建筑材料對混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的影響

羅展新

（廣西裕達工程有限公司，廣西 來賓 546100）

建筑材料的組成材料、材料配合設(shè)計、規(guī)格、選擇等對混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量有著直接的影響。材料的礦物質(zhì)成分又或是化學(xué)成分也會對混凝土結(jié)構(gòu)工程造成一定程度的影響，如碳酸鹽水泥硬化的快慢是由水泥中的碳酸三鈣的含量決定的，碳酸三鈣的含量越低，則水泥硬化的速度越慢，水泥石的強度也就越低；混凝土結(jié)構(gòu)開裂是由于水泥石中的鋁酸三鈣中含量過多，致使水泥石在放熱過程中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，進而造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和承載力是由建筑材料的配合比決定的，例如水泥混凝土中w/c適中的時候，則在混凝土結(jié)構(gòu)中的空隙率也就能控制在規(guī)定范圍內(nèi)，進而形成一定的耐久性和強度。所以，材料選擇的正確性、使用合理的材料配合比都是確保混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。文章從建筑材料的組成材料、材料配合比設(shè)計方面淺談建筑材料對混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的影響。

1 組成材料對混凝土工程質(zhì)量的影響

1.1 膠凝材料

對混凝土的質(zhì)量有著至關(guān)重要的是膠凝材料，也就是我們通常說的水泥，尤其以硅酸鹽水泥及其變種，其作用主要是在與水的作用下水化，經(jīng)由水化產(chǎn)物硬化、固化、膠結(jié)其他散料，結(jié)成具有強度的整體。

1.1.1 水泥品種

選擇水泥品種的時候，要參考當?shù)厥┕さ臍夂颉⒐こ淌褂玫男再|(zhì)、成本等因素。水泥的不同品種，甚至是同一種品種的水泥由于其某些成分的差異而產(chǎn)生千差萬別的性能都是非常有可能的。在選擇水泥的品種時出現(xiàn)失誤，可能會導(dǎo)致工程質(zhì)量下降，如出現(xiàn)抗干縮性能和抗凍性降低、早起強度不高、容易起粉、侵蝕性能弱等。

對于早強型普通硅酸鹽水泥的鋁酸三鈣，國家標準規(guī)定的含量為 3%～7%，如果水泥中的鋁酸三鈣的含量超過了這個標準量，那么這種品種的水泥會出現(xiàn)早期強度過高，收縮率大，在儲存過程中很容易出現(xiàn)凝結(jié)硬化的現(xiàn)象，所以選擇使用這種水泥時，一定要采取有效的技術(shù)措施控制其體積收縮，避免開裂的現(xiàn)象發(fā)生。

1.1.2 水泥細度

細度是指水泥顆粒的粗細強度。水泥顆粒的粗細直接影響水泥的凝結(jié)硬化速度、強度、需水量、干縮性、水化熱、析水率等一系列性能。水泥顆粒越細，水化作用越迅速充分，凝結(jié)硬化速度越快，早期強度越高。但是水泥磨得過細，不僅耗能大，而且成本高，容易與空氣中的水分和二氧化碳反應(yīng)。所以，不適宜久放。同時水泥磨得過細在硬化時還會產(chǎn)生較大的收縮，降低混凝土抗凍融循環(huán)的耐久性。一般認為，水泥顆粒小于40 μm時，具有較高活性。大于90 μm時活性較小，僅僅能起到填充的作用。

1.1.3 水泥的安定性

水泥安定性是指水泥漿體在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。如果水泥在凝結(jié)硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化，也就是所謂的體積安定性不良，就會產(chǎn)生翹曲和開裂，降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量，甚至引起嚴重的事故。水泥體積安定性不良一般是由于熟料中所含的游離氧化鈣和游離氧化鎂或摻入的石膏過多引起的。游離氧化鈣和游離氧化鎂在過燒狀態(tài)時水化速度慢，它在水泥凝結(jié)硬化后才慢慢開始水化，水化引起體積膨脹，使水泥開裂。當石膏摻量過多時，在水泥硬化后，它還會繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成鈣礬石，體積約膨脹 1.5倍，引起硬化水泥石的開裂。

1.2 集料

混凝土由6種組分材料混合而成：膠凝材料、砂、石、水、化學(xué)添加劑和礦物摻合料。砂石材料一般占混凝土體積的3/4，因此集料的質(zhì)量對混凝土結(jié)構(gòu)工程的變形、耐久性和強度都有著重要的影響。

1.2.1 集料的級配

較好的級配應(yīng)當是集料的空隙率要小，以節(jié)約水泥用量；集料總表面積要小，以減少濕潤集料表面的需水量；要有適當?shù)募毤希詽M足混合料工作性的要求。因此，良好的集料級配可用較少的加水量制得流動性好、離析泌水少的混合料，并能在相應(yīng)的成型條件下，得到均勻密實的混凝土，同時達到提高強度、耐久性、節(jié)約水泥的效果。

1.2.2 骨料

骨料是顆粒狀材料，大部分取自天然巖石、破碎的巖石或天然砂子。骨料主要用作經(jīng)濟型的填充材料，它能使混凝土具有較好的體積穩(wěn)定性和耐磨性。混凝土骨料應(yīng)具有質(zhì)地堅硬，有一定的強度，且不含有害雜質(zhì)，含泥量應(yīng)在標準規(guī)定的范圍內(nèi)。骨料的含泥量是指粒徑小于0.075 mm的塵屑、淤泥和黏土的總含量。粗細骨料中所含泥土雜質(zhì)對混凝土的和易性、硬化性、抗凍性、抗?jié)B性和收縮性都有一定的影響，而且對高強混凝土影響更甚。不同強度等級的混凝土對粗細骨料的含泥量要求見下表：

對抗凍抗?jié)B或其他特殊要求的混凝土粗骨料中含泥量不應(yīng)大于1%，細骨料不應(yīng)大于3%。粗骨料中的泥塊在混凝土攪拌過程中部容易被破碎，它仍以塊狀存在于混凝土中，形成極薄弱的區(qū)間，蔗堆混凝土的強度、抗凍性、抗?jié)B性的影響比含泥量危害更大。所以，要嚴格控制泥塊的含量。

2 材料配合比設(shè)計對混凝土工程質(zhì)量的影響

2.1 水灰比的影響

水泥漿的稠度取決于水灰比，在固定用水量的條件下，水灰比小時，會使水泥漿變稠，拌和物流動性小；若加大水灰比，可使水泥漿變稀，流動性增大，但會使拌和物流漿、離析，嚴重影響混凝土的強度。

2.2 水泥用量的影響

水泥用量由強度、耐久性、和易性、成本幾方面因素確定，選擇時需兼顧。水泥用量不夠時，將會導(dǎo)致下列缺陷：混凝土粘聚性差，施工時易出現(xiàn)離析，硬化后混凝土強度低，耐久性差、耐磨性差，易粉碎、翻砂。集料間的水泥漿潤滑不夠，施工流動性差，混凝土難以成型密實。但水泥用量也不可過多，過多的水泥用量不僅提高造價，同時還會導(dǎo)致混凝土硬化后收縮增大，由此引起干縮裂縫增多；水泥用量過多，由于水泥結(jié)構(gòu)疏松、耐侵蝕性差，是混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)。

在相同水灰比情況下，C35以上混凝土的強度有隨著集漿比的增大而提高的趨勢。這與集料數(shù)量增大、吸水量也增大、有效水灰比降低有關(guān)；也可能與混凝土內(nèi)孔隙總體積減小有關(guān)。配合比不好，混凝土將可能產(chǎn)生下列缺陷：

2.2.1 混凝土的工作性差

從配合比設(shè)計而言，引起工作性差的原因可能與直接將初步配合比用于施工配合比；或現(xiàn)場砂石含水率變化時，未予及時調(diào)整；或者砂石材料級配變化，集料比例未予調(diào)整等。若拌和物中砂率偏小，而出現(xiàn)“多石”現(xiàn)象，將使混凝土產(chǎn)生離析和蜂窩。

2.2.2 混凝土強度不夠

混凝土是一種不均質(zhì)材料，其質(zhì)量波動大，因此在進行配合比設(shè)計時，應(yīng)將配制強度提高一些，但設(shè)計時如果直接用設(shè)計強度或施工時隨意改變水灰比或計量引起配合比變化等，均可使強度不符合要求。

2.2.3 耐久性達不到要求

配合比設(shè)計中應(yīng)包含“最大水灰比”和“最小水泥用量”要求。水灰比是影響混凝土強度的主要因素之一，同時也是影響混凝土耐久性的重要因素。在滿足混凝土強度的前提下，若水灰比過大，水泥在凝結(jié)硬化過程中，大部分水不參與水化反應(yīng)而蒸發(fā)掉，剩余的孔隙率將增大，降低混凝土的密實性，亦即降低混凝土的耐久性。水泥用量偏低也會降低混凝土的密實性而導(dǎo)致耐久性降低。

3 結(jié)束語

建筑材料對混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)有一定的差異，為了得到最佳的質(zhì)量效果，我們還應(yīng)在此基礎(chǔ)上研究相應(yīng)的防治措施。