
=ln ln
2
1
1
2
11
1
)
()
)((ˆ∑∑∑∑∑=====--=n
i i n i i n
i i n
i i n
i i i x x n y x y x n
b
这是求b 的式子。
x b y a ˆˆln -=
因此x
b y e a ˆ
ˆ-=，这是求a 的估计值的式子。
XX 工务段XX 线XXXX 年成段更换磨耗轨
页脚内容7
=b
ˆ22222)5880
125201168018401()5880125201168018401(4 2.9194)2.64552.3125)(1.128258801
25201168018401()588012.9194252012.6455168012.312584014(1.1282+++-+++++++++-⨯+⨯+⨯+⨯
0178.1795-=
2514.24
9194.26455.23125.21282.1=+++=y
48815.54
5880125201168018401-=+
++=x
5843.42ˆ4
8815.50178.17952514.2==-⨯+e a
解得a=4205843,b=-1795.0178
M
e
f 0178
.17955843.42-
=
)
(9915.8375843.42ln 5ln 0178
.1795ln ln h C a f b M •=--=--
=。
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。