影響混凝土強(qiáng)度的因素-

1、1 混凝土原料構(gòu)成及其作用混凝土是一種由水泥、砂、石骨料、水及其它外加材料按一定比例均勻拌和,經(jīng)一定時(shí)間硬化而形成的人造石材。在混凝土中,砂石起骨架作用稱為骨料,水泥與水形成水泥漿,水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前,水泥漿起潤(rùn)滑作用,賦予拌和物一定的和易性,便于施工。水泥漿硬化后,則將骨料膠結(jié)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。混凝土強(qiáng)度的高低,直接影響到建筑物結(jié)構(gòu)安全,情況嚴(yán)重的將造成建筑物倒塌,嚴(yán)重危害到人們的生命安全。因此,在施工中對(duì)混凝上的強(qiáng)度應(yīng)有足夠的重視。2 混凝土強(qiáng)度等級(jí)與混凝土強(qiáng)度平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系混凝土強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)混凝土強(qiáng)度分布的平均值減去1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差確定的,保證混凝土強(qiáng)

2、度標(biāo)準(zhǔn)值具有95%的保證率,低于該標(biāo)準(zhǔn)值的概率不大于5%,充分地保證結(jié)構(gòu)的安全。從這個(gè)定義推定,抽樣檢驗(yàn)的N組件的混凝土強(qiáng)度平均值一定不小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),而強(qiáng)度平均值的大小取決于標(biāo)準(zhǔn)差的大小。因此施工人員必須明確,不但要使混凝土強(qiáng)度平均值大于混凝土強(qiáng)度的變異性,更要使混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差降低到最低值。這樣既保證了工程質(zhì)量又降低了工程造價(jià),是行之有效的節(jié)約措施。3 影響混凝土強(qiáng)度的因素普通混凝土受力破壞一般出現(xiàn)在骨料和水泥石的分界面上,是常見的粘結(jié)面破壞的形式。在普通混凝土中,骨料最先破壞的可能性小,因?yàn)楣橇蠌?qiáng)度通常大大超過(guò)水泥石和粘結(jié)面的強(qiáng)度。所以混凝土的強(qiáng)度主要決定于水泥石強(qiáng)度及其與骨料表

3、面的粘結(jié)強(qiáng)度。而水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度又與水泥標(biāo)號(hào)、水灰比、及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。當(dāng)水泥石強(qiáng)度較底時(shí),水泥石本身容易受到破壞。此外混凝土的強(qiáng)度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件及齡期的影響。3.1 水灰比和水泥標(biāo)號(hào)是決定混凝土強(qiáng)度的主要因素水泥是混凝土中的活性成分,其強(qiáng)度的大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。從混凝土強(qiáng)度表達(dá)式:fcu.o=Afce(C/W-B可以看出,在配合比相同的條件下,所用的水泥標(biāo)號(hào)越高,制成的混凝土強(qiáng)度越高。當(dāng)水泥相同時(shí),混凝土的強(qiáng)度取決于水灰比。當(dāng)水泥水化時(shí)所需的結(jié)合水,一般只占水泥重量的23%左右。如果結(jié)合水較大(約占水泥重量的4070%,混凝土硬化后,多余的水分殘留在混

4、凝土中形成氣泡或蒸發(fā)后形成氣孔,大大地減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面,可能在空隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此,在水泥標(biāo)號(hào)相同的情況下,水灰比愈小,水泥石的強(qiáng)度愈高,與骨料粘結(jié)力愈大,混凝土的強(qiáng)度就愈高。如果加水太少,拌和物過(guò)于干硬,在一定的搗實(shí)成型條件下,無(wú)法保證澆灌質(zhì)量,混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩孔洞,混凝土強(qiáng)度也將下降。3.2 粗骨料的影響粗骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度也有一定的影響。當(dāng)石質(zhì)強(qiáng)度相等時(shí),決定于骨料的表面粗糙度。如:碎石表面比卵石表面粗糙,它與水泥砂漿的粘結(jié)力比卵石大;當(dāng)水灰比相等或配合比相同時(shí),兩種材料配制的混凝土,碎石的混凝土強(qiáng)度比卵石強(qiáng)。一般混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右。對(duì)于砂的

5、質(zhì)量對(duì)混凝土的強(qiáng)度也有一定的影響。如果砂的含泥量大,含有一定量的有害雜質(zhì),也會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。因此,通常在施工中使用清水砂。3.3 溫度和濕度的影響混凝土的硬化在于水泥的水化作用。周圍環(huán)境溫度對(duì)水泥水化的速度有顯著的影響:溫度升高,水泥水化速度加快,混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)加快。反之,溫度降低,水泥水化速度降低,混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí),則由于混凝土中的水分大部分已結(jié)冰,水泥顆粒不能與冰發(fā)生化學(xué)反應(yīng),混凝土的強(qiáng)度停止發(fā)展,而且孔隙內(nèi)水分結(jié)冰會(huì)引起膨脹(水結(jié)冰體積可膨脹約9%,作用在孔隙毛細(xì)管內(nèi)壁,使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞,已經(jīng)獲得的強(qiáng)度(如果在結(jié)冰前,混凝土已經(jīng)不同程度地硬化的話受到損失

6、。當(dāng)氣溫忽高忽底反復(fù)凍融,混凝土內(nèi)部的微裂逐漸增長(zhǎng)、擴(kuò)大,使混凝土強(qiáng)度逐漸降低,表面出現(xiàn)剝落,甚至混凝土完全崩潰。周圍環(huán)境的濕度對(duì)水泥的水化作用也有顯著影響:濕度適當(dāng),水泥水化進(jìn)行順利,混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)較快。如果濕度不夠,混凝土因缺水而影響水泥水化作用的正常進(jìn)行,甚至停止水化。使混凝土結(jié)構(gòu)疏松,滲水性增大或形成干縮裂縫,影響耐久性。為了使混凝土正常硬化,必須在成型后一定時(shí)間內(nèi)維護(hù)周圍環(huán)境,保證一定溫度和濕度。當(dāng)混凝土凝結(jié)以后,表面應(yīng)覆蓋草袋等物并不斷澆水,防止其發(fā)生不正常的收縮。在夏季應(yīng)注意澆水,保持必要的濕度;在冬季注意保溫,保持必要的溫度。一般采取綜合蓄熱法及蒸養(yǎng)法。3.4 齡期的影響混凝土

7、在正常養(yǎng)護(hù)條件下,其強(qiáng)度將隨著齡期的增加而提高,最初714d內(nèi)強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,28d以后增長(zhǎng)緩慢。4 提高混凝土強(qiáng)度的措施根據(jù)影響混凝土強(qiáng)度的因素分析,提高混凝土強(qiáng)度可以從以下幾個(gè)方面采取措施: 4.1 采用高標(biāo)號(hào)水泥如:采用早強(qiáng)水泥,或在混凝土中摻入早強(qiáng)劑,均可提高混凝土早期強(qiáng)變。4.2 盡可能降低水灰比為使混凝土拌和物中的游離水分減少,采用較小的水灰比,用水量小的干硬性混凝土,或在混凝土中摻入減水劑。4.3 采用濕熱處理將混凝土放在溫度低于100的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般混凝土經(jīng)過(guò)1620d的蒸汽養(yǎng)護(hù)后,其強(qiáng)度即可達(dá)到正常條件下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的7080%。蒸汽養(yǎng)護(hù)的最適宜溫度隨水泥品種而不同

8、。用普通水泥時(shí),最適宜的養(yǎng)護(hù)溫度為80左右,用礦渣水泥及火山灰水泥時(shí),則為90左右。將混凝土構(gòu)件放在175的溫度及8個(gè)大氣壓的壓蒸鍋內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在高溫的條件下,水泥水化時(shí)析出的氫氧化鈣,不僅能與活性的氧化硅結(jié)合,而且亦能與結(jié)晶狀態(tài)的氧化硅相結(jié)合,生成含水硅酸鹽結(jié)晶,使水泥的水化加速,硬化加快,而且混凝土的強(qiáng)度也大大提高。對(duì)摻有活性混合材料的水泥更為有效。4.4 采用機(jī)械攪拌和振搗機(jī)械攪拌比人工拌和能使混凝土拌和物更均勻,特別在拌和低流動(dòng)性混凝土拌和物時(shí)效果更顯著。攪拌時(shí)間越長(zhǎng),混凝土強(qiáng)度越高。但考慮到能耗、施工進(jìn)度等,一般要求控制在23min之間。利用振搗器搗實(shí)時(shí),能提高混凝土拌和物的流動(dòng)性,

9、使混凝土拌和物能很好的充滿模型,排除混凝土中氣泡,內(nèi)部空隙大大減少,提高了混凝土的密實(shí)度,從而大大提高了混凝土強(qiáng)度。1、在以標(biāo)號(hào)表達(dá)混凝土強(qiáng)度分級(jí)的原有體系中,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度用“R”來(lái)表達(dá)。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,建筑材料強(qiáng)度統(tǒng)一由符號(hào)“f”表達(dá)?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度為“fcu”。其中,“cu”是立方體的意思。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以“fcu,k”表達(dá),其中“k”是標(biāo)準(zhǔn)值的意思,例如混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20時(shí),fcu,k=20N/mm2(MPa,即立方體28d抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20MPa。2、新標(biāo)準(zhǔn)混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算公式為:fcu,o=fcu,k+t·式中:fcu,o混凝土配制強(qiáng)度MPa;fcu,k混凝土設(shè)計(jì)齡期的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值MPa;t 概率度系數(shù)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差MPa。3、現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)內(nèi)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算和混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制,均采用以混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(為主要參數(shù)的計(jì)算方法。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50204-1992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范和JGJ55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程,以及有關(guān)建工系統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度保證率(P均采用95%,相應(yīng)的概率度系數(shù)(t為1.645,因而混凝土配制強(qiáng)度的計(jì)算公式均為:fcu,o=fcu,k+1.6454、式中：f