混凝土同条件养护等效养护龄期研究

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐 830000）

当前，混凝土依然是各种工程建设中不可或缺的建筑材料，其强度问题一直是研究混凝土的重要方向之一。混凝土强度的增长主要受养护温度和养护时间的影响。因此，催生了混凝土成熟度这一概念，最初由英国学者绍耳在1951年提出，随着对混凝土不断深入研究，成熟度理论也被逐渐引入[1-4]，并应用于混凝土的强度研究。

同条件养护试件强度是混凝土结构实体验收的重要依据，GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》[5]（以下简称“规范 GB 50204”）明确规定，结构实体混凝土强度应按不同强度等级分别检验，检验方法宜采用同条件养护试件方法，混凝土强度检验时的等效养护龄期可取日平均温度逐日累计，即简化成熟度[6]达到600℃∙d时所对应的龄期。由于各地气候、混凝土原材料及施工管理水平的差异，不可一概而论地取成熟度达到600℃∙d时所对应的龄期作为混凝土强度检验时的等效养护龄期。基于此，特开展相应研究，研究同条件养护混凝土的早期强度发展情况，对混凝土同条件养护等效养护龄期进行预测，对确保建设工程质量有着重要的现实意义。

混凝土同条件养护等效养护龄期的研究实际上为同条件养护试件强度（fcu，t）与标准养护28 d试件强度（fcu，o）的对比研究，通过对新疆维吾尔自治区某地区的试验数据进行汇总分析，确定混凝土早期相对强度（fcu，t/fcu，o）的增长情况，以预测混凝土同条件养护等效养护龄期。

1 混凝土早期相对强度的增长研究

因新疆维吾尔自治区在不同季节气候环境条件差异较大，特选择1 a中不同月份的试验数据进行分析，利用每日养护现场记录的最高和最低气温，求其平均值以计算简化成熟度，分别研究不同时期不同成熟度下混凝土早期相对强度的增长情况。通过对比分析发现，在混凝土早期，其相对强度与成熟度存在良好相关性。经过对试验数据的初步处理发现，混凝土早期相对强度发展与与幂曲线、指数曲线和对数曲线较为接近。因此，用幂曲线、指数曲线和对数曲线分别对混凝土早期相对强度RS与成熟度M的关系进行拟合，发现幂曲线拟合程度最高，以4月份试验数据为例，其拟合结果见图1和表1。

通过表1中拟合结果可得出混凝土早期强度按式（1）增长：

图1 不同函数拟合曲线

表1 混凝土相对强度拟合结果及相关性

式中，M为混凝土的简化成熟度，℃·d；RS为成熟度M对应的混凝土相对强度；a、b为常数（应由实地试验数据测得）。

以上述方式对5～7月的试验数据进行拟合分析，其拟合曲线见图2，拟合结果见表2。

图2 混凝土早期相对强度拟合曲线

表2 5～7月混凝土相对强度拟合结果

从图1的拟合曲线可看出，随着成熟度的增长，混凝土的早期相对强度呈增长趋势，当M＜100℃·d时，增长速度较快，说明在混凝土成型的前几天内其同条件养护试件强度上升趋势较为明显。而且从图2中可看出4～7月气温逐渐升高的过程中，早期相对强度也有上升的趋势。当100℃·d＜M＜600℃·d时，混凝土的相对强度增长有一定减缓，但仍有较大的增长幅度；而当M＞600℃·d时，增长速度开始下降，增长幅度也变小。

2 混凝土等效养护龄期分析

规范GB 50204中提出，可取简化成熟度M=600℃·d时所对应的龄期作为等效养护龄期，因此有必要先对简化成熟度为600℃·d时的相对强度RS情况作出分析。利用表2中的拟合结果进行预测分析，可得出M=600℃·d时相对强度预测结果（见表3）。

表3 成熟度为600℃·d时混凝土相对强度统计结果

从表3可看出，成型在4月份的混凝土相对强度预测值为1，即该月份混凝土的等效养护龄期可参照规范GB 50204进行选取；而其他月份的混凝土相对强度预测值均不为1，甚至与1相差较大，因而不能一概而论地认为成熟度达到600℃∙d时所对应的龄期即为混凝土强度检验时的等效养护龄期。

为了具体预测各月份混凝土的等效养护龄期，对式（1）进行反函数求解，得出式（2）：

利用式（2）进行混凝土等效养护龄期的预测，令RS=1，a、b由表1～2查得，由此可确定不同月份混凝土等效养护龄期的预测结果（见表4）。

表4 混凝土同条件养护等效养护龄期预测结果

通过表4可看出，不同月份混凝土的同条件养护等效养护龄期差异较大，因此建议在混凝土实体强度检验时，应考虑不同地区的不同气候环境条件，根据实际情况选择混凝土的等效养护龄期，如一味参照规范进行选取，会对混凝土结构实体检验带来一定的误差，也会为工程的验收带来不必要的麻烦。希望通过研究能为混凝土实体强度检验提供参考，使同条件养护试件强度这种检验方式更加合理有效。

3 结论

通过对新疆维吾尔自治区某地区的试验数据进行汇总分析，确定混凝土早期相对强度的增长情况，以实现混凝土同条件养护等效养护龄期的预测。主要得出以下结论。

（1）混凝土同条件养护试件早期相对强度RS按RS=aMb增长，该式的a、b值可由具体试验测得，的试验数据经该式拟合可得出较高的相关系数。

（2）利用所得拟合公式对简化成熟度M=600℃·d时混凝土相对强度进行预测分析，得出仅4月的混凝土相对强度预测值为1，即该月混凝土等效养护龄期可参照规范GB 50204进行选取，而其他月份的混凝土相对强度预测值均不为1，甚至与1相差较大，因而不能一概而论地取成熟度达到600℃·d时所对应的龄期作为混凝土强度检验时的等效养护龄期。

（3）利用所得拟合公式具体预测了不同月份的混凝土同条件养护等效养护龄期值，这对实际指导混凝土的实体强度检验具有重要意义。