影響混凝土抗壓強度的主要因素及改善措施

摘要：從施工技術的角度對影響混凝土抗壓強度的主要因素進行了分類，并分析了各類因素對混凝土抗壓強度的影響關系，最后提出了改善措施。

關鍵詞：混凝土 抗壓強度 因素 改善措施

混凝土的力學性質是判斷硬化后混凝土質量的重要標準，包括強度和變形。強度是混凝土最重要的力學性質。混凝土強度與混凝土的各項性能密切相關。一般來講，混凝土強度越大，混凝土的剛度、不透水性、抗風化及耐蝕性也越高，通常用混凝土強度來評定和控制混凝土的質量。

1 影響混凝土抗壓強度的主要因素

對于普通混凝土來說，骨料和水泥石界面是受力破壞高發部位，并且以粘結面破壞為主。除此以外，水泥石強度較低時也常常出現水泥石自身破壞。由此可總結出影響混凝土強度的兩個關鍵因素：一是水泥石強度，二是骨料與水泥石之間的粘結強度。根據實際施工經驗得知，這兩項因素的形成主要取決骨料性質、水泥實際強度、水灰比，以及施工質量、養護效果。

1.1 組成材料和配合比 ①水泥實際強度與水灰比。在施工中，水泥強度的形成主要取決于水泥實際強度及水灰比的控制。水灰比一定，混凝土強度與水泥實際強度成正比關系。水泥實際強度越大，硬化水泥石強度就越大，骨料之間更易于膠結，由此形成高強度的混凝土。假設水泥實際強度一定，水灰比越小，水泥石強度越大，與骨料粘結力就越大，由此也能形成高強度的混凝土。如果水灰比太小，混合料粘稠度過大，不易振搗密實，難免出現蜂窩或孔洞，這就大大降低了混凝土強度。②骨料的選擇。水泥石與骨料的粘結度取決于骨料的表面狀況，水泥石與骨料粘結度差，必然降低混凝土強度。一般來講，選用有粗糙表面的碎石能夠增強水泥石與骨料之間的粘結性，最終可提高混凝土強度；若采用有光滑表面的卵石，則會降低骨料和水泥石之間的粘結性，繼而降低混凝土強度。鑒于此，在配合比一定的條件下，盡量選擇碎石混凝土。在水灰比低于0.4的條件下，卵石混凝土與碎石混凝土在強度上往往呈現明顯的差異。另外，選擇骨料時還須注意骨料最大粒徑。最大粒徑越大的骨料往往混凝土強度越小。使用水灰比較低的中強混凝土或高強混凝土時，骨料最大粒徑的選擇尤為重要。③外加劑與摻合料。將適量的外加劑摻入混凝土中，能夠提高混凝早強和高強性能。摻有早強劑的混凝土往往早期強度較好；拌和混合料時摻適量減水劑，可減少摻水量。當水灰比較低時，可確保混凝土成型良好，并且可得到較高的28d強度。摻合料能夠提高水泥石密實性，增大骨料和水泥石之間的粘結度，使混凝土長期強度有所提高。因此，若想提高混凝土強度和性能，可在拌和混合料時考慮添加高效減水劑和摻合料。

1.2 養護條件 澆筑后的混凝土主要依靠水泥水化作用而逐漸凝結硬化。一般來講，只有溫濕度條件達到一定標準時，水泥才能水化。鑒于此，混凝土澆筑后必須按施工要求加強養護，以確保混凝土快速硬化，提高強度。養護的溫度和濕度對混凝土抗壓強度影響比較大。在正常養護的條件下，齡期越長，越有利于混凝土強度的形成。養護初期7～14天內，混凝土強度明顯提高，14天后強度的形成速度漸緩，28天時強度達標。28天后，混凝土強度依然在增長，這個過程往往延續數十年。

1.3 試驗條件對混凝土強度的影響 混凝土配合比相同，試件尺寸與所測得的混凝土強度呈正相關。試件尺寸越大，其內部所涵蓋的缺陷越多，導致有效受力面積的減小及應力集中，測得混凝土強度就越低。按照國標規定，測試混凝土強度所用標準試件必須是150mm×150mm×150mm的立方體。若所用試件與國標不符，應將所得抗壓強度乘以規定的換算系數得出準確的測試結果。假設采用受壓面積相同但高度不同的試件，則試件高寬比越大，所測得的抗壓強度就越小。另外，試件的受力破壞形式及其所測得的強度與試件表面有、無潤滑劑有必然聯系。用受壓面涂抹油脂類潤滑劑的試件施測，試件受壓時所測得的環箍效應偏小，試件將產生直裂破壞，所得強度就越小。

2 提高混凝土強度的主要措施

①混凝土配合比不變，可通過提高水泥強度等級來增大混凝土強度。使用早強型水泥有助于增大混凝土早期強度，以滿足快速施工的要求。②控制水灰比，或使用需水量小的干硬性砼施工。施工時，一般通過降低水灰比來提高混凝土強度。適當降低水灰比，可有效控制漿集比和水泥漿層厚度，使集料的骨架作用得到充分發揮，最終能增強混凝土強度。③優化設計工藝流程，混合料拌和振搗機械化。如采用機械攪拌和強力振搗，都可使混凝土拌合物在低水灰比的情況下更加均勻、密實地澆筑，從而獲得更高的強度。近年來，國外研制的高速攪拌法、二次投料攪拌法及高頻振搗法等新的施工工藝在國內的工程中應用，都取得了較好的效果。④選擇級配優良、砂率適中的高強度碎石。⑤采用濕熱處理養護混凝土。a蒸汽養護：將混凝土放在溫度低于100°C的常壓蒸汽中進行養護。一般混凝土經過16～20h蒸汽養護，其強度可達正常條件下養護28d強度的70%～80%。b蒸壓養護：將靜停8～10h的混凝土構件放在溫度175°C、0.8MPa的蒸壓鍋中進行養護。⑥適量添加外加劑和摻合料。要獲得早強、高強混凝土，必須在拌和混合料時添加外加劑。早強劑能夠提高混凝土早期強度。添加減水劑，尤其高效減水劑，可降低摻水量，提高混凝土耐久性的同時可確保混凝土強度達標。

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作者簡介：

趙祝棟（1978-），男，江蘇興化人，助理工程師。