《 早期推定混凝土强度试验方法 》 分析与解读

1. JGJ/T15-2008 《早期推定混凝土强度试验方法》 分析与解读

2. 目 录 一、混凝土强度早期推定的意义 二、早期推定混凝土强度的方法 三、混凝土强度关系式的建立与强度的推定 四、早期推定混凝土强度的应用

3. 一、混凝土强度早期推定的意义

4. 混凝土强度的重要性 及早期推定的意义 早期推定混凝土强度的意义 • 混凝土标准养护28天强度试验，周期长、不能及时预报施工质量或调整配合比，不利于加强混凝土质量管理和充分利用水泥活性。 • 通过早期强度推定标准养护28天强度，利于在混凝土生产施工中对其进行强度控制及对配合比进行调整和辅助设计。

5. 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

6. 加速养护设备要求 目的 早期推定混凝土强度的方法 混凝土加速养护法 (1)养护箱各处水温温差≦ 2℃，浸泡试件后15min内 能够恢复； (2)加速养护期间连续或定 时测温，并用独立温度计 校核水温； (3)试件之间及试件与箱壁 ≥50mm，试件底距热源 ≥100mm，试件顶距水面 ≥50mm (4)带模养护时，保证试模 密封性 (1)防止水温不均和试件放 入后造成水温降低而影响 混凝土强度发展条件的同 一性 (2)为减小养护水对实验结 果的影响，对放置的位置 距离等作了规定 (3)密封性要求是为了防止 未结硬混凝土表面受养护 热水扰动，漏失水分，而 影响实验结果

7. 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 浸入水中 进行养护 取出冷却 抗压试验 防止析钙造成强度降低 脱模放入饱和Ca(OH)2沸水，≥98℃，4h±5min 20±5℃室温24h±15min 20±5℃室温冷却静置1h±10min 沸水法 80℃ 热水法 20±5℃室温1h±10min 不脱模浸80±2℃热水 ，5h±5min 20±5℃室温冷却静置1h±10min 55℃ 温水法 20±5℃室温1h±10min 不脱模浸55±2℃热水 ，23h±15min 20±5℃室温冷却静置1h±10min

8. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 • 设备 （1）压蒸锅：直径240mm，压力稳定在90±10kPa，配有0~160kPa量程压力表，适配电源需保证在15±1min内达到稳定压力 （2）试模：40mm× 40mm×50mm专用三联钢模，可放入蒸锅内并方便水泥抗压夹具配套使用 （3）筛子：直径5mm，保证砂浆中无粗骨料 （4）案秤&天平：称量和感量分别为5kg、5g和100g、0.1g。

9. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 • 促凝剂 促凝剂配方（质量比）

10. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 • 促凝剂 1.参照《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ 053-94，选用CS和CAS两种促凝剂。 2.同掺量时，CS比CAS凝结时间要长，因此优先选用CS防止凝结过快而无法成型。流动性大、早期强度低、水化速度慢、凝结时间长的混凝土可采用CAS。 3.用量是关键：过少导致强度低、离散性大；过多导致凝结快，无法成型。应通过实验确定。

11. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 • 促凝剂 促凝剂参考用量（试验总结）

12. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 • 试验方法 准备过程 试模紧密装配，缝隙抹黄油， 内部刷一薄层机油 压蒸锅加水至离蒸屉20mm高度， 将水加热至沸腾，保证锅不漏气 3kg可成型一组试件，太少则缺乏代表性 成型试件同时，留取代表性混凝土 样不少于3kg，取样后立即进行试验

13. 早期推定混凝土强度的方法 砂浆促凝压蒸法 试验过程 筛至骨料表面不粘砂浆，砂浆和粗骨料基本分离 • 试验方法 均摊、翻扮、振动 混凝土试样用料 拌匀砂浆、均匀撒入促 凝剂中，快搅30s 振动：塑性混凝土，30~50s; 流动性混凝土，20~40s 放入试模、振实砂浆 抹平盖盖（≤3min） 放入锅内压蒸1h，升 压时间15±1min以内 《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB/T 17671 切断热源、去阀放气 取出脱模、抗压试验

14. 早期推定混凝土强度的方法 抽样检验原理和方法 早龄期法 1.宜采用3d或7d龄期； 2.按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081的规定进行试验； 3.早龄期试件与标准养护28天试件取自同盘混凝土，确保制作及养护条件相同。

15. 三、混凝土强度关系式的建立与强度的推定

16. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 注意事项： • 采用工程相同原材料制作试件，塌落度或工作度与工程相近；避免由于原材料种类不同而造成强度增长不一致； • 数量不少于30对组，水灰（胶）比不少于3种，且最大最小水灰比之差≥0.2； • 按回归方程建立强度关系式，相关系数不小于0.9，剩余标准差不大于标准养护28d强度的10%； • 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。

17. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 强度关系式 线性方程 幂函数方程

18. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 线性回归法 回归系数

19. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 线性回归法 fcue—标准养护28d混凝土抗压强度推定值 （MPa）； fcua—加速养护混凝土（砂浆）试件抗压强度值 （MPa）； fcu，ia—第i组加速养护混凝土（砂浆）试件抗压强度 值（MPa）； fcu，i—第i组标准养护28d混凝土（砂浆）试件抗压强 度值（MPa）； n—试件组数； a、b—回归系数。

20. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 线性回归法 相关性系数 剩余标准差

21. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 线性回归法 • 通过对实验结果进行回归分析，表明加速养护（早期）强度与标准养护28d强度间具有较好的线性关系； • 线性回归便于实际应用； • 推荐使用线性回归方程作为强度关系式

22. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 幂函数回归法 回归系数

23. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 幂函数回归法 相关性系数 剩余标准差 fecu，i—第i组标准养护28d混凝土抗压强度推定值（MPa）； mfcu—n组标准养护28d混凝土试件抗压强度平均值（MPa）；

24. 混凝土强度关系式的 建立与强度的推定 幂函数回归法 • 某些情况下，幂函数回归比线性回归的显著性高一些； • 可将幂函数方程两侧取对数，即可把非线性的相关关系转换为线性相关关系，然后用线性回归法处理； • 实际应用中，可选择相关性较好的方程作为混凝土强度关系式。

25. 四、早期推定混凝土 强度的应用 • 配合比早期推测 • 强度的早期控制 • 强度的早期评估

26. 早期推定混凝土 强度的应用 • 根据已建立的强度关系式，早期推定的混凝土强度误差符合均值为零的正态分布时，可按本标准进行混凝土配合比的早期推测、混凝土强度的早期控制和评估。误差检验依据《数据的统计处理和解释 正态性检验》GB/T 4882和《数据的统计处理和解释 正态分布均值和方差的估计与检验方法》GB 4889进行。 • 对于现场取样的混凝土，取样后应立即移至温度为20±5℃的室内成型试件，尽量避免原材料的初始温度对推定结果的影响。

27. 早期推定混凝土 强度的应用 配合比早期推测 • 按现行行业标准《普通混泥土配合比设计规程》JGJ 55进行配合比设计。 • 上述规程依据标准养护28d强度进行设计，往往不能及时满足工程需要，因此可按本标准根据早期推定强度对混凝土配合比进行调整。

28. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 • 混凝土标准养护28d强度平均值和标准差的控制目标值，应根据生产中测得的强度资料按月（或季）求得。强度的控制目标值不低于混凝土配制强度。 • 早期推定混凝土强度平均值的控制目标值应与混凝土标准养护28d强度平均值的控制目标值相等。 • 应采用早期推定混凝土强度的质量控制图对混凝土强度进行早期控制。

29. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 • 早期推定强度标准差的控制目标值 可按下式计算： —早期推定混凝土强度标准差的控制目标值； —标准养护28d混凝强度标准差的控制目标值； —早期推定混凝土强度误差的标准差。

30. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 早期推定关系式： （1） 标准养护28d强度与早期推定强度关系式： （2） —早期推定混凝强度的误差。

31. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 • 检验误差 服从均值为零的正态分布。 • 某段时间为统计期的标准养护28d强度服从正态分布，即 • 假定加速养护混凝土强度也服从正态分布，即 • 因此早期推定强度服从正态分布

32. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 根据数学期望性质，有 公式（2）有 即 根据方差性质，公式（1），有 即 公式（2）有 即 或

33. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期控制 早期推定混凝强度的标准差 ，既受 影响，又受 影响。因此当推定值出现异常时，从以上两方面找原因。可先从检查早期推定强度的试验偏差入手，然后在查混凝土生产过程，及时分析原因，采取对策，使生产恢复到稳定状态。

34. 早期推定混凝土 强度的应用 强度的早期评估 • 混凝土强度早期评估宜与质量控制图同时使用，仅作为工序质量控制依据。不能作为工程验收的评定，验收评定应以标准养护28d强度为依据。 • 可采用《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107中的非统计方法和统计方法中方差未知的方法进行早期评估。

35. 1、事件A和事件B相互独立，证明A、B相互独立与互不相容不能同时成立。（反证法）1、事件A和事件B相互独立，证明A、B相互独立与互不相容不能同时成立。（反证法） 2、对于某正态随机变量，求： P{u-σ<X≤u+σ}=? P{u-2σ<X≤u+2σ}=? P{u-3σ<X≤u+3σ}=? 3、正态总体样本均值、样本方差及其推导过程。 4、方差未知方案中，证明λ1sqrt（n）服从非中心—t分布。

36. 5、从一批混凝土中(正态)抽取得到一个混凝土强度样本数据，如何计算保证率？5、从一批混凝土中(正态)抽取得到一个混凝土强度样本数据，如何计算保证率？ 6、按S=3MPa、4MPa和5MPa分别对比新旧标准的验收界限（统计法2和非统计法）。 7、绘制标准差未知方案的平均值验收验收界限图。 8、混凝土所有关于强度的名词概念、定义及其相互关系。

37. 浅谈混凝土强度评定方法

38. 自2000年参加工作以来，先后在328国道（海安段）改造工程、扬州西北绕城高速公路（扬州段）学士路分离式立交桥、盐通高速（东台段）东台河桥中施工，现在连云港开发区施工桥梁。工作中发现对混凝土质量的控制一种错误的认识：混凝土试块强度值低于设计强度等级时就是不合格，桥梁砼就须进行实体回弹和取芯抗压，对仍不能达到设计强度等级时返工处理；对试块强度值高于设计强度等级时就会认为混凝土强度符合设计要求等等，其实混凝土的强度合格与否应由混凝土试块强度综合评定结果而定。混凝土强度评定是根据施工平时抽检和留置混凝土试块的强度值组合评定确定。现就影响混凝土评定结果谈几点注意点。自2000年参加工作以来，先后在328国道（海安段）改造工程、扬州西北绕城高速公路（扬州段）学士路分离式立交桥、盐通高速（东台段）东台河桥中施工，现在连云港开发区施工桥梁。工作中发现对混凝土质量的控制一种错误的认识：混凝土试块强度值低于设计强度等级时就是不合格，桥梁砼就须进行实体回弹和取芯抗压，对仍不能达到设计强度等级时返工处理；对试块强度值高于设计强度等级时就会认为混凝土强度符合设计要求等等，其实混凝土的强度合格与否应由混凝土试块强度综合评定结果而定。混凝土强度评定是根据施工平时抽检和留置混凝土试块的强度值组合评定确定。现就影响混凝土评定结果谈几点注意点。

39. 一、混凝土强度试块的制作 用于检查结构构件混凝土强度的试块，应在混凝土浇筑地点随机抽取，试块留置取样频率应符合下列规定： 1．每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次： 2．每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次； 3．当一次连续浇筑超过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次； 4．灌注桩浇筑时，每浇筑50m3混凝土取样不得少于一次，如少于50m3混凝土的桩每根桩必须取样不得少于一次； 5．每次取样应至少留置一组标准养护试块，同条件养护试块的留置组数应根据实际需要确定。

40. 根据规范要求检验评定混凝土强度都是以标准成型方法及强度试验方法应符合混凝土力学性能试验标准规定的条件下测定值，则在进行混凝土浇筑的过程中，必须留置以边长为150mm立方体尺寸标准试块，如采用非标准尺寸试块抗压强度试验时，其抗压强度应按下表所列系数进行换算：根据规范要求检验评定混凝土强度都是以标准成型方法及强度试验方法应符合混凝土力学性能试验标准规定的条件下测定值，则在进行混凝土浇筑的过程中，必须留置以边长为150mm立方体尺寸标准试块，如采用非标准尺寸试块抗压强度试验时，其抗压强度应按下表所列系数进行换算： 混凝土试块抗压强度换算系数

41. 搅拌好的混凝土拌合物在取样时应至少用铁锨再来回拌合三次,当坍落度不大于70mm的混凝土,宜采用振动器振实试块,将砼拌合物一次装入试模,用抹刀沿试模壁插捣并使混凝土拌合物高出试模口,振动应持续到表面泛浆为止,且避免过振,以防混凝土离析,一般振捣时间为20秒;当坍落度大于70mm的混凝土宜用捣捧人工捣实,混凝土拌合物应分两层装入模内,每层装料厚度大致相等,插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行,在插捣底层混凝土时,捣捧应达到试模底部,插捣上层时,捣捧应贯穿上层插入下层2-3cm,插捣时捣捧应保持垂直,不得倾斜,每层插捣次数不少于25次,同时还应用抹刀沿试模壁插拔数次，不管用何种方法，待混凝土临近初凝时用抹刀抹平。在实际施工中，试块制作时都是一次将试模装满后，用一根钢筋头进行插捣，在发现混凝土不足时，随便加点混凝土后继续插捣、抹平，这样由于试块制作的工艺（层厚、插捣顺序与次数）不相同，往往会造成同组试块中的各个测值相差偏大，试件不具备代表性或试件无效；还有工程人员认为用振动振实的时间越长越密实、强度越高，混凝土振动时间长后，可能出现混凝土过振、混凝土离析，造成同批各组试件测定值相差大，标准差Sn偏大，影响评定结果，振动时最好以混凝土表面泛浆，无明显沉降为准。搅拌好的混凝土拌合物在取样时应至少用铁锨再来回拌合三次,当坍落度不大于70mm的混凝土,宜采用振动器振实试块,将砼拌合物一次装入试模,用抹刀沿试模壁插捣并使混凝土拌合物高出试模口,振动应持续到表面泛浆为止,且避免过振,以防混凝土离析,一般振捣时间为20秒;当坍落度大于70mm的混凝土宜用捣捧人工捣实,混凝土拌合物应分两层装入模内,每层装料厚度大致相等,插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行,在插捣底层混凝土时,捣捧应达到试模底部,插捣上层时,捣捧应贯穿上层插入下层2-3cm,插捣时捣捧应保持垂直,不得倾斜,每层插捣次数不少于25次,同时还应用抹刀沿试模壁插拔数次，不管用何种方法，待混凝土临近初凝时用抹刀抹平。在实际施工中，试块制作时都是一次将试模装满后，用一根钢筋头进行插捣，在发现混凝土不足时，随便加点混凝土后继续插捣、抹平，这样由于试块制作的工艺（层厚、插捣顺序与次数）不相同，往往会造成同组试块中的各个测值相差偏大，试件不具备代表性或试件无效；还有工程人员认为用振动振实的时间越长越密实、强度越高，混凝土振动时间长后，可能出现混凝土过振、混凝土离析，造成同批各组试件测定值相差大，标准差Sn偏大，影响评定结果，振动时最好以混凝土表面泛浆，无明显沉降为准。

42. 二、试块的养护 试块成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面，采用标准养护的试块，应放在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后偏号、拆模，放入温度为20±2℃、相对湿度为95%以上的标准养护室内养护，标准养护室内的试块放在支架上彼此相隔10-20cm，试块表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋，标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。 采用蒸汽法养护的混凝土结构构件，其混凝土试块也应先随同结构构件同条件蒸汽养护，再转入标准养护室内养护28d。 同条件养护试块的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后试件仍需保持与结构构件同条件养护。 在工程建设中，施工单位对试块的留置都较为重视，而对试块的养护普遍重视不够，工地上就建造一个简易的标养室，室内温度控制时高时低，湿度是由人工浇水来控制，同条件养护的试件有时就直接暴晒在阳光下，或不及时浇水保湿等等。 试块是以三块为一组，并应是以同等条件同等制作和养护，每组试块的抗压强度是以三块试块的实际抗压测定值的算术平均值为测定值，其中如有某一测值与中间值的差值超过中间值的15%时，应取中间值为本组测定值，如有两个值与中间值的差值超过中间值的15%时，侧该组试块件无测定值，此组无效。

43. 三、混凝土试块强度的评定 混凝土抗压强度应以强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比相同的混凝土组成同一验收批，同一验收批的混凝土强度应以同批内所有各组标准尺寸试块的强度测定值为代表值，如为非标准尺寸试块时应进行强度换算。施工单位根据施工现场混凝土的施工工艺，应按《混凝土强度检测评定标准》进行分类评定，对桥的灌注桩、下部结构和上部结构中的同等级混凝土，由于生产工艺与配合比不同，不能混在一起进行统计与评定，混凝土评定分为以下两种方法： 1．大桥等重要工程或混凝土的试块大于或等于10组时，应以数理统计方法按下述条件评定； Rn-k1Sn≥0.9R Rmin≥k2R Rn-同批n组试块强度的平均值（MPa） n-同批混凝土试块组数 Sn-同批n组试块强度的标准差（MPa） 当Sn＜0.06R时，取Sn=0.06R R-设计的混凝土强度等级（MPa） Rmin- n组试块中强度最低一组的值（MPa） k1、k2-合格判定系数，见下表

45. 2．中小桥及涵洞等工程且同批混凝土的试块小于10组时，可用非统计方法按下述条件进行评定；2．中小桥及涵洞等工程且同批混凝土的试块小于10组时，可用非统计方法按下述条件进行评定； Rn≥1.15R Rmin≥0.95R 现场施工过程中，必须留置同条件养护试块，同条件养护试块应在达到标准养护条件下28d龄期试块强度相等的原则下进行强度试验，但实际施工过程中同条件养护的混凝土试块由于与标准养护条件的差异，如同条件养护的气温变化相差很大、同条件试块以及实际混凝土构件可能缺水等不利强度增长，同条件养护试块的强度代表值应根据强度结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》的规定乘以折算系数后确定，拆算系数取为1.10,或根据当地的试验统计结果作适当调整后,进行其强度评定,其评定方法可参照上面两个公式评定,其强度评定结果可同时作为检验结构实体混凝土强度的依据。 当混凝土强度按试块强度进行评定达不到合格条件时，可采用钻取实体或以无损检测法查明结构实际混凝土的抗压强度和浇筑质量，如仍不合格，应由有关单位会同设计单位共同核算是否满足结构安全，以及研究处理方法。

46. 四、工程实例概况 由于各方面的原因，施工单位往往对评定的工作都等到主体工程结束，有时甚至拖到资料备案时才进行综合评定，这样就导致了问题暴露过迟。我们应在平时混凝土试验和资料整理时就应对已有的混凝土强度进行评定，要分阶段、分层次评定，通过评定结果了解前段混凝土的施工质量，同时有利控制和提高以后混凝土施工质量，对出现不利因素时，要及时纠正和处理。如正在施工的某桥立柱只有18根，在已施工完的12根立柱中，共取样试块5组，其中有2组低于设计强度，估算按非统计方法评定不合格，为了评定合格，在后来施工的6根立柱中，增加试块留置频率，加大检测力度，又留置6组试块，这样一共达到11组，使混凝土试块留置数量满足按统计方法评定要求，从而使混凝土强度评定合格。建议在施工中混凝土强度的评定应采用平时与验收相结合的办法进行。

47. 现场施中有部份监理人员和监督人员认为：混凝土试块强度低于设计强度，就认为不合格，不给予认可工程量以及不同意下道工序施工，根据评定公式来看，只有试块强度不低于设计强度的85%，都有可能评定合格，但是有一点试块强度低于设计强度的85%时，可以肯定混凝土评定不合格；也有相当部份工程技术人员以及现场管理人员认为：混凝土试块强度达到设计强度，混凝土评定必然会合格，现将现实中遇到的具体问题举例如下：某桥承台混凝土设计强度C30，共留置6组试件，强度代表值分别为31.2MPa、30.4MPa、32.1MPa、33.8MPa、34.0MPa、33.0MPa，根据《混凝土强度检验评定标准》中规定只能采用非统计方法评定混凝土强度现场施中有部份监理人员和监督人员认为：混凝土试块强度低于设计强度，就认为不合格，不给予认可工程量以及不同意下道工序施工，根据评定公式来看，只有试块强度不低于设计强度的85%，都有可能评定合格，但是有一点试块强度低于设计强度的85%时，可以肯定混凝土评定不合格；也有相当部份工程技术人员以及现场管理人员认为：混凝土试块强度达到设计强度，混凝土评定必然会合格，现将现实中遇到的具体问题举例如下：某桥承台混凝土设计强度C30，共留置6组试件，强度代表值分别为31.2MPa、30.4MPa、32.1MPa、33.8MPa、34.0MPa、33.0MPa，根据《混凝土强度检验评定标准》中规定只能采用非统计方法评定混凝土强度

48. Rn≥1.15R---------① Rmin≥0.95R---------② 经计算Rn=32.4 MPa, Rmin =30.4 MPa而1.15R=34.5 MPa, 0.95R=28.5 MPa,这批承台混凝土强度能满足②式要求,但不能满足①式,评定不合格.同样在采用统计方法评定强度值时,当混凝土强度值波动大时,混凝土强度离散大, Sn也大,从而也会导致不能满足Rn-k1Sn≥0.9R要求,混凝土强度评定不合格,例如: 某桥盖梁混凝土设计强度C30，共留置10组试件，强度代表值分别为40.9MPa、30.1MPa、42.2MPa、39.8MPa、35.0MPa、30.5MPa、31.8MPa、31.0MPa、30.2MPa、41.5MPa、，根据《混凝土强度检验评定标准》中规定采用数理统计方法评定； Rn-k1Sn≥0.9R---------① Rmin≥k2R---------② 经计算Rn=35.3 MPa, k1 取值为1.70, k1 取值为0.9, Sn=4.9455, Rmin =30.1 MPa, Rn-k1Sn=35.3-1.7*4.9455=26.89 MPa,而0.9R =27.0 MPa,则这批盖梁混凝土强度能满足②式要求,但不能满足①式,评定也不合格.

49. 五、结束语 随着社会的不断发展，混凝土用途越来越多，充分使用到各行业、各领域，全面推进与提高城市发展，混凝土质量的优劣直接影响工程产品使用年限，在工程建设中如何合理而又经济地控制混凝土的强度和质量，以及混凝土施工中正确留置混凝土强度试块并进行评定都是很值得关注的问题。