針對(duì)混凝土強(qiáng)度問(wèn)題分析

【摘要】本文首先分析了影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，然后從水灰比、水泥、集料、養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行了深入的闡述， 在建筑工程當(dāng)中混凝土的強(qiáng)度無(wú)疑是衡量混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要方面，本文在此提出了自己的觀點(diǎn)，可供參考。

【關(guān)鍵詞】混凝土； 強(qiáng)度； 影響； 因素；

一、前言

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，我國(guó)交通事業(yè)也得到前所未有的發(fā)展。現(xiàn)在不論是建設(shè)樓房，修建公路還是建橋用的建筑材料幾乎都是水泥混凝土。影響水泥混凝土質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性因素就是強(qiáng)度。水泥混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)的好壞決定了建筑的可靠性。

二、影響混凝土強(qiáng)度的因素

1.材料組成對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。材料組成是混凝土強(qiáng)度形成的內(nèi)因，主要取決于組成材料的質(zhì)量及其在混凝土中的各組分的比例。

（一）水泥的強(qiáng)度和水灰比，水泥混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥凝結(jié)后形成的混合物的質(zhì)量，混合物的質(zhì)量則取決于水泥的特性和水灰比。試驗(yàn)表明，水灰比對(duì)強(qiáng)度的影響雖不是唯一影響因素，但在實(shí)用混凝土配合比范圍內(nèi)是主要因素。

（二）集料特性，集料對(duì)混凝土的強(qiáng)度有明顯的影響，特別是集料的形狀與表面性質(zhì)對(duì)強(qiáng)度有著直接的關(guān)系，所以在公路當(dāng)中，多選用表面粗糙、有棱角的碎石為集料，且要對(duì)集料的壓碎值進(jìn)行試驗(yàn)分析。對(duì)于壓碎值指標(biāo)不合格的集料，嚴(yán)禁使用于橋梁混凝土當(dāng)中。

（三）漿集比，指水泥混凝土中水泥漿的體積與集料體積之比，對(duì)混凝土的強(qiáng)度也有一定的影響。特別是強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土更為明顯。在水灰比相同的條件下，在達(dá)到最優(yōu)漿集比后，混凝土的強(qiáng)度隨著漿集比的增加而降低。所以，在施工試驗(yàn)當(dāng)中，要采用合適的漿集比。

2.混凝土工藝對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

（一）使用活性礦物摻合料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。粉煤灰、礦渣等摻合料對(duì)混凝土強(qiáng)度有較大作用，特別對(duì)于大體積混凝土，能夠降低水化熱，減少混凝土內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生，提高后期強(qiáng)度。摻合料中的硅質(zhì)成分受到混凝土水化產(chǎn)生的堿激發(fā)進(jìn)一步反應(yīng)，并維持長(zhǎng)久時(shí)間的強(qiáng)度增長(zhǎng)。

（二）使用特殊功效的外加劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。最常用的混凝土外加劑為減水劑，減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度至關(guān)重要，由于拌制混凝土需要一定的流動(dòng)性才能施工，傳統(tǒng)混凝土中總的加水量是水泥水化所需水分的兩倍以上，水化多余的水分從混凝土內(nèi)部遷移出來(lái)，形成了大量的孔隙，致使混凝土強(qiáng)度降低，減水劑的作用是保證混凝土混合料在流動(dòng)性及和易性的基礎(chǔ)上降低混凝土拌合用水量，降低水灰比，從而提高混凝土強(qiáng)度。

3.養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

在施工試驗(yàn)當(dāng)中證明，對(duì)于相同配合比和相同施工方法的水泥混凝土，其力學(xué)強(qiáng)度和養(yǎng)護(hù)的濕度、溫度和初期養(yǎng)護(hù)的時(shí)間有很大的關(guān)系，在施工當(dāng)中，在取試件的時(shí)候，都同時(shí)取兩組，一組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，一組進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，在達(dá)到齡期后進(jìn)行試壓，試壓結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的試件強(qiáng)度明顯高于自然養(yǎng)護(hù)條件下的試件。所以在公路施工當(dāng)中，所有構(gòu)件和構(gòu)造物都要進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)生。第一濕度，混凝土澆筑成型后，如能保持濕潤(rùn)的狀態(tài)，混凝土的強(qiáng)度將隨齡期按水泥的特性成對(duì)數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)。第二溫度，養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)有很大的影響，在相同濕度的養(yǎng)護(hù)條件下，低溫養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢，為了達(dá)到一定的強(qiáng)度，低溫養(yǎng)護(hù)較高溫養(yǎng)護(hù)需要更長(zhǎng)的時(shí)間，所以在施工當(dāng)中，為了趕工期，就在構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)搭設(shè)溫棚，或者對(duì)構(gòu)件進(jìn)行密封覆蓋，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。第三齡期，眾所周知，混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而提高，一般來(lái)說(shuō)，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，后期較為緩慢。

三、影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素分析

1.水灰比

為提高水泥混凝土的強(qiáng)度，通常采用的水灰比不超過(guò)0.45，用水量不超過(guò)150kg/m3（卵石不超過(guò)140kg/m3）。對(duì)于摻外加劑的水泥混凝土還可以采用更低的水灰比和用水量。采用低的水灰比，可以減少水泥混凝土中的游離水，從而減少水泥混凝土中的空隙，提高水泥混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。另一方面降低了漿集比。減薄水泥漿層的厚度，可以充分發(fā)揮集料的骨架作用，對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度的提高也有幫助。

2.水泥

水泥混凝土的影響取決于水泥的化學(xué)成分及細(xì)度。水泥強(qiáng)度主要來(lái)自于早期強(qiáng)度（C3S）及后期強(qiáng)度（C2S），而且這些影響貫穿于混凝土中。用C3S含量較高的水泥來(lái)制作混凝土，其強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，但在后期可能以較低的強(qiáng)度而告終。而無(wú)論通過(guò)改變成分、養(yǎng)護(hù)條件或者利用外加劑而比較緩慢地水化，都可使水泥產(chǎn)生較高的最終強(qiáng)度。

3.集料

集料極重要的參數(shù)是集料的形狀、結(jié)構(gòu)、最大尺寸及級(jí)配。集料本身的強(qiáng)度不太重要，因?yàn)榧蠌?qiáng)度一般都要高于混凝土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度。在承載時(shí)混凝土中集料所能承受的應(yīng)力大大超過(guò)混凝土的抗壓強(qiáng)度。

骨料顆粒的粒形、粒徑、表面結(jié)構(gòu)和礦物成分，往往影響混凝土過(guò)渡區(qū)的特性，從而影響混凝土的強(qiáng)度。

級(jí)配良好的粗骨料改變其最大粒徑對(duì)混凝土強(qiáng)度有著兩種不同的影響。水泥用量和稠度一樣時(shí)，含較大骨料粒徑混凝土拌和物比含較小粒徑的強(qiáng)度小，其集料的表面積小，所需拌和水較少，較大骨料趨于形成微裂縫的弱過(guò)渡區(qū)，其最終影響隨混凝土水灰比和所加應(yīng)力而不同。在低水灰比時(shí)，降低過(guò)渡區(qū)孔隙率同樣對(duì)混凝土強(qiáng)度一開(kāi)始就起重要作用。在一定拌和物中，水灰比一定時(shí)抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之比將隨粗骨料粒徑的降低而增加。試驗(yàn)表明，增加骨料粒徑對(duì)高強(qiáng)混凝土起反作用，低強(qiáng)度混凝土在一定水灰比時(shí)，骨料粒徑似乎無(wú)大的影響。另外，在同一條件下，以鈣質(zhì)代硅質(zhì)骨料會(huì)使混凝土強(qiáng)度明顯改善。

4.集灰比

對(duì)于強(qiáng)度大于35Mpa的混凝土，集灰比的影響就較為明顯地表現(xiàn)出來(lái)。在相同水灰比時(shí)，混凝土強(qiáng)度隨著集灰比的增大而提高。這是因?yàn)椋杭蠑?shù)量增大，吸水量也增大，從而有效水灰比降低；混凝土內(nèi)孔隙總體積減小；集料對(duì)混凝土強(qiáng)度所引起的作用更好地發(fā)揮。

5.養(yǎng)護(hù)

為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成型后在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的目的是為了保證水泥水化過(guò)程能正常進(jìn)行，包括控制環(huán)境的溫度和濕度。

水泥水化只能在為水填充的毛細(xì)管內(nèi)發(fā)生，因此，必須創(chuàng)造條件防止水分由毛細(xì)管中蒸發(fā)失去，而且，在水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生的水泥凝膠具有很大的比表面積，大量自由水變?yōu)楸砻嫖剿＿@時(shí)，如果不讓水分進(jìn)入水泥石，則供水化反應(yīng)的水就會(huì)越來(lái)越少，在水灰比小于0.5的情況下會(huì)出現(xiàn)自干現(xiàn)象，使水泥水化不能繼續(xù)進(jìn)行。因此，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)必須保持混凝土的飽水狀態(tài)，或者接近于這個(gè)狀態(tài)。只有在飽水狀態(tài)下，水泥水化速度才是最大的。

混凝土的質(zhì)量主要取決于水泥石中的膠空比。混凝土在澆筑后水分的蒸發(fā)，取決于周?chē)諝獾臏囟群拖鄬?duì)濕度，以及引起混凝土表面空氣濕度變化的風(fēng)度。混凝土和周?chē)諝獾臏夭睿矔?huì)影響失水。例如，在白天飽水的混凝土在溫度低的晚上會(huì)失水；寒冷氣候中澆筑的混凝土，即使在飽和空氣中，也會(huì)失水。急速的初期水化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致水化物的不均勻分布。水化物稠密程度低的區(qū)域成為水泥石中的薄弱點(diǎn)，從而降低整體的強(qiáng)度；水化物程度高的區(qū)域包裹在水泥粒子的周?chē)赖K水化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，從而減少水化物的量。在養(yǎng)護(hù)溫度較低的情況下，由于水化緩慢，具有充分的擴(kuò)散時(shí)間，從而使水化物得以在水泥石中均勻分布。

四、結(jié)束語(yǔ)

工程施工對(duì)于混凝土強(qiáng)度有一定的要求，如果混凝土的強(qiáng)度不符合施工要求，則會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工程的質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行控制，這樣才能保證水泥混凝土的強(qiáng)度，保證施工的質(zhì)量。

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