影響混凝土強度因素分析及施工質量控制

張榮海

（山東濟寧北湖建設集團，山東 濟寧 272017）

1 影響混凝土強度的主要因素

混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度，從混凝土強度表達式不難看出，混凝土抗壓強度與混凝土使用水泥的強度成正比，按公式計算，當水灰比相等時，高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外，水灰比也與混凝土強度在成正比，當水灰比不變時，企圖用增加水泥用量來提高混凝土強度是錯誤的，此時只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收縮和變形。

如上所述，影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比，要控制好混凝土質量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個主要環節。其次粗骨料對混凝土強度也有一定影響，當石質強度相等時，碎石表面比卵石粗糙，它與水泥砂漿的粘結性比卵石強，當水灰比相等或配合比相同時，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強度比卵石強。因此我們一般對混凝上的粗骨料的粒徑控制在2～3cm左右，細骨料品種對混凝土強度影響程度比粗骨料小，另外砂石質量必須符合混凝土各標號所用砂石質量標準的要求。由于施工現場砂石質量變化相對較大，因此現場施工人員必須根據現場砂含水率及時調整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實驗配比與施工配比混為一談。混凝土強度只有在溫度、濕度在正常范圍條件下才能保證正常發展，應按施工規范的規定給予養護。夏季要防暴曬脫水，冬季要保濕防凍害，一般采取貫穿蓄熱法及蒸養法。

2 外加劑使用不當而造成質量事故

2.1 此類事故的表現：①混凝土澆筑后，局部或大部長時間不凝結硬化。②已澆筑完的混凝土結構物表面鼓包。

2.2 避免這類質量事故發生必須重視的問題：①外加劑與水泥的適應性。外加劑進場后，首先檢查是否有出廠合格證，然后進行試配，掌握其特性：坍落度的耗時損失、凝結時間、減水率等，以確定能否使用；對于硬石膏作調？凝劑的水泥，這點尤其重要，以免混凝土攪拌成后，發生速凝或坍落度損失過快的問題。②外加劑的每一次投料，都必須嚴格按照配合比計量。計量器具必須經常進行校驗，保證其靈敏度和準確度。③粉狀外加劑要保持干燥狀態，防止受潮結塊。已經結塊的粉狀外加劑，應烘干、碾碎，過0.6mm篩后使用，以免含未碾成粉狀的顆粒遇水膨脹，造成混凝土表面鼓包。

3 因混凝土出現裂縫而造成的質量事故

混凝土裂縫主要分為三類：一是由外部荷載(包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載)引起的裂縫。二是內部應力(包括溫度變化、體積收縮、不均勻沉降、化學反應等)引起的裂縫。三是由施工操作(如制作、脫模、養護、堆放、運輸、吊裝等)不當引起的裂縫。這里僅對內部應力引起的裂縫進行探討。

3.1 溫度變化。混凝土由于溫度變化發生體積變形、膨脹或收縮，這是材料固有的物理特性。當這種體積變化受到約束時就會產生內應力，這種應力如果超過了混凝土的抗拉強度，就會引起開裂。

3.2 體積收縮。混凝土的收縮分為自身收縮，即水泥水化作用引起的體積收縮；塑性收縮，即在初凝結過程中發生化學的收縮；炭化收縮，即二氧化碳與水泥水化物發生化學反應引起的收縮、干縮；濕度收縮，即混凝土中多余水分蒸發，隨著溫度降低體積減少而發生的收縮，其收縮量占整個收縮量的絕大部分。收縮使混凝土的體積變小，在其內部也會產生內應力，當這種應力超過了混凝土的抗拉強度時，也會引起混凝土裂縫。

3.3 不均勻沉降。如果結構物的基礎不牢固，發生了不均勻沉降，導致結構變形，也會在其內部產生應力而造成混凝土構件開裂。這種情況在日常工作中也會時有發生。

3.4 化學反應也會引起混凝土開裂。例如，堿骨料反應將引起混凝土體積膨脹而產生裂縫。氯離子的侵蝕引起鋼筋銹蝕也會造成混凝土開裂。

4 混凝土施工中的質量控制

要在施工中嚴格的控制混凝土的質量就要從施工機械、運輸、澆筑、搗固、氣候條件等方面進行有效控制。

4.1 混凝土對運輸的要求。在運輸過程中應保持混凝土的均質性，避免產生離析、泌水、流動性減少等現象。混凝土應以最少的轉運次數和最短的時間從攪拌地點運至澆筑地點并且及時澆筑。距離比較遠的應采用攪拌車運輸，并且每分鐘轉鼓3～5次，現場攪拌站可用小型機動翻斗車、雙輪手推車等。

4.2 混凝土的澆筑

4.2.1 澆筑前的準備。在混凝土澆筑前，應檢查模板的標高位置、尺寸強度和剛度是否符合要求；檢查鋼筋和預埋件的位置、數量和保護層的厚度，將檢查結果填入隱蔽工程記錄表；選用表面平整、光潔度好的鋼制摸板或有加固系統的涂膠板，清除模板內的雜物和鋼筋的油污對模板的接縫和空洞應堵嚴，以防漏漿。澆筑前應用清水潤濕模板。在地基或基礎土澆筑前，應清除雜物并應有排水和防水措施。對于未風化的巖土應用水清洗，但表面不得留有積水。

4.2.2 混凝土的振搗。混凝土的振搗就是使入模的混凝土完成成型與密實的過程，保證混凝土結構構件外型正確，表面平整光滑，混凝土的強度和其他性能符合設計的要求。混凝土振搗采用插入式振搗器時，振搗器應該距離模板5cm～10cm，振動棒垂直快速插入混凝土內，每一個位置上的振動時間應保證混凝土獲得足夠的密實度，并將混凝土靠近摸板邊的氣泡趕出，但注意不能過振，防止混凝土產生分層，表面出現砂面。振動棒拔出速度要慢，保證振動棒周圍的空氣能夠跟隨振動棒引出。

4.2.3 伸縮縫和后澆帶。為了防止混凝土因溫度收縮而產生裂縫，需要在混凝土中切出一道道的施工縫以補償溫度應力產生的收縮。一般應該在混凝土初凝后臨近終凝的時候人工或機械切出施工縫。對于大面積的樓板應該根據設計規范進行預留，在混凝土澆筑后兩個月以上在對后澆帶進行施工，以最大限度的減少因收縮引起的裂縫。混凝土澆筑應該盡量避免大風和炎熱的天氣，夏天可以盡量在夜間施工；嚴禁在雨雪天氣澆筑混凝土。混凝土澆筑應該連續不間斷，以免產生施工冷鋒，影響結構的安全性和質量。

4.2.4 特殊混凝土施工工藝。對于大體積混凝土應該提前編寫施工方案，采取跳倉作業，分層澆筑，有必要時應該預埋冷凝管和測溫探頭，密切關注混凝土的內部溫度，以免裂縫產生，大面積混凝土應分塊澆筑，按要求留設伸縮縫。

4.3 混凝土的養護控制溫度、濕度直接影響混凝土的強度，所以混凝土的養護，主要目的在于保持適宜的溫濕度條件，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變化的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

混凝土的養護方法、時間與自然溫度、混凝土成分有關，當平均溫度高于+5℃的條件下，用適當的材料對混凝土表面加以覆蓋并澆水，應在混凝土澆筑完畢后的12h內進行，最少不得少于7d。當平均氣溫低于+5℃或混凝土的表面不便澆水時，也可使用塑料薄膜布養護和涂刷薄膜養生液，防止混凝土內部水分蒸發的方法進行養護。冬季施工一般采取綜合蓄熱及蒸養法。混凝土結構澆筑后，達到一定強度，方可拆模，不能急于拆模，以免引起混凝土表面的早期裂縫破壞混凝土結構。

4.4 混凝土質量的驗收

驗收可以分成兩個方面，一是外觀和幾何尺寸。二是內在質量，即實際強度。這兩方面相輔相成，缺一不可并且在很多情況下，通過外觀質量也可以反映出內在質量的優劣。外觀檢查主要是觀察有無裂縫。蜂窩、麻面、露筋、空洞、連接部位疏松。錨筋松動等嚴重缺陷，如有發生，應進行返工或采取加固措施。幾何尺寸檢查主要是通過施測實量，確定構件是否能滿足使用功能以及下步施工的要求，并對該產品的質量等級予以評定。

[1]張明爽.混凝土工程施工技術[M].山西科學技術出版社.2009.

[2]張愛勤，朱霞.土木工程材料[M].人民交通出版社.2009.