影響混凝土強(qiáng)度的成因分析

楊楚彬

(中山市潤(rùn)田混凝土有限公司 528478)

影響混凝土強(qiáng)度的成因分析

楊楚彬

(中山市潤(rùn)田混凝土有限公司 528478)

混凝土是廣泛應(yīng)用的建筑材料。通過(guò)選材、配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)等手段，可制備出性能優(yōu)良、功能各異、不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。但因原材料、生產(chǎn)控制、養(yǎng)護(hù)等多種因素影響，混凝土質(zhì)量總會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。近幾個(gè)月來(lái)，我公司混凝土強(qiáng)度波動(dòng)較大，我們通過(guò)對(duì)公司的水泥和三種不同的粉煤灰試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及不同材料的凈漿、砂漿和混凝土進(jìn)行試驗(yàn)分析，找出影響混凝土強(qiáng)度波動(dòng)的原因，以便制定相關(guān)的控制措施。

混凝土；強(qiáng)度；水泥；粉煤灰

1. 水泥質(zhì)量的影響

水泥是混凝土中的膠結(jié)材料，是混凝土最重要組分，它在混凝土中約占總體積的10%-15%。水泥強(qiáng)度是決定混凝土強(qiáng)度最關(guān)鍵的因素，而水泥本身的物理指標(biāo)決定了強(qiáng)度。

試驗(yàn)選用我公司使用的華潤(rùn)水泥與市面上粵秀牌水泥進(jìn)行對(duì)比，兩種水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)完全一樣。

1.1 水泥比表面積分析

生產(chǎn)用華潤(rùn)水泥比表面積：402 m2/kg；粵秀牌水泥：360 m2/kg很顯然，華潤(rùn)水泥比表面積大，顆粒偏細(xì)。

1.2 水泥顆粒級(jí)配分析

水泥顆粒級(jí)配的微觀分析，樣品送往華南理工大學(xué)委托檢驗(yàn)，從兩種水泥顆粒級(jí)配對(duì)比分布圖表明：華潤(rùn)水泥的粒徑過(guò)細(xì)，級(jí)配不均勻，顆粒集中在5μm附近，其中小于5.19μm粒徑的占59.22%，粒徑單一，在微觀上，顆料之間空隙率大；粵秀牌水泥，水泥粒徑范圍較大，粒徑級(jí)配相對(duì)較好，在微觀上，顆粒之間能相互填充，空隙率小，因此華潤(rùn)水泥的粒徑分布使得水泥早期水化充分，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)不足。

1.3 水泥膠砂強(qiáng)度對(duì)比分析

華潤(rùn)水泥：3天強(qiáng)度為31.1 MPa，28天強(qiáng)度為52.3 MPa；粵秀水泥：3天強(qiáng)度為33.4MPa ，28天強(qiáng)度為57.3 MPa；試驗(yàn)表明：華潤(rùn)水泥的強(qiáng)度富余系數(shù)明顯低于粵秀牌水泥。華潤(rùn)水泥還存在早期強(qiáng)度高，后期增長(zhǎng)率小的現(xiàn)象，這與顆粒分布的試驗(yàn)結(jié)果一致。

2. 粉煤灰質(zhì)量的影響

粉煤灰是一種火山灰質(zhì)混合材料，表面光滑呈球形，主要以玻璃體存在。粉煤灰的活性，主要取決于玻璃體的含量，以有無(wú)定形的氧化鋁和氧化硅的含量，而粉煤灰的細(xì)度和需水量比也是影響活性的兩個(gè)主要物理因素。粉煤灰性質(zhì)變異因素很多，因此在使用粉煤灰制備混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)粉煤灰物理性質(zhì)及化學(xué)成分進(jìn)行分析，以便于確定粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用品種和摻量，從而達(dá)到改善混凝土和易性，提高混凝土后期強(qiáng)度，降低混凝土成本的目的。對(duì)我公司常用的神灣灰、九江灰、珠海粉煤灰進(jìn)行了如下統(tǒng)計(jì)分析：

2.1 粉煤灰各項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

活性指數(shù)：試樣總數(shù)88，合格數(shù)58，合格率65.9%

細(xì)度：試樣總數(shù)88，合格數(shù)69，合格率78.4%

需水量比：試樣總數(shù)88，合格數(shù)62，合格率70.5%

可以看出：三個(gè)月88個(gè)樣品中粉煤灰的各項(xiàng)指標(biāo)合格率都比較低。2.2不同粉煤灰與混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)比分析（相同配合比試驗(yàn)法）

A、神灣灰：7天抗壓強(qiáng)度為29.1 MPa；28天抗壓強(qiáng)度為38.7 MPa；

B、九江灰：7天抗壓強(qiáng)度為30.3 MPa；28天抗壓強(qiáng)度為38.1 MPa；

C、神灣灰：7天抗壓強(qiáng)度為28.9 MPa；28天抗壓強(qiáng)度為42.6 MPa；

試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，珠?；易詈茫渌麅煞N粉煤灰強(qiáng)度較接近，從7天到28天強(qiáng)度增長(zhǎng)來(lái)看，珠?；业暮笃趶?qiáng)度增長(zhǎng)比其他兩種灰強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯高。

通過(guò)對(duì)粉煤灰的試驗(yàn)分析得出，粉煤灰對(duì)混凝土的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響非常明顯；粉煤灰強(qiáng)度活性不穩(wěn)定，給混凝土后期強(qiáng)度的波動(dòng)帶來(lái)了顯而易見(jiàn)的影響。

3. 骨料質(zhì)量的影響

砂石作為混凝土中的骨料，其質(zhì)量的差異也直接影響混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。為判定骨料對(duì)混凝土的影響我們采用相同配合比中不同集料替換方法進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，

A、 砂石都為生產(chǎn)樣品：7天抗壓強(qiáng)度為28.5MPa，28天抗壓強(qiáng)度為37.1 MPa；

B、 砂子用外來(lái)樣替換：7天抗壓強(qiáng)度為30.8MPa，28天抗壓強(qiáng)度為40.6 MPa；

C、 石子用外來(lái)樣替換：7天抗壓強(qiáng)度為29.3MPa，28天抗壓強(qiáng)度為38.4 MPa；

試驗(yàn)顯示，替換生產(chǎn)用砂子，混凝土28d強(qiáng)度明顯提高，替換石子對(duì)混凝土強(qiáng)度影響較小，說(shuō)明砂子質(zhì)量直接影響混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。

從實(shí)際生產(chǎn)的骨料中我們還發(fā)現(xiàn)下述情況：

1)骨料中細(xì)粉料和石粉量偏多造成混凝土級(jí)配不合理，且混凝土粘性較大，需水量高，且細(xì)粉料分布不均勻，生產(chǎn)過(guò)程很難控制?；炷疗屏押螅炷猎噳K斷裂層有分布在石子和漿料的粘接部位，可能是石子表面石粉過(guò)高導(dǎo)致。

2）粗骨料中帶入的石粉和細(xì)骨料中的含泥量，在混凝土拌合時(shí)，吸附外加劑，造成外加劑摻量的顯著變化。如果生產(chǎn)控制中不能及時(shí)調(diào)整，將造成混凝土減水劑摻量時(shí)多時(shí)少，用水量時(shí)大時(shí)小，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。

3.水泥、粉煤灰及混凝土強(qiáng)度關(guān)系

圖1 C30混凝土：水泥、粉煤灰、混凝土富余系數(shù)關(guān)系圖

由上圖可知，混凝土富余系數(shù)變化范圍較大 ，混凝土富余系數(shù)從0.9%-1.5%，強(qiáng)度波動(dòng)大，強(qiáng)度的增長(zhǎng)和穩(wěn)定水平與水泥強(qiáng)度的富余系數(shù)、粉煤灰的品質(zhì)有著極大的正相關(guān)。

綜上所述，我公司混凝土強(qiáng)度富余不足的原因如下：

1、生產(chǎn)用水泥富余強(qiáng)度偏低，水泥細(xì)度顆粒分布不合理，細(xì)粉集中，導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度正常而后期強(qiáng)度增長(zhǎng)不理想；

2、集料中，砂的含泥量波動(dòng)比較大，減水劑的用量、單位用水量都無(wú)法準(zhǔn)確控制，導(dǎo)致混凝土生產(chǎn)時(shí)水膠比失控，從而造成混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)；

3、在強(qiáng)度等級(jí)高的混凝土中，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)更不理想，除了上述原因外，還存在著石子壓碎值不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致試件受壓時(shí)從石子中間破壞。

4、粉煤灰的影響。市場(chǎng)上的粉煤灰質(zhì)量參差不齊，粉煤灰中玻璃體的含量多少直接決定粉煤灰的質(zhì)量，而粉煤灰的活性直接影響混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)。

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1007-6344（2016）03-0326-01

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