混凝土是现代建筑的主要材料。混凝土的性能直接影响建筑安全。研究混凝土强度具有重要意义。实验采用普通硅酸盐水泥。水泥标号为四二五。粗骨料选用碎石。碎石粒径五至二十毫米。细骨料选用河砂。砂子细度模数二点六。水为普通自来水。设计三种不同配合比。第一种水泥用量三百千克每立方米。第二种水泥用量三百五十千克每立方米。第三种水泥用量四百千克每立方米。水灰比保持零点五不变。每种配合比制作一组试块。每组六块标准立方体试块。试块尺寸一百五十毫米乘一百五十毫米乘一百五十毫米。

试块制作过程遵循规范。首先称量各种材料。使用电子秤确保准确。水泥砂石按比例放入搅拌机。干拌一分钟使混合均匀。再加入水继续搅拌。搅拌时间不少于两分钟。拌合物倒入模具中。模具内壁预先涂刷脱模剂。分两层装入模具。每层插捣二十五次。插捣均匀防止空洞。表面抹平覆盖塑料薄膜。二十四小时后拆模。拆模后试块放入养护池。养护池水温二十摄氏度。养护时间设定为三天、七天、二十八天。

养护到期的试块进行压力测试。使用液压压力试验机。试验机精度零点一千牛。试块表面擦拭干净。检查试块有无明显缺陷。将试块放在下压板中心。启动试验机缓慢加载。加载速度每秒零点五兆帕。记录试块破坏时的最大压力。计算抗压强度值。强度值等于破坏压力除以承压面积。取每组试块的平均值作为最终结果。

三天强度数据已经出来。第一种配合比强度十二点三兆帕。第二种配合比强度十五点一兆帕。第三种配合比强度十八点六兆帕。七天强度数据也有变化。第一种配合比强度二十二点五兆帕。第二种配合比强度二十六点八兆帕。第三种配合比强度三十二点四兆帕。二十八天强度数据最重要。第一种配合比强度三十四点七兆帕。第二种配合比强度四十一点二兆帕。第三种配合比强度四十八点九兆帕。数据表明水泥用量增加强度提高。强度增长前期快后期慢。

进一步分析这些数据。绘制强度随时间变化曲线。横坐标是养护龄期。纵坐标是抗压强度。三条曲线呈现上升趋势。曲线斜率逐渐变小。这说明强度增长速率下降。早期强度增长主要依赖水化反应速度。后期强度增长依赖水化产物填充孔隙。水泥用量多水化产物多。水化产物填充更密实。密实度提高强度自然提高。

观察试块破坏形态。低强度试块破坏面较粗糙。骨料与砂浆界面剥离明显。高强度试块破坏面相对平整。骨料断裂比例增加。这说明界面粘结强度改善。水泥浆增多包裹骨料更充分。骨料与水泥浆粘结更牢固。受力时协同工作更好。整体承载能力更高。

实验考虑实际施工条件。工地环境与实验室不同。温度湿度会有波动。养护条件可能不理想。材料质量会有差异。搅拌时间可能不足。振捣可能不均匀。这些因素都会影响强度。根据实验结果提出建议。重要结构部位采用较高水泥用量。确保足够强度储备。加强现场材料管理。严格按配合比称量。保证搅拌时间充足。振捣必须密实。养护工作不能忽视。定时洒水保持湿润。覆盖薄膜减少水分蒸发。

混凝土耐久性同样重要。强度高不一定耐久性好。实验增加耐久性测试。制作另外一组试块。测试抗渗性能。试块养护二十八天。放入抗渗仪加压。水压从零点一兆帕开始。每八小时增加零点一兆帕。观察试块背面渗水情况。记录开始渗水时的压力。水泥用量大的试块抗渗压力高。密实度提高孔隙减少。水分子难以渗透。抗渗性好有利于保护钢筋。钢筋不生锈结构更安全。

还测试了抗冻性能。试块浸泡水中饱和。放入冻融试验箱。在零下十五摄氏度冻四小时。再在二十摄氏度水中融四小时。这是一个冻融循环。每二十五次循环检测一次质量损失和强度损失。五十次循环后数据出现差异。水泥用量大的试块质量损失小。强度损失也小。内部孔隙少水分侵入少。冻胀破坏力减弱。抗冻性能提升。

实验也有局限性。实验室条件理想。实际工程变量很多。骨料含水率经常变化。砂石含泥量影响粘结。外加剂使用广泛。粉煤灰矿粉等掺合料常见。这些因素未在实验中考虑。后续研究可以深入。设计更多配合比。变化水灰比。变化骨料粒径。添加减水剂。掺入粉煤灰。研究强度与耐久性变化规律。为工程提供更全面参考。

经济性必须考虑。水泥用量增加成本上升。强度要求需结合造价。不是强度越高越好。满足设计要求即可。安全经济合理是原则。根据结构部位确定强度等级。梁板柱不同构件要求不同。基础与大体积混凝土需控制水化热。水泥用量过多水化热大。温差大容易产生裂缝。裂缝影响耐久性。需要寻找平衡点。

施工人员培训很关键。工人应理解配合比意义。知道材料比例不能随意改动。掌握搅拌振捣要领。重视养护环节。管理人员加强监督。现场取样送检必不可少。及时发现质量问题。确保混凝土强度合格。建筑安全是根本。每个环节都要认真。

这次实验验证基本规律。水泥用量影响强度。强度影响结构安全。数据为施工提供依据。工程实践复杂得多。需要理论联系实际。不断总结经验。提高工程质量。