探討影響混凝土強(qiáng)度的主要因素

【摘 要】在建筑工程當(dāng)中混凝土的強(qiáng)度無疑是衡量混凝土質(zhì)量的一個重要方面，然而在施工當(dāng)中影響混凝土強(qiáng)度的因素有很多，這就需要施工人員掌握影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，在此基礎(chǔ)上才能做好相應(yīng)的防治措施。本文根據(jù)現(xiàn)有的研究資料詳細(xì)論述了影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，并從水灰比、水泥、集料、養(yǎng)護(hù)等方面做了詳細(xì)的探討，以期能夠給施工人員一點幫助。

【關(guān)鍵詞】混凝土；強(qiáng)度；影響；因素

強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性能，也是承受載荷和抵抗各種作用力的主要因素，并且混凝土的強(qiáng)度對其它方面性質(zhì)有著比較明顯的影響，一般來說混凝土的強(qiáng)度越高，其不透水性、剛醒、抗腐蝕性也就越高。這就要求施工人員在施工當(dāng)中要掌握影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工要求。

1.水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響

從物理學(xué)上講混凝土的強(qiáng)度主要受內(nèi)部毛細(xì)管空隙或者膠空比決定，但是這些物理現(xiàn)象在施工當(dāng)中根本無法用肉眼觀測到，也難以進(jìn)行準(zhǔn)確的測定和估計。但是我們可以從水灰比的角度做好這一方面的控制，這是因為毛細(xì)管孔隙率主要受水灰比的影響，這就意味著水灰比對混凝土的強(qiáng)度有著重要影響。其原理和公式如下：

毛細(xì)孔隙率Pc=W/C-0.36a

膠空比X=0.68a（/0.32+W/C）

Duff Abrams在混凝土強(qiáng)度水灰比定則中認(rèn)為水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的最重要的因素，由此可見水灰比-孔隙率關(guān)系實質(zhì)上決定著混凝土的強(qiáng)度。水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響主要體現(xiàn)在兩個方面上，也就是水泥漿基體和粗骨料間過渡區(qū)的孔隙率，而水泥在水化過程中的孔隙率主要水灰比的影響。在實際的施工過程中，水灰比和振搗密實度對混凝土的體積都有影響，一般來說還水灰比越低，混凝土的強(qiáng)度也就越高，但是水灰比并不是無限低的，這是因為水泥水化需要一個最小的水量，用公式表示也就是（W/C）min=0.42a。從這一公式中可以看出要向滿足水泥的水化需要，W/C取值最低不能低于0.42，也就是說當(dāng)?shù)蚖/C時預(yù)期殘留的未水化水泥能夠在漿體內(nèi)長期存在，這種情況下水泥漿液一般會自我干燥，因此在實際的施工當(dāng)中W/C值一般要高于0.42，在施工當(dāng)中可以通過控制W/C值來保證混凝土在規(guī)定齡期的強(qiáng)度。

2.水泥對混凝土強(qiáng)度的影響

刨除水灰比對混凝土強(qiáng)度的影響，水泥無疑是影響混凝土強(qiáng)度最重要的一個因素之一，這主要體現(xiàn)在水泥的化學(xué)成分和細(xì)度等方面上。水泥的強(qiáng)度與混凝土的強(qiáng)度有著比較緊密的聯(lián)系，一般來說標(biāo)號越高在相同水灰比下水泥的強(qiáng)度也就越高，混凝土的強(qiáng)度相對應(yīng)的也就越高。而水泥的強(qiáng)度主要受早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的影響，這些始終會對混凝土產(chǎn)生重要影響。以早期強(qiáng)度較高的水泥制作混凝土，其強(qiáng)度在早期會增長加快，但是在后期混凝土的強(qiáng)度可能會有很大的較低。水泥的細(xì)度對混凝土強(qiáng)度也有重要影響，一般情況下細(xì)度增加水泥的水化速率會相應(yīng)的增大，強(qiáng)度增長率相對較高，但是也應(yīng)減少細(xì)磨粉的含量，如果水泥顆粒超出了定制會在混凝土內(nèi)部形成一些高W/C區(qū)域。值得注意的是水泥質(zhì)量波動對混凝土強(qiáng)度也有重要影響，這里的質(zhì)量波動主要是指同一品種、同一標(biāo)號的水泥，在質(zhì)量上產(chǎn)生不一的現(xiàn)象，這種影響主要表現(xiàn)在離散系數(shù)等方面上，如離散系數(shù)較小的水泥可以減少混凝土中的水泥用量等等。水泥質(zhì)量波動的主要原因是細(xì)度和C3S含量和差異造成的，尤其對早期強(qiáng)度的影響最大，后期的影響相對來說就比較小了，至于對后期強(qiáng)度的影響需要長期的觀察才能確定，現(xiàn)在還沒有學(xué)者對這一問題作出闡述。

3.集料對混凝土強(qiáng)度的影響

混凝土集料對其形狀、結(jié)構(gòu)最大尺寸和級配都有著比較嚴(yán)格的要求，雖然集料本身的強(qiáng)度對混凝土強(qiáng)度沒有太大的影響，這主要是因為一般選擇的集料其強(qiáng)度都要超過混凝土的強(qiáng)度。而骨料顆粒強(qiáng)度一般比混凝土的強(qiáng)度要大的多，但是多數(shù)天然骨料強(qiáng)度幾乎沒有被利用起來，但是在使用過程中骨料的強(qiáng)度和彈性模量對于混凝土強(qiáng)度有著比較明顯的影響，適中的強(qiáng)度和彈性模量有利于控制強(qiáng)度，滿足工程建設(shè)對混凝土強(qiáng)度的要求。但是對骨料顆粒的強(qiáng)度和硬度也不能過分的要求，因為過強(qiáng)或過硬可能會在混凝土因為溫度或濕度因素發(fā)生體積變化的時候，導(dǎo)致混凝土受到較大的應(yīng)力而出現(xiàn)開裂等問題，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度受到影響。除此之外，骨料顆粒的粒形、粒徑、表面結(jié)構(gòu)和礦物成分也會對混凝土過渡區(qū)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到混凝土的強(qiáng)度。比如說級配良好的粗骨料通過改變其最大粒徑可對混凝土產(chǎn)生兩種影響，當(dāng)水泥用量和稠度一樣的時候，骨料粒徑較大的混凝土攪拌物比較小骨料粒徑所學(xué)的攙和誰較少，較大骨料的混凝土?xí)纬晌⒘芽p的弱過渡區(qū)。此時在低過渡區(qū)孔隙率在一開始就其強(qiáng)度產(chǎn)生影響，而試驗表明加骨料粒徑對高強(qiáng)（即低水灰比）混凝土起反作用，低強(qiáng)度（即高水灰比）混凝土在一定水灰比時，骨料粒徑似乎無大的影響。

4.養(yǎng)護(hù)對混凝土強(qiáng)度的影響

要想保證混凝土的后期強(qiáng)度達(dá)到要求在混凝土成型以后，必須在一定的環(huán)境條件下做好養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)的主要目的就是保證水泥水化過程的正常進(jìn)行，這其中控制好環(huán)境溫度和濕度尤為重要。水泥的水化作用只能在毛細(xì)管內(nèi)發(fā)生，養(yǎng)護(hù)就是通過創(chuàng)造條件防治毛細(xì)管中的水分蒸發(fā)來保證水化過程，而在水泥水化過程中，水泥凝膠具有很大的比表面積，此種情況下會將大量的毛細(xì)管中的水分變?yōu)楸砻嫖剿?，水化反?yīng)的水隨著時間增加會越來越少，一旦水灰比小于0.5就會出現(xiàn)自干現(xiàn)象，水化就無法繼續(xù)進(jìn)行。因此在養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)需要保證混凝土的飽水狀態(tài)，以保證水化的正常進(jìn)行。

總之，影響混凝土強(qiáng)度的因素有很多，除了上述幾種因素之外，集灰比等因素也會直接影響到混凝土的強(qiáng)度，在實踐當(dāng)中施工人員必須把握好混凝土強(qiáng)度的影響因素，在施工中采取相應(yīng)的措施，只有這樣才能保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)和要求。

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