影響高性能混凝土強度的因素研究

【摘要】本文討論了混凝土的原料控制對高性能混凝土的影響，以及對混凝土強度測試的幾種常見方法，僅供大家參考。

【關(guān)鍵詞】混凝土 強度 研究

一、前言

近年來我國路橋工程雖然取得了飛速的發(fā)展，但依然存在著不足需要改進。其中在路橋的建設(shè)工程之中混凝土的受損害程度非常的明顯，對混凝土強度的研究控制，對確保居民切身利益有著重要的意義。

二、影響混凝土質(zhì)量的因素

我們知道，原材料的質(zhì)量及其波動，對混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響，如水泥強度的波動，將直接影響混凝土的強度。為了保證混凝土的質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中，一定要對混凝土的原材料進行質(zhì)量檢驗，全部符合技術(shù)性能指標(biāo)方可應(yīng)用，骨料中含有害物質(zhì)，超過規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，則會妨礙水泥水化，降低混凝土的強度，削弱骨料與水呢石的粘結(jié)，能與水泥的水化產(chǎn)物進行化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生有害的膨脹的物質(zhì)。如果粘土、淤泥在砂中超過3%碎石、卵石中超過2%，則這些極細(xì)粒材料在集料表面形成包裹層，妨礙集料與水泥石的粘結(jié)，它們或者以松散的顆粒出現(xiàn)，大大增加了需水量。

三、對原材料的質(zhì)量控制

混凝土是由水泥、砂、石、水組成，有的還有摻合料和外加劑。監(jiān)理應(yīng)對組成混凝土的原材料進行控制，使之符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

1.水泥質(zhì)量控制

水泥在使用前，除應(yīng)持有生產(chǎn)廠家的合格證外，還應(yīng)做強度、凝結(jié)時間、安定性等常規(guī)檢驗，檢驗合格方可使用。切勿先用后檢或邊用邊檢。不同品種的水泥要分別存儲或堆放，不得混合使用。

2.骨料的質(zhì)量控制

河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂，但隨著河砂資源的減少和價格的上升，不少工程已使用山砂和人工砂。用于混凝土的砂應(yīng)控制泥和有機質(zhì)的含量。砂進場后應(yīng)做篩分試驗、含泥量試驗、視比重試驗、有機質(zhì)含量試驗。

普通混凝土宜優(yōu)先選用細(xì)度模數(shù)2.4～2.6之間的中砂，泵送混凝土用砂對0.315mm篩孔的通過量不宜小于15%，且不大于30%；對0.16mm篩孔的通過量不應(yīng)小于5%。

石子一般選用粒徑4.75～40mm的碎石或卵石，泵送高度超過50mm時，碎石最大粒徑不宜超過25mm；卵石最大粒徑不宜超過30mm。石子進場后應(yīng)做壓碎值試驗、篩分試驗、針片狀含量試驗、含泥量試驗、視比重試驗。

3.拌和混凝土用水

拌合用水可使用自來水或不含有害雜質(zhì)的天然水，不得使用污水?dāng)嚢杌炷痢ｎA(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠家不提倡使用經(jīng)沉淀過濾處理的循環(huán)洗車廢水，因為其中含有機油、外加劑等各種雜質(zhì)，并且含量不確定，容易使預(yù)拌混凝土質(zhì)量出現(xiàn)難以控制的波動現(xiàn)象。

4.外加劑質(zhì)量控制

外加劑可改善混凝和易性，調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、提高強度、改善耐久性。應(yīng)根據(jù)使用目的混凝土的性能要求、施工工藝及氣候條件，結(jié)合混凝土的原材料性能、配合比以及對水泥的適應(yīng)性等因素，通過試驗確定其品種和摻量。低溫時產(chǎn)生結(jié)晶的外加劑在使用前應(yīng)采取防凍措施。預(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠家不得直接使用粉狀外加劑，應(yīng)使用水性外加劑。必須使用粉狀外加劑時，應(yīng)采取相應(yīng)的攪拌勻化措施，并確保計量準(zhǔn)確的前提下，方可使用。監(jiān)理工程師應(yīng)對外加劑的選擇加以限制，避免出現(xiàn)品種多而雜的情況。

5.摻合料質(zhì)量控制

在混凝土中摻入摻合料，可節(jié)約水泥，并改善混凝土的性能。摻合料進場時，必須具有質(zhì)量證明書，按不同品種、等級分別存儲在專用的倉罐內(nèi)，并做好明顯標(biāo)記，防止受潮和環(huán)境污染。

四、混凝土強度測試

1.回彈法的基本原理

混凝土的表面硬度與其自身的抗壓強度相關(guān)，所以檢測其表面的硬度即可。該檢測技術(shù)的基本理論為：利用能量守恒定律，施加在錘子上的初動能與反彈回來的動能之差即為混凝土表面吸收的能量，損失的能量與混凝土表面強度相關(guān)，所以計算回彈值即可換算出混凝土抗壓強度。

2超聲回彈法測定混凝土強度

超聲回彈法測定混凝土強度的基本原理：與上述檢測方法相似，超聲法也是一種間接的檢測方法，主要是通過測定影響混凝土抗壓強度的物理因子對超聲傳播速度的影響，就利用相關(guān)公式將測得的超聲波傳播速度帶入，間接換算成混凝土的強度大小。雖然回彈法和超聲法均可測量出混凝土的強度，但是這兩種方法都各自存在不足，所以聯(lián)合使用這兩種方法共同測定混凝土的強度，得出的測量結(jié)果更為精確，可以彌補由于單一測量方式帶來的誤差，更能真實的反映混凝土的質(zhì)量情況，綜合利用這兩種方法測量混凝土強度的方法稱為超聲回彈法，該方法的基本做法就是：將利用回彈法測得的回彈值和超聲法測得的超聲波傳播速度共同帶入公式中，計算出混凝土抗壓強度值。拔出法測定混凝土強度的基本原理

相比較前面兩種檢測技術(shù)，拔出法則是一種比較直接的檢測方式。拔出法主要是通過將金屬錨固物嵌入到已經(jīng)硬化或是未硬化的混凝土中，然后拔出錨固物，花費的外力與混凝土的強度相關(guān)。相比較前兩種間接的測量方法，該測量方法準(zhǔn)確度更高，操作也更加便捷。

錨件是否事先埋入混凝土中是區(qū)分預(yù)埋拔出法（LOKTEST）和后裝拔出法（CAOOTEST）的唯一標(biāo)準(zhǔn)。施加在錨件上的拔出力與混凝土的抗壓強度具有相關(guān)性，所以相比較透過測定回彈值或是超聲波傳播速度換算成混凝土抗壓強度的間接混凝土強度測定方法，拔出法測出的結(jié)果更精確，計算簡便，操作簡單，應(yīng)用性更強。自1994年我國頒布了《后裝拔出法檢測混疑土強度技術(shù)規(guī)程》以來，該方法的普及范圍更廣。

3.抗凍性測試

抗凍性能凍融破壞的機理是，在0°C以下時，凍害從溫度較低的表層開始，表層毛細(xì)管中的水先凍結(jié)，伴隨這種相變產(chǎn)生膨脹壓力，剩余的水分遷移至附近的孔隙和毛細(xì)管中，在水的運動過程中，產(chǎn)生液體壓力；隨溫度的進一步降低，內(nèi)部混凝土與孔徑更小孔隙中的水分也開始凍結(jié)，混凝土體積持續(xù)膨脹。解凍后，有一部分膨脹仍然殘留下來，產(chǎn)生凍融劣化，硬化水泥石的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，動彈性模量下降，抗拉強度降低，嚴(yán)重的時候產(chǎn)生剝蝕破壞。

（一）隨著水膠比的增大，在混凝土抗凍試驗的兩個主要技術(shù)指標(biāo)中，質(zhì)量損失增加，相對動彈性模量降低，表明混凝土抗凍性能隨之變差。原因就是水膠比越大，混凝土的單位用水量就越大，這樣硬化后內(nèi)部混凝土與孔徑更小孔隙中留存的水分也較多，一旦開始凍結(jié)，混凝土體積將持續(xù)膨脹，造成混凝土凍融破壞。另外水膠比是決定混凝土組織結(jié)構(gòu)致密性與孔結(jié)構(gòu)特征的基本因素，水膠比越小，養(yǎng)護越好，混凝土越致密，其中的孔隙與毛細(xì)管越少，滲水通道越少。

（二）混凝土的含氣量對抗凍性能影響較大，混凝土中加入引氣劑后，產(chǎn)生了均勻穩(wěn)定、互不相通的微小氣泡。這些小氣泡不僅部分阻斷了混凝土內(nèi)的開口連通孔隙，同時在混凝土孔隙中的自由水凍結(jié)膨脹時，小氣泡被壓縮，從而可以緩沖冰凍給孔隙帶來的脹壓力，溶解時氣泡又可恢復(fù)原狀。

（三）骨料內(nèi)部孔隙過多過大，吸水率偏大，堅固性差，凍融時骨料內(nèi)存在的脹壓力就越大，對骨料自身的破壞性也越大。破壞時，骨料與水化硅酸鈣間出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重時骨料自身破裂，表面砂漿嚴(yán)重剝離。因而吸水率較大的骨料對混凝土抗凍性能的影響同樣不可忽視。

五、結(jié)束語

混凝土的強度對路橋建設(shè)的影響是非常明顯的，因此施工單位更要抓好對混凝土強度影響的分析，進一步提高混凝土的性能。

參考文獻：

[1]楊永華混凝土強度的影響因素及質(zhì)量控制[J].土木工程材料2014年1期。

[2]趙冰華，費正岳，趙宇，張士萍.碳化對混凝土性能的影響 [J]硅酸鹽通報，2012年6期。

[3]余瓊 李思明 核心區(qū)和柱混凝土強度不等時節(jié)點的性能研究[J]同濟大學(xué)學(xué)報2014年12期。