探究影響混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度的因素

李冬平

摘 要：混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度對(duì)于建筑施工來說十分重要，是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)者、施工方、質(zhì)檢單位都非常重視的一個(gè)指標(biāo)。在結(jié)合自己多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，從水灰比、水泥、集料、振搗方式、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境溫度等幾個(gè)方面著手，對(duì)混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度的因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究。

關(guān)鍵詞：混凝土；試壓件；抗壓；因素

1 原材料對(duì)試壓件抗壓強(qiáng)度的影響

1.1 水泥

水泥是普通混凝土的主要原材料，水泥的強(qiáng)度直接影響了混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度?，F(xiàn)今我國(guó)用于生產(chǎn)混凝土的水泥有六種，每種因其自身的混合材料以及礦物摻量的不同而各有區(qū)別。例如，火山灰硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度較低，水泥水化熱不高，抗凍性能不高，但仍有發(fā)展后期強(qiáng)度的潛力；礦渣水泥沒有明顯的早期強(qiáng)度，水泥水化熱低，抗凍性較差，不太適合冬季使用，但其生產(chǎn)試壓件的后期強(qiáng)度發(fā)展較為迅速；普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度較高，高于前兩種水泥，因此水泥水化熱也較高，生產(chǎn)試壓件的抗凍性能較高；硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度最為明顯，水泥水化熱高，比較適合冬季進(jìn)行生產(chǎn)，試壓件的抗凍性較強(qiáng)等。

施工現(xiàn)場(chǎng)，相關(guān)工作人員應(yīng)該按批對(duì)水泥進(jìn)行驗(yàn)收，只有確保了水泥強(qiáng)度的穩(wěn)定性才能夠更好地保證混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度。但因?yàn)槭艿揭恍┮蛩氐闹萍s如施工進(jìn)度等，并不能較有序地對(duì)水泥進(jìn)行按批驗(yàn)收，而是按照施工的實(shí)際需求將水泥陸續(xù)引進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)。如若在適配水泥時(shí)其強(qiáng)度較高，但施工后期使用的水泥強(qiáng)度不高甚至是不合格，則會(huì)直接導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不高，影響施工質(zhì)量。

1.2 集料

生產(chǎn)強(qiáng)度MU15以下的混凝土試壓件時(shí)，水泥的質(zhì)量、摻量以及水灰比對(duì)其抗壓強(qiáng)度的影響較大。當(dāng)用于生產(chǎn)混凝土的水泥用量已經(jīng)達(dá)到500kg時(shí)，水泥用量的增加對(duì)于混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度無(wú)顯著作用，這時(shí)，集料的表面狀況、直徑以及最佳砂率等是影響混凝土試壓件的主要因素。集料主要有兩種類型，粗集料和細(xì)集料。

1.2.1 粗集料。常用粗骨料包括碎石以及卵石兩種。前者表面粗糙，面積較大，有較多棱角，因此與水泥漿的粘結(jié)力比較強(qiáng)；卵石的表面則更為光滑，表面積不大，少棱角，因此與水泥漿的粘結(jié)力較弱，在水灰比相同的前提下，卵石混凝土試壓件比碎石混凝土試壓件的強(qiáng)度低10%左右。粗集料的合理級(jí)配能夠使混凝土更加密實(shí)，有利于其強(qiáng)度和耐久性的提高，同時(shí)也可能在一定程度上的降低水泥用量。當(dāng)遇到粗集料不能滿足級(jí)配規(guī)定要求的情況時(shí)，施工人員可以采取人工級(jí)配調(diào)整，通過利用幾種不同直徑的石子按照一定比例進(jìn)行投料，從而使粗集料的級(jí)配符合要求。一般情況下，較好的粗集料級(jí)配應(yīng)該具有較小的集料空隙率，集料總和也要小于表面積。若要生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度的混凝土試壓塊，粗集料可以選擇使用一些堅(jiān)硬密實(shí)的巖類碎石如花崗巖、輝長(zhǎng)巖、石灰?guī)r、輝綠巖等。表示粗集料的強(qiáng)度時(shí)可以采用巖石立方體強(qiáng)度以及壓碎指標(biāo)，其中壓碎指標(biāo)與粗集料的強(qiáng)度成反比，壓碎指標(biāo)越小意味著粗集料強(qiáng)度越高。但是，當(dāng)粗集料被風(fēng)化后會(huì)產(chǎn)生較多的軟顆粒，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降。

1.2.2 細(xì)集料。相對(duì)于粗集料來說，細(xì)集料對(duì)于混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度影響則較小，但是細(xì)集料的直徑及其級(jí)配也是施工人員需要考慮的一大因素。細(xì)集料主要包括海砂、山砂、河砂幾種類型。海砂因?yàn)楹幸恍┯泻﹄x子如氯離子，在投入使用之前必須對(duì)其進(jìn)行清洗，在達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之后才可使用；山砂具有較高的含泥量，在使用前也需要進(jìn)行沖洗；河砂的質(zhì)量則相對(duì)較高。但從實(shí)驗(yàn)中可以看出，山砂與水泥的粘結(jié)力大于河砂與水泥的粘結(jié)力。在生產(chǎn)具有較高抗壓強(qiáng)度的混凝土試壓件時(shí)，細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)范圍最好在2.6～3.2之內(nèi)，盡量減少粒徑小于0.315mm的砂子含量。

1.3 粉煤灰

在生產(chǎn)混凝土試壓件中，粉煤灰是其中最大的礦物摻合料。一般情況下，如果需要生產(chǎn)具有高強(qiáng)度的混凝土試壓件，盡量選擇I級(jí)的粉煤灰，同時(shí)粉煤灰的摻合量盡量保持在水泥重量的25%。強(qiáng)度在28d以下?lián)胶狭朔勖夯业幕炷猎噳杭?qiáng)度不高于基準(zhǔn)混凝土試壓件。值得注意的一點(diǎn)是，已經(jīng)摻合了粉煤灰的混凝土試壓件最好不要選用火山灰質(zhì)的硅酸鹽水泥以及粉煤灰硅酸鹽水泥。除此之外，綜合考慮混凝土試壓件的性能要求，一般的混凝土粉煤灰含量適宜保持在水泥用量的50%之下。

2 水灰比

由于干硬性混凝土振動(dòng)加壓成型的工藝特性，濕性混凝土強(qiáng)度受水灰比的影響要遠(yuǎn)小于混凝土試壓件強(qiáng)度受水灰比的影響。從理論的角度來看，使水泥完全水化的水灰比需要達(dá)到0.24，如果水灰比大于這一參數(shù)，那么混凝土則會(huì)存在毛細(xì)水。因此，混凝土的用水量在很大程度上能夠滿足其工作性能的標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于混凝土試壓件的水灰比，首先應(yīng)該考慮其成型性能而非試壓件抗壓強(qiáng)度，成型性能包括混凝土密實(shí)度的最大化、成型時(shí)間、成型后坯體的穩(wěn)定度、最佳水灰比。水灰比對(duì)混凝土試壓件的強(qiáng)度有一定影響，表1則是不同水灰比對(duì)混凝土試壓件強(qiáng)度的影響值。如果能夠達(dá)到工藝要求以及試壓件的其他性能標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下，水灰比越小，混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度則越高。

表1 混凝土水灰比選用

3 生產(chǎn)工藝和機(jī)械設(shè)備對(duì)試壓件抗壓強(qiáng)度的影響

3.1 成型機(jī)振動(dòng)方式

我國(guó)目前混凝土試壓件成型機(jī)的振動(dòng)方式包括兩種，分別是臺(tái)振以及模振。前者是將振動(dòng)電機(jī)放于臺(tái)座之下，此外也有將振動(dòng)器裝置于上壓頭的情況，并對(duì)試壓件表面施加振動(dòng)。后者則是將振動(dòng)器裝置與模箱的側(cè)面，振動(dòng)則能夠直接傳遞給模箱內(nèi)混凝土，這樣的話試壓件的密實(shí)性以及均勻性都比較好。一般情況下，臺(tái)振成型機(jī)的每塊試壓件配置振動(dòng)功率處于1.1kW～1.6kW左右的范圍之內(nèi)，使用臺(tái)振成型機(jī)生產(chǎn)高強(qiáng)度的試壓件則需要具備一定的條件；而模振成型機(jī)每塊試壓件配置振動(dòng)功率處于3kW～5kW，相比臺(tái)振成型機(jī)更容易生產(chǎn)出抗壓強(qiáng)度較高的混凝土試壓件。

3.2 養(yǎng)護(hù)制度以及環(huán)境溫度的影響

水泥水化的反應(yīng)過程即為混凝土試壓件的硬化過程。下列三個(gè)因素直接影響了水泥水化的反應(yīng)速度：養(yǎng)護(hù)時(shí)間、濕度和環(huán)境溫度。

一般情況下，混凝土試壓件的強(qiáng)度會(huì)隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而不斷提升，其規(guī)律為初期提升較快，后期則較慢。但是，只要存在養(yǎng)護(hù)，混凝土的強(qiáng)度仍然會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，硅酸鹽水泥最為適宜的養(yǎng)護(hù)溫度為13℃。養(yǎng)護(hù)溫度處于32℃～49℃范圍之內(nèi)的混凝土強(qiáng)度較4℃ ～23℃溫度之間的混凝土強(qiáng)度低。一旦混凝土成型后，對(duì)抗壓機(jī)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，其強(qiáng)度受空氣濕度以及溫度變化的影響更大。

水泥水化指水泥以及水之間的一種化學(xué)反應(yīng).在反應(yīng)的過程中水泥顆粒表面需要保證有充足的水分，這樣不會(huì)導(dǎo)致水泥過早變干。因此，試壓件養(yǎng)護(hù)過程中其環(huán)境的相對(duì)濕度盡量保持在90%以上。

要使水泥的水化、凝結(jié)以及硬化的速度加快，可以通過提高環(huán)境溫度來控制。但需要注意的一點(diǎn)事，試壓件的養(yǎng)護(hù)初期其溫度不宜過高，這樣有利于使水泥石均勻分布于混凝土內(nèi)部；如果養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度低于O℃，這樣水泥的水化過程將停止，導(dǎo)致水泥難以凝結(jié)硬化。

4 結(jié)束語(yǔ)

混凝土在建筑工程中的運(yùn)用十分廣泛，其抗壓強(qiáng)度的高低決定著工程的質(zhì)量和安全。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)影響混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度因素的重視，從而確?；炷潦┕べ|(zhì)量，保證整個(gè)建筑工程的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]傅標(biāo).混凝土抗壓強(qiáng)度分布概率密度的參數(shù)估計(jì)[J].新型建筑材料，2005（4）.

[2]孫惠鎬.混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)技術(shù)[M].中國(guó)建材工業(yè)出版社，2006（3）.

[3]吳培明.混凝土結(jié)構(gòu)（上冊(cè)）[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2002（8）.