淺析影響混凝土強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素

1、淺析影響混凝土強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素本鋼建設(shè)公司混凝土分公司 梅曉東摘 要：混凝土強(qiáng)度的控制對(duì)保證工程質(zhì)量有著重要的作用。影響混凝土強(qiáng)度的因素頗多，本文主要從用水量、砂率、原材料等方面分析其對(duì)強(qiáng)度的影響，以便科學(xué)、合理的控制混凝土工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞：混凝土強(qiáng)度 用水量 砂率 原材料混凝土作為目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一，它的質(zhì)量直接關(guān)系到工程的質(zhì)量、使用壽命以及人民的生命、財(cái)產(chǎn)的安全。我國(guó)正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰期，如果在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)混凝土質(zhì)量不夠重視，將會(huì)導(dǎo)致沉重的代價(jià)?；炷辽a(chǎn)供應(yīng)是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，供應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土又是一種半成品，不能夠馬上由后續(xù)檢驗(yàn)工作完全證實(shí)是否合格，而就要被立即澆筑使用的

2、產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程中眾多方面的影響因素均會(huì)使生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量產(chǎn)生變異。為了切實(shí)、有效地改善試驗(yàn)配合比、提高混凝土強(qiáng)度質(zhì)量，筆者對(duì)一些影響因素進(jìn)行分析、研究，以供參考。1、用水量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響在完全密實(shí)的情況下，普通混凝土的強(qiáng)度主要取決于其內(nèi)部起膠結(jié)作用的水泥石質(zhì)量，而水泥石的質(zhì)量又取決于所采用的水泥特性和水灰比。當(dāng)水泥用量一定時(shí)，用水量小則水灰比小。水灰比過(guò)小會(huì)使混凝土干澀，成型質(zhì)量難以保證，混凝土成品中會(huì)出現(xiàn)孔洞（蜂窩）較多，麻面等現(xiàn)象。這不但影響美觀，還會(huì)降低混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度，使工程的耐久性變差。在生產(chǎn)中，假設(shè)混凝土試驗(yàn)室配合比為：水泥：砂：石子：水=1：1.51：2.83：0.46

3、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定砂的含水率為3%，則每機(jī)一次下料量為：水泥：100kg 砂：100×1.51×（13%）=155.5kg石子：283kg 水：100×0.46100×1.51×3%=41.5kg如果此水泥的實(shí)際強(qiáng)度為47MPa，粗骨料采用碎石（表面特征新系數(shù)A=0.46，B=0.52），按此配合比配制的混凝土其28天可達(dá)到的強(qiáng)度R為：R=A·fce·（C/WB）=0.46×47×100/（100×0.46）0.52=35.8MPa情形一：若因誤差而多加1kg的水，則水灰比（W/C）' 為：（W/

4、C）'=（100×0.461）/100=0.47這樣配制的混凝土28天可達(dá)到的強(qiáng)度R'為：R'=0.46×47×100/（100×0.47）0.52=34.8MPa由于多加1kg水而引起的強(qiáng)度損失為：RR'=35.834.8=1MPa由此可見(jiàn)，用水量的變化對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響是很大的，因此出場(chǎng)的混凝土必須制止隨意加水。情形二：若在施工中遇到下雨，雨后測(cè)得砂含水率為7%，石子含水率為3%，此時(shí)每機(jī)一次下料應(yīng)為：水泥：100kg石子：100×2.83×（13%）=291.49kg砂：100×1.51

5、×（17%）=161.57kg水：100×0.46100×1.51×7%100×2.83×3%=26.94kg按此配合比顯然是科學(xué)的，保證了水灰比為0.46，混凝土28天強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)要求（仍為35.8MPa）。如果不對(duì)施工混凝土作上述調(diào)整，而仍按下雨前用量配置混凝土，則等于多加水（41.526.94）=14.56kg，此時(shí)水灰比（W/C）'' 為：（W/C）'' =（100×0.4614.56）/100=0.61這樣配置的混凝土28天可達(dá)到的強(qiáng)度R''為：R''

6、; =0.46×47×（1/0.61-0.52）=24.2MPa由此引起的強(qiáng)度損失為：RR'' =35.824.2=11.6MPa 強(qiáng)度損失率為：11.6/35.8=32.4%因此，雨后及時(shí)測(cè)定骨料的含水率，對(duì)混凝土的施工配合比進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)保證混凝土質(zhì)量有著十分重要的意義。綜上所述，用水量的變化將直接影響到混凝土的強(qiáng)度和耐久性，為確?；炷脸善返馁|(zhì)量，在保證混凝土流動(dòng)性的前提下，必須嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的用水量。2 砂率對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)表明要獲得一個(gè)工作性良好的混凝土拌合物，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須使砂漿能夠包裹于粗骨料的表面，并能充滿粗骨料之間的空隙，同

7、時(shí)還應(yīng)有一定的砂漿富余。對(duì)同一配合比采用不同水灰比和不同砂率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分別檢測(cè)3天7天28天強(qiáng)度，并繪圖進(jìn)行比較如下： 圖中可看出：同一水灰比時(shí)，隨著砂率的增加混凝土各齡期強(qiáng)度有減小趨勢(shì)，也就是說(shuō)，在相同水泥用量的條件下，砂率增大，在骨料表面的水泥漿量就相對(duì)變得少了，使骨料之間的膠結(jié)力下降，此時(shí)的混凝土拌合物和易性也較差，造成混凝土的強(qiáng)度降低。對(duì)圖1、圖2、圖3綜合分析，結(jié)果表明：2.1 砂率與混凝土的抗壓強(qiáng)度之間并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性關(guān)系；2.2 隨著水灰比的減小，砂率對(duì)強(qiáng)度的影響更為明顯；2.3 一定水灰比條件下，砂率對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響較小，尤其在水灰比為0.6時(shí)，砂率對(duì)抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線近

8、乎為一條直線。對(duì)于普通混凝土，選擇砂率的原則是：在滿足和易性要求的前提下，盡量選擇較小的砂率，這樣既可節(jié)約水泥用量，又可獲得設(shè)計(jì)要求的和易性。由于普通混凝土強(qiáng)度不是很高，我們可以通過(guò)合理確定水灰比、選擇強(qiáng)度較高的粗骨料、合理選擇水泥的強(qiáng)度等級(jí)等，來(lái)保證混凝土中的水泥石和粗骨料不首先破壞。由于水泥砂漿有足夠的強(qiáng)度，這時(shí)砂率的大小對(duì)水泥砂漿的強(qiáng)度影響很小。對(duì)于高強(qiáng)及高性能混凝土則不同，由于要滿足的混凝土強(qiáng)度值很高，而水泥的強(qiáng)度等級(jí)最高為62.5，此時(shí)為了提高水泥石的強(qiáng)度，除采用較低的水灰比、較高的水泥強(qiáng)度等級(jí)、高效減水劑外，還要提高水泥砂漿的密實(shí)度，以此提高水泥石的強(qiáng)度，提高水泥石與骨料的界面強(qiáng)度

9、，從而提高混凝土的強(qiáng)度。3 原材料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響混凝土的主要原材料有水泥、粗細(xì)骨料、外加劑等，它們對(duì)混凝土強(qiáng)度有著重要的影響。3.1 水泥水泥是影響混凝土耐久性的重要因素，合理選擇水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)和用量是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。水泥品種的選擇應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)和特點(diǎn)、工程所處的環(huán)境及施工條件來(lái)確定。水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相符，原則上用高強(qiáng)度等級(jí)水泥配制高強(qiáng)度混凝土，用低強(qiáng)度等級(jí)水泥配低強(qiáng)度混凝土，這樣可以保證混凝土的強(qiáng)度、工作性和體積穩(wěn)定性達(dá)到最佳均衡。組成水泥的熟料中C3S、C3A過(guò)高，水泥中SO3量、堿含量的增大及水泥細(xì)度大幅增加均對(duì)混凝土的強(qiáng)度及耐久性不利。3.2 粗細(xì)骨

10、料骨料在混凝土中所占的體積很大，因此骨料的性能對(duì)混凝土的耐久性影響很大，主要表現(xiàn)在以下幾方面：3.2.1 骨料中的有害雜質(zhì)：云母、枯土、淤泥等有害雜質(zhì)黏附在骨料的表面，影響水泥石與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土的強(qiáng)度。3.2.2 骨料的體積安定性：在干濕交替或凍融循環(huán)作用下，由頁(yè)巖、石灰?guī)r制成的骨料往往表現(xiàn)出體積穩(wěn)定性差，易發(fā)生體積變形等，破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低了混凝土的強(qiáng)度及耐久性。3.2.3 粗骨料的顆粒開(kāi)關(guān)及表面特征：碎石具有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好；卵石多為圓形，表面光滑，所拌制的混凝土流動(dòng)性較好。相同條件下，碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高10%左右。粗骨料中的針片狀顆粒受力容易折斷，

11、降低混凝土強(qiáng)度，而且會(huì)增大骨料的空隙，降低混凝土的耐久性。3.2.4 骨料顆粒級(jí)配：骨料級(jí)配的好壞與混凝土是否具有良好的和易性、密實(shí)性有很大的關(guān)系，好的級(jí)配可以減少混凝土的需水量、空隙率，提高混凝土的耐久性。3.2.5 粗骨料的強(qiáng)度：為保證混凝土的強(qiáng)度要求，粗骨料必須質(zhì)地致密、具有足夠的強(qiáng)度，尤其要配制高強(qiáng)混凝土?xí)r，要避免混凝土受壓時(shí)粗骨料首先被壓碎，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，影響其耐久性。3.2.6 粗骨料的吸水率：一般說(shuō)來(lái)骨料的吸水率越大，堅(jiān)固性就越差，吸水率小的骨料在水凍結(jié)時(shí)本身不會(huì)破壞，而吸水率大的骨料，在凍結(jié)時(shí)本身往往發(fā)生膨脹破壞，會(huì)降低混凝土的耐久性。3.3 外加劑混凝土外加劑，是指在混

12、凝土拌和過(guò)程中摻入的、用于改善混凝土性能的物質(zhì)。隨著混凝土工程技術(shù)的發(fā)展，對(duì)混凝土性能提出了許多新的要求，如泵送混凝土要求高的流動(dòng)性，冬季施工要求高的早期強(qiáng)度，高層建筑、海洋結(jié)構(gòu)要求高強(qiáng)、高耐久性等。這些性能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用高性能外加劑。由于外加劑對(duì)混凝土技術(shù)性能的改善，它在工程中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，不少國(guó)家使用摻外加劑的混凝土已占混凝土總量的60%90%。但外加劑使用不當(dāng)，會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生不利影響，這主要表現(xiàn)在：一是外加劑本身的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)起到應(yīng)有的作用；二是外加劑的使用，沒(méi)有根據(jù)需改進(jìn)的混凝土的特性進(jìn)行選擇，盲日使用，甚至使用對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋等有嚴(yán)重腐蝕或含有與水泥水化物作用的物質(zhì)，從而降低了混凝土的強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)安全。綜上所述，組成混凝土的任何一種材料的質(zhì)量都會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響，因此必須根據(jù)混凝土的結(jié)構(gòu)特征和所處的環(huán)境對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。4 結(jié)語(yǔ)影響混凝土強(qiáng)度的因素是十分復(fù)雜的，以上僅是對(duì)影響混凝土強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素