影響混凝土強(qiáng)度的因素

1、影響混凝土強(qiáng)度的因素、水泥的強(qiáng)度和水灰比水泥的強(qiáng)度和水灰比是決定混凝土強(qiáng)度的最主要因素。水泥是混凝土中的 膠結(jié)組分,其強(qiáng)度的大小直接影響混凝土的強(qiáng)度。在配合比相同的條件下,水 泥的強(qiáng)度越高,混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)采用同一水泥（品種和強(qiáng)度相同）時(shí), 混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比;在混凝土能充分密實(shí)的情況下,水灰比愈 大,水泥石中的孔隙愈多,強(qiáng)度愈低,與骨料粘結(jié)力也愈小,混凝土的強(qiáng)度就 愈低。反之,水灰比愈小,混凝土的強(qiáng)度愈高?；炷恋目箟簭?qiáng)度與水灰比和水泥強(qiáng)度之間符合以下近似關(guān)系：feu= a afee（C/W 式中,C每立方米混凝土中的水泥用量，kg；W每立方米混凝土中的用水量，kg；feu混凝

2、土 28d抗壓強(qiáng)度，MPa;fee水泥的實(shí)際強(qiáng)度，MPa;aa, a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種等有關(guān)，其數(shù)值需通過試驗(yàn)求得,通常取值如下：對(duì)于碎石：a=0.46, ab=0.07。對(duì)于卵石：a=0.48, ab=0.33。fce 應(yīng)通過試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度數(shù)值時(shí)，可采用下式估計(jì)：fee二 Y c fce,k式中，fce,k水泥強(qiáng)度等級(jí)值，MPa;Y C木泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（一般取1.13）。二、骨料的影響骨料的表面狀況影響水泥石與骨料的粘結(jié)，從而影響混凝土的強(qiáng)度。碎石 表面粗糙，粘結(jié)力較大;卵石表面光滑，粘結(jié)力較小。因此，在配合比相同的 條件下，碎石混凝土的強(qiáng)度比卵石混凝土的強(qiáng)度高。

3、骨料的最大粒徑對(duì)混凝土 的強(qiáng)度也有影響，骨料的最大粒徑愈大，混凝土的強(qiáng)度愈小。砂率越小，混凝土的抗壓強(qiáng)度越高，反之混凝土的抗壓強(qiáng)度越低。三、外加劑和摻合料在混凝土中摻入外加劑，可使混凝土獲得早強(qiáng)和高強(qiáng)性能，混凝土中摻入 早強(qiáng)劑，可顯著提高早期強(qiáng)度;摻入減水劑可大幅度減少拌合用水量，在較低 的水灰比下，混凝土仍能較好地成型密實(shí)，獲得很高的 28d 強(qiáng)度。在混凝土中 加入摻合料，可提高水泥石的密實(shí)度，改善水泥石與骨料的界面粘結(jié)強(qiáng)度，提 高混凝土的長(zhǎng)期強(qiáng)度。因此，在混凝土中摻入高效減水劑和摻合料是制備高強(qiáng) 和高性能混凝土必需的技術(shù)措施。四、養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度混凝土的硬化是水泥水化和凝結(jié)硬化的結(jié)果。養(yǎng)護(hù)

4、溫度對(duì)水泥的水化速度 有顯著的影響，養(yǎng)護(hù)溫度高，水泥的初期水化速度快，混凝土早期強(qiáng)度高。濕 度大能保證水泥正常水化所需水分，有利于強(qiáng)度的增長(zhǎng)。在20C以下，養(yǎng)護(hù)溫度越低，混凝土抗壓強(qiáng)度越低，但在 20C 30C范圍 內(nèi)，養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大。養(yǎng)護(hù)濕度越高，混凝土的抗壓強(qiáng) 度越高，反之混凝土的抗壓強(qiáng)度越低。五、齡期混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度將隨著齡期的增加而增長(zhǎng)。最初的 7 14d內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d以后增長(zhǎng)緩慢，齡期延續(xù)很長(zhǎng)，混凝土的強(qiáng)度仍有 所增長(zhǎng)。溫度對(duì)混凝土性能的影響混凝土的溫度，決定于要本身儲(chǔ)備的熱能，由于混凝土溫度與外界氣溫有 差別，在混凝土與周圍環(huán)境之間就會(huì)產(chǎn)

5、生熱交換，新拌混凝土熱量變化情況， 除了水泥的水化增加混凝土熱量外，其余都屬于混凝土與周圍環(huán)境的熱交換， 當(dāng)環(huán)境溫度很低時(shí)，這種熱交換會(huì)很快地降低混凝土的溫度，對(duì)新攪拌混凝土 而言，溫度降低的快慢決定了水化程度的大小，換而言之，溫度降低愈快強(qiáng)度 的增長(zhǎng)愈慢。當(dāng)混凝土過早的受凍后，強(qiáng)度就不會(huì)再增長(zhǎng)，尚在混凝土內(nèi)部的 游離水分也就愈高，結(jié)冰后的凍脹應(yīng)力就愈大，混凝土就容易造成破壞，混凝 土強(qiáng)度降低的原因，歸納起來(lái)有下列 3 個(gè)方面： 、水結(jié)冰后體積增加 9，混凝土內(nèi)游離水分愈多，凍脹應(yīng)力就愈大，凍 脹了的體積在解凍后不會(huì)縮回去，而是保留了下來(lái)。因此，新拌的混凝土受凍 后孔隙度顯著提。如果孔隙率增加

6、至 15。強(qiáng)度就會(huì)下降 10。當(dāng)凍脹應(yīng)力大到了 產(chǎn)生裂縫時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞，強(qiáng)度就不會(huì)在增加了。 、在骨料周圍，有一層水膜或水泥漿膜，在受凍后，其粘結(jié)力受到嚴(yán)重 損害，解凍后也不能恢復(fù)，曾做過實(shí)驗(yàn)，如果粘結(jié)力完全喪失，強(qiáng)度將降低 13。 、在結(jié)冰與溶解過程中，會(huì)發(fā)生水份轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，受凍時(shí)由于混凝土表 面溫度低，先結(jié)冰產(chǎn)生凍脹壓力把水份擠向混凝土內(nèi)部。溶解過程中外部先溶 解內(nèi)部應(yīng)力大，又將水份向表面擠壓，水份反向遷移，由于水份體積的反變 化，使混凝土各組分的相對(duì)位置發(fā)生變化，這對(duì)強(qiáng)度還很低的新混凝土很容易 造成結(jié)構(gòu)性裂紋。在混凝土澆筑后的最初幾個(gè)小時(shí)是危險(xiǎn)性最大的時(shí)刻，混凝 土的耐久性，可能

7、被一兩次凍融循環(huán)新嚴(yán)重?fù)p壞。通過觀察發(fā)現(xiàn)只要使新拌混 凝土還溫一定時(shí)間，讓混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度，就可以不怕凍害，由此引出受 凍害的臨界強(qiáng)度這一概念。臨界強(qiáng)度的概念定義為：新拌混凝土在受凍后再回復(fù)還溫養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度可繼續(xù)增長(zhǎng)，并達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào) 95以上時(shí)，新需要的初時(shí)強(qiáng)度。達(dá)到臨界強(qiáng)度時(shí)的混凝土已有相當(dāng)一部分拌合 水固定到已經(jīng)形成的水化物中，此時(shí)不但可凍結(jié)的水量較少，混凝土本身已具 有了一定強(qiáng)度，產(chǎn)生了一定的抗凍能力。目前臨界強(qiáng)度的概念已為許多國(guó)家接 受，并且在規(guī)范中使用。實(shí)際上混凝土的冬季施工最主要解決的是以下兩個(gè)問題。 、是防止混凝土受凍。 、提高混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度?；炷撂涠葥p失的原因

8、分析混凝土坍落度損失是一個(gè)普遍存在的問題。影響混凝上坍落度損失的原因是多方面的 ,且這些因素相互關(guān)聯(lián)。主要包括四個(gè)方面 :一是水泥方面 ,如水泥中的礦物成分種類、不同礦物成分的含量、堿含量的 匹配 ,細(xì)度、顆粒級(jí)配等 ;二是化學(xué)外加劑方面 ,如高效減水劑的化學(xué)成分、分子 量、交聯(lián)度、磺化程度、平衡離子濃度以及緩凝劑的種類、用量等;三是環(huán)境條件 ,如溫度、濕度、運(yùn)輸時(shí)間等 ;四是混凝土木身的水灰比大小、減水劑摻入時(shí)間 次序、摻和料的品種及摻加比例。1、水泥中礦物成分的種類及其含量的影響水泥中的主要礦物成分是C3A,C4AF,C3S,C2S不同礦物成分對(duì)減水劑的吸附 作用大小不同。減水劑的主要作用

9、是吸附在水泥礦物的表面,降低分散體系中兩相間的界面自由能。提高分散體系的穩(wěn)定性。在相同條件下,水泥成分中對(duì)減水劑的吸附性大小依次為 C3A>C4AF>C3S>C2S若水泥中C3A,C4AF含量較大，則大 量減水劑被其吸附，占水泥成分較多的C3S,C2蹴顯得吸附量不足，動(dòng)電電位明顯 下降,導(dǎo)致混凝土坍落度損失。這是造成摻減水劑的混凝土坍損的根木原因。所 以水泥中C3A,C4AF含量較高的混凝土坍落度損失較大，反之較小。因此,如果要 生產(chǎn)大流動(dòng)度的高強(qiáng)混凝土，而且要求坍落度損失較小，宜優(yōu)先選用C3A,C4AF含 量較低的水泥。2、水泥中調(diào)凝劑的形態(tài)及摻加量的影響水泥粉磨時(shí)加入石膏

10、作為調(diào)凝劑是為了控制熟料中C3A的水化速率，調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間。水泥漿中的SO42主要來(lái)源是石膏，若石膏摻入量不足或當(dāng)水泥 中的水很少且水泥中的C3A,C4AF含量較高、比表而積大時(shí),SO42在水泥漿體中 的溶出量很少 ,就會(huì)造成水泥漿體流動(dòng)性的損失。直接表現(xiàn)為坍落度損失過快。 所以應(yīng)尋求最佳的石膏摻量。水泥中 C3A含量越大、堿含量越大、水泥顆粒越 細(xì),石膏的最佳摻量越大。石膏的最佳摻量還和水泥的早期水化溫度有關(guān)。摻入 不同形態(tài)的石膏對(duì)水泥水化過程的影響也是不同的。選擇最佳的石膏摻量 ,且摻 入的石膏形態(tài)搭配合理 ,可有效地避免坍損 ,從而配制出流動(dòng)性好、坍落度損失小 的混凝上。3、水泥的細(xì)

11、度大小 ,顆粒級(jí)配的影響在水泥水化過程中,3-30um的熟料顆粒主要起強(qiáng)度增長(zhǎng)作用，而大于60um的 顆粒則對(duì)強(qiáng)度不起作用，小于lOum的顆粒主要起早強(qiáng)作用，3um以下的顆粒只起 早強(qiáng)作用。小于 l0um 的顆粒需水量大。流變性好的水泥 l0um 以下顆粒應(yīng)少于 10%。顆粒越細(xì)，細(xì)顆粒越多，需水量越大，早期強(qiáng)度越高，這必將加劇坍損。4、環(huán)境條件及化學(xué)外加劑和摻和料的影響一般來(lái)講 ,環(huán)境溫度越高 ,水泥水化速度越快 ,導(dǎo)致混凝土的坍落度損失越大。 濕度越大 ,混凝土對(duì)外失水相對(duì)較少 ,有利于抑制坍落度損失。相同條件下 ,強(qiáng)度越 高,水灰比越小的混凝土坍落度損失越大。同時(shí) ,摻加需水量小的粉煤灰對(duì)于提高 混凝土的耐久性 ,對(duì)抑制坍落度損失有利。施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土試塊強(qiáng)度不合格1、現(xiàn)象出廠檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度合格，施工現(xiàn)場(chǎng)交貨檢驗(yàn)強(qiáng)度不合格，經(jīng)回彈法或取 芯樣復(fù)檢，強(qiáng)度合格。2、原因分析1）計(jì)量設(shè)備故障，坍落度失控，混凝土強(qiáng)度離散性大。2）施工現(xiàn)場(chǎng)取樣、試塊制作不規(guī)范。3）試塊養(yǎng)護(hù)不良，炎熱夏季試塊脫水，冬季養(yǎng)護(hù)溫度過低。3、預(yù)防措施（1）加強(qiáng)計(jì)量設(shè)備的保養(yǎng)，確保投料準(zhǔn)確，控制出機(jī)混凝土混合物坍落 度。（ 2）施工現(xiàn)場(chǎng)取樣應(yīng)在攪拌運(yùn)輸車卸料過程中的 之間抽取，數(shù)量應(yīng)滿足 混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目所需用量的1.5 倍，且不得少于0.02m3;人工插搗成型試塊，應(yīng)分兩層裝入試模，每層裝料