硬化混凝土強(qiáng)度的影響因素23課件

硬化混凝土強(qiáng)度的影響因素影響混凝土強(qiáng)度的主要因素(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比

水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比是決定混凝土強(qiáng)度的最主要因素，也是決定性因素。水灰比一定時(shí)，水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，則硬化后水泥石的強(qiáng)度越大，對(duì)骨料的膠結(jié)力就越強(qiáng)，配制的混凝土的強(qiáng)度也就越高。在水泥強(qiáng)度等級(jí)一定時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要取決于水灰比。水灰比越小，混凝土的孔隙率就小，混凝土的強(qiáng)度就越高。但水灰比過小，拌和物過稠，施工困難，使得混凝土振搗不密實(shí)，反將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。振動(dòng)手工搗實(shí)充分密實(shí)的混凝土不完全密實(shí)的混凝土w/c

水灰比抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度c/w

灰水比瑞士學(xué)者鮑羅米通過大量試驗(yàn)研究，并應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法證明，混凝土強(qiáng)度與水灰比呈曲線關(guān)系，而與灰水比呈直線關(guān)系。其強(qiáng)度計(jì)算公式是：fcu－混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度值，MPa；fce－水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值，MPa；水泥廠為保證水泥的出廠強(qiáng)度，生產(chǎn)水泥的實(shí)際強(qiáng)度fce要高于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fce,k

，水泥的實(shí)際強(qiáng)度一般通過試驗(yàn)確定，在無法取得水泥的實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，可用fce＝γc

.fce,k

，其中γc為水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)（一般可取1.13）c/w－混凝土的灰水比，即水灰比的倒數(shù)。卵石混凝土碎石混凝土A0.480.46B0.330.07普通混土中回歸系數(shù)αa、αb選用表鮑羅米公式在實(shí)際應(yīng)用中可以幫助我們解決兩個(gè)問題：

（1）當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)確定，配制某種強(qiáng)度的混凝土?xí)r，可以估算應(yīng)采用的水灰比值；

（2）當(dāng)已知所用水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比時(shí)，可估計(jì)混凝土28d可能達(dá)到的抗壓強(qiáng)度值。(2)骨料的影響粗骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在顆粒形狀和表面特征上。

碎石表面粗糙、多棱角，與水泥石粘結(jié)力較強(qiáng)，而卵石表面光滑，與水泥石粘結(jié)力較弱。在水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比一定時(shí)，碎石混凝土的強(qiáng)度比卵石混凝土的強(qiáng)度略高，特別是在水灰比較小時(shí)，因此配制高強(qiáng)混凝土，首選碎石。

當(dāng)粗骨料中含有大量針片狀顆粒及風(fēng)化的巖石時(shí)，會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。

(3)攪拌、運(yùn)輸和振搗

①攪拌:不同類型的混凝土適用于不同的攪拌方式。例如，干硬性、半干硬性混凝土宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，塑性混凝土宜采用鼓筒式攪拌機(jī)，雙錐式攪拌機(jī)適合攪拌塑性、低流動(dòng)性混凝土。強(qiáng)制式攪拌機(jī)雙錐式攪拌機(jī)鼓筒式攪拌機(jī)

混凝土各組成材料的投料方式不同，對(duì)強(qiáng)度也有一定的影響。常規(guī)投料方式是把水泥、粗細(xì)骨料、水、外加劑等一次投入到攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌。此外還有其它投料方式，根據(jù)需要進(jìn)行選用，可以適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度。

在一定的時(shí)間內(nèi),混凝土拌合物的攪拌時(shí)間越長(zhǎng)，拌合越均勻，強(qiáng)度也越高。但也不能過長(zhǎng)，否則會(huì)引起混凝土的離析。

②運(yùn)輸：長(zhǎng)距離運(yùn)輸過程應(yīng)考慮混凝土可能發(fā)生的離析對(duì)強(qiáng)度的影響，而且注意不能超過混凝土的初凝時(shí)間。③振搗：振搗應(yīng)充分，保證混凝土的密實(shí)性，通常在適當(dāng)時(shí)間范圍內(nèi)，延長(zhǎng)振搗時(shí)間可以提高混凝土的強(qiáng)度。但振搗時(shí)間過長(zhǎng)容易發(fā)生離析。(4)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度

與水泥的水化相似，養(yǎng)護(hù)溫度高，水泥水化快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展快，但溫度也不宜過高。溫度降低，水化反應(yīng)變慢，當(dāng)溫度低于冰點(diǎn)以下時(shí)，水化就停止了，且有冰凍破壞危險(xiǎn)，使強(qiáng)度降低，故冬季施工時(shí)，應(yīng)采取一定的保溫措施或摻入早強(qiáng)劑、防凍劑，防止早期受凍。環(huán)境濕度是保證水泥正常水化的另一個(gè)重要條件。在充足的濕度條件下，水泥水化的就好，使混凝土強(qiáng)度發(fā)展順利；若濕度不夠，則由于水分大量蒸發(fā)，水泥缺水而不能正常水化，而且造成結(jié)構(gòu)疏松、干裂，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。受干燥作用的時(shí)間越早，造成的干裂越嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)越疏松，強(qiáng)度損失越大。

GB規(guī)定：混凝土在澆注后，應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行覆蓋草袋、塑料薄膜等，以防止水分蒸發(fā)過快，其澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間：

硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥拌制的混凝土不得少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥或摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土不得少于14天；粉煤灰水泥，在干燥或炎熱氣候條件下，不得少于21天；對(duì)高強(qiáng)混凝土則在成型后，必須立即覆蓋或采取保濕措施。(5)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間與齡期

一般情況下，混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間越長(zhǎng)，后期強(qiáng)度越高。而且，混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)而提高。在最初3～7d內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。

120140801006016020400371428365強(qiáng)度增長(zhǎng)率/%齡期/d長(zhǎng)期保濕養(yǎng)護(hù)7d保濕養(yǎng)護(hù)14d3d1d混凝土強(qiáng)度的發(fā)展大致與齡期的對(duì)數(shù)成正比關(guān)系：fn——n天的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（n≥3d）f28——28天的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度根據(jù)上式，可由測(cè)得的混凝土的早期強(qiáng)度，估算其28d的強(qiáng)度?；蛘呖捎苫炷?8天的強(qiáng)度，推算28天前混凝土達(dá)到某一強(qiáng)度需要養(yǎng)護(hù)的天數(shù)，以便確定混凝土拆模、構(gòu)件起吊、放松預(yù)應(yīng)力鋼筋、制品養(yǎng)護(hù)、出廠等日期。(6)試驗(yàn)條件

①試件尺寸：相同的混凝土，試件尺寸越小測(cè)得的強(qiáng)度越高。骨料最大粒徑/mm試件尺寸/mm)強(qiáng)度換算系數(shù)

≤31.5≤40≤63100×100×100150×150×150200×200×2000.9511.05

②試件的形狀：當(dāng)試件受壓面積(a×a)相同，而高度(h)不同時(shí)，高寬比(h/a)越大，抗壓強(qiáng)度越小。如軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。

③表面狀態(tài):混凝土試件承壓面的狀態(tài)，也是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。表面油污、缺棱斷角測(cè)定強(qiáng)度值偏低。

④加荷速度：加荷速度越快，測(cè)值偏高。國(guó)標(biāo)規(guī)定，測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度的加荷速度為0.3~0.8MPa/s，且應(yīng)均勻地進(jìn)行加荷。例如，采用100mm×100mm×100mm立方體試件，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時(shí)，加荷速度為：

0.3~0.8MPa/s×10000mm2＝3000~8000N/s，即每秒3KN~8KN。(7)外加劑、摻合料

①不同類型的外加劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響也有不同。如：減水劑可以提高混凝土的強(qiáng)度，引氣劑可以降低混凝土的強(qiáng)度。

②粉煤灰和礦渣粉，會(huì)降低混凝土的早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度相差會(huì)很小。硅灰會(huì)相助提高混凝土的強(qiáng)度，用來配制高強(qiáng)混凝土。提高混凝土強(qiáng)度的措施

采用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥，或早強(qiáng)型水泥（提高早期強(qiáng)度）選用級(jí)配良好的骨料。摻入混凝土外加劑、摻合料采用較小的水灰比采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)的混凝土采用機(jī)械攪拌和振搗（區(qū)別與人工）課堂練習(xí)混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示；計(jì)算每塊和每組試件的抗壓強(qiáng)度值（精確至0.1Mpa）。組別試件尺寸/cm抗壓破壞荷載（KN）123110×10×10220230250215×15/p>

解：

第一組：

f1=F/A=220×103×0.95/100×100=f2=F/A=230×103×0.95/100×100=f3=F/A=250×103×0.95/100×100=

因?yàn)樽畲蠡蜃钚≈蹬c中值之差均未超過中值的15％，故取三值平均值作為該組的抗壓強(qiáng)度值。三組平均值為：（20.9+21.9+23.8）/3＝22.2MPa

20.9MPa21.9MPa23.8MPa（小）（中）（大）組別試件尺寸/cm抗壓破壞荷載（KN）123110×10×10220230250第二組：

f1=F/A=530×103/150×150=f2=F/A=510×103/150×