淺析影響混凝土強(qiáng)度的各種因素

丁 卓

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150027)

1 水膠比對混凝土強(qiáng)度的影響

影響混凝土強(qiáng)度的主要因素包括：水膠比、水泥含量。以及骨料砂石的級配情況水泥所占混凝土比例是我們在施工生產(chǎn)中重要的部分，其強(qiáng)度的大小以及水泥所占百分比的多少直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低，從混凝土的表達(dá)式fcu.o=A·fce(C/W-B)可以看出，在原材比例不更改的情況下，其中所包含的水泥標(biāo)號越高，制成的水泥混凝土的強(qiáng)度越好，在同等條件下，我們不更改水泥含量。在實(shí)際的生產(chǎn)中我們可以發(fā)現(xiàn)，用水量的多少，直接影響水泥的強(qiáng)度。水泥在拌合過程中所需要使用的用水量，只是占據(jù)了很小的一部分。如果水所占用的比例比較大的時(shí)候(40%～70%)，在水泥混凝土逐步逐步穩(wěn)定的過程中，水分過多已經(jīng)完全充分融合后還有部分水無法融合，直接影響了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，可能在空隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)我們在保證拌合物充分的攪拌均勻后，在可以的情況下，盡量少的使用水，降低水灰比，骨料在其中的結(jié)合力越大，水泥混凝土的強(qiáng)度就越大，反之，如果水的含量太少，拌合物無法充分吸收水分，經(jīng)過振搗之后，水泥混凝土十分干硬，不便于施工，并且影響質(zhì)量，而且會在水泥混凝土中出現(xiàn)孔隙，這將直接導(dǎo)致水泥混凝土的強(qiáng)度降低。

2 粗骨料的影響

粗骨料也是影響混凝土強(qiáng)度的因素之一，當(dāng)粗骨料的壓碎值相等時(shí)，直接決定骨料的表面粗糙程度，比如其他因素不變的情況下，相同的碎石根卵石比較，碎石比卵石根水泥砂漿的結(jié)合程度更好，碎石表面粗糙，卵石表面光滑。在我們的實(shí)際生產(chǎn)中，通過我們不斷的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果拋出影響因素，同等情況下碎石根卵石配置的混凝土，因?yàn)樗槭砻娲植谟心Σ亮λ詮?qiáng)度相比較卵石表面的光滑強(qiáng)度會更好一些。一般混凝土的粗骨料粒徑控制在30 mm～40 mm。根據(jù)公路工程實(shí)驗(yàn)規(guī)范，中粗砂應(yīng)該嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)控制中粗砂占混凝土總比例，并且嚴(yán)格把控含泥量，應(yīng)該滿足規(guī)范要求，盡量使用一些干凈無雜質(zhì)的中粗砂。

3 溫度和濕度對水泥混凝土的影響

混凝土的硬化在于水泥混凝土在反應(yīng)中的水分蒸發(fā)，在生活中當(dāng)溫度逐步增加水分會蒸發(fā)，在混凝土中也是同樣大道理，溫度高會加速這個(gè)過程，混凝土3 d、7 d的強(qiáng)度增長為指數(shù)形式，相反，在溫度降低的時(shí)候，水泥產(chǎn)生這個(gè)反應(yīng)的速率會降低。溫度達(dá)到零下的時(shí)候，在水泥混凝土拌合物里面的水已經(jīng)凝結(jié)稱為固體時(shí)候，水泥無法跟冰產(chǎn)生反應(yīng)，混凝土的強(qiáng)度無法繼續(xù)增長。并且水在結(jié)冰的過程中會引起體積的膨脹，作用在水泥混凝土的孔隙中，使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，并且已經(jīng)產(chǎn)生的強(qiáng)度會直接遭受到破壞，直接導(dǎo)致強(qiáng)度降低，并且氣溫在反反復(fù)復(fù)忽高忽低的情況下，混凝土的內(nèi)部會直接產(chǎn)生變形，導(dǎo)致強(qiáng)度損失，表面破裂，甚至完全失去作用。良好的養(yǎng)生環(huán)境是測試混凝土強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一，我們知道水泥混凝土硬化的過程中需要水分，所以我們應(yīng)該保持養(yǎng)生室的濕度，而且如果非常干燥。水泥混凝土?xí)驗(yàn)槿彼鵁o法充分的拌和，并且產(chǎn)生凝結(jié)物，因?yàn)楦稍铮终舭l(fā)迅速，無法充分融合，會導(dǎo)致最終的拌合物成塊狀，并且會無法完全融合。所以通過上述結(jié)論我們可以發(fā)現(xiàn)，為了使混凝土在澆筑后保持正常的強(qiáng)度增長，我們必須給它創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的養(yǎng)生環(huán)境，夏季最好在表面覆蓋塑料布或者是苫布，因?yàn)橹形珀柟庵鄙洌瑫?dǎo)致混凝土干索性裂縫，并且在這個(gè)過程中應(yīng)該每天經(jīng)常給結(jié)構(gòu)物澆水，保持溫度濕度。在冬季注意保溫，最好在澆筑后覆蓋棉被，并且保持良好的溫度，或者在溫度極端惡劣的情況下，可以在混凝土周圍生火，增加周圍環(huán)境溫度，一般采取蓄熱法及蒸養(yǎng)法。

4 顆粒級配對混凝土強(qiáng)度的影響

連續(xù)級配就是碎石、中粗砂、等材料組合在一起，使材料在一起的孔隙率最小，密度最大。良好的水泥混凝土級配可以是混凝土達(dá)到非常好的和易性，流動性、飽水性、黏聚性。并且使強(qiáng)度達(dá)到最高。同時(shí)可以節(jié)省水泥。減少工程成本。混凝土的強(qiáng)度是重要的指標(biāo)之一，而且強(qiáng)度與混凝土其它性質(zhì)密切相關(guān)。通過強(qiáng)度可以判定水泥混凝土很多其它性質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，有很多不可控因素直接間接影響混凝土的質(zhì)量，所以要求我們在施工中應(yīng)該嚴(yán)格把控每一道施工工序，總結(jié)來說，在施工中，環(huán)境條件，施工技藝，檢測條件，以及進(jìn)原材料的各種性質(zhì)，含泥量，壓碎值、針片狀等等，級配的不同。都會直接造成混凝土各種指標(biāo)不同，從而導(dǎo)致施工質(zhì)量下降，我們就以5～25 mm連續(xù)卵石顆粒級配為研究對象。

通過表1我們可以看出來，此卵石級配良好，沒有過粗的粒徑，綜合情況級配分布比較均勻，整體不錯(cuò)，可以作為實(shí)驗(yàn)用料，使用此卵石可以更好的評估級配對混凝土強(qiáng)度的影響。

表1 卵石的顆粒級配范圍累計(jì)篩余(%)方孔篩(mm)

(1)試驗(yàn)方案

(2)原材料

水泥采用通常使用的525普通水泥，中粗砂暫定使用細(xì)度模數(shù)為2.2的河沙，碎石采用最大粒徑不超過31.5 mm的卵石，具體指標(biāo)請觀看表2。

表2 石子的基本指標(biāo)

(3)試驗(yàn)方法

本次試驗(yàn)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C30，混凝土配合比表見表3。混凝土試件的配合比相同，卵石顆粒的連續(xù)級配使用不同的對比，本次試驗(yàn)將公里經(jīng)為5～25 mm的連續(xù)級配卵石分為五個(gè)實(shí)驗(yàn)組，粒徑由大到小，具體見表4，滿足公路工程施工規(guī)范。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的混凝土拌制完成后，測定混凝土的表觀密度、塌落度等指標(biāo)，見表5。本次試驗(yàn)試件的成型方法采用振動臺法，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組制作混凝土抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)件(尺寸為150 mm×150 mm×150 mm)。在制件完成后我們需要觀察混凝土的凝結(jié)時(shí)間，在完完全全達(dá)到終凝狀態(tài)后進(jìn)行拆模，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等待齡期。滿足規(guī)范條件后，將試件取出，擦干水分，并且對混凝土檢測時(shí)，嚴(yán)格控制荷載速度，之后并且對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。

表3 石子的基本指標(biāo)

表4 試驗(yàn)用卵石的顆粒級配范圍

表5 混凝土拌合物部分指標(biāo)

(4)不同顆粒級配下混凝抗壓強(qiáng)度的測試結(jié)果

根據(jù)公路工程試驗(yàn)規(guī)范我們可以查找到C30混凝土荷載速率，根據(jù)規(guī)范要求對混凝土試塊進(jìn)行破壞，記錄最大荷載值。所以我們觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道。

從表6可以看出，28 d齡期的混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了30兆帕，主要原因是在試驗(yàn)條件下嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)步驟來進(jìn)行拌和，而且水泥使用含量滿足要求，卵石強(qiáng)度相對較高所引起的。但是逐步減少16 mm方孔篩上的累計(jì)篩余，混凝土的抗壓強(qiáng)度的測試值最開始非常大，增大至最小測試值的136%～159%，后又減少，減少至最大測試值的80%～88%，但仍比最小測試值高出9%～34%。五組5～25 mm連續(xù)粒級卵石，通過我們上述試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)特點(diǎn)，卵石的直徑慢慢的逐步減小的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)卵石在這其中起到了骨架支撐作用，雖然效果沒有碎石好，但是也滿足規(guī)范要求，各種混合物在拌和過程中砂石卵石水泥充分拌和填滿縫隙，形成了表觀密度越來越增大的混凝土。從試驗(yàn)3組到試驗(yàn)5組，伴隨著粒徑的改變，相對較大的粒徑，會導(dǎo)致在施工過程中水泥混凝土在從拌合站進(jìn)入水泥罐車的時(shí)候產(chǎn)生困難并且隨著大粒徑的增加，混凝土整體和易性降低，效果反而不好，整體強(qiáng)度變低。

表6 不同顆粒級配下C30混凝土抗壓強(qiáng)度測定值

5 結(jié) 語

混凝土強(qiáng)度是混凝土施工中需要嚴(yán)格把控的重要工序，如果單純使用卵石，連續(xù)級配對混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響，我們觀察可以發(fā)現(xiàn)，不論是總體的粒徑過大過小都會直接間接影響強(qiáng)度，過小的話在其中起到支撐作用的骨料減少強(qiáng)度會非常差，骨料過大，直接影響和易性，強(qiáng)度同樣不好，所以我們在實(shí)際的生產(chǎn)中如果想嚴(yán)格把控混凝土的質(zhì)量，我們就應(yīng)該保證良好的級配，在這個(gè)基礎(chǔ)上可以更好的研究如何能夠更好的節(jié)省成本的情況下保證施工生產(chǎn)中的高質(zhì)量。因?yàn)樵趯?shí)際施工中施工單位應(yīng)該嚴(yán)格控制水泥混凝土的水灰比、施工過程中的溫度以及濕度并且嚴(yán)格控制混凝土的顆粒級配，在把控好以上各項(xiàng)問題后才能更好的掌控施工質(zhì)量，保證建設(shè)高質(zhì)量、高效率的工程。