混凝土性能的影響因素研究

張勇

摘要：指出了在我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程飛速發(fā)展的過(guò)程中，建筑行業(yè)的發(fā)展也是日新月異，尤其是許多大型工程比如我國(guó)的道路建筑與橋梁建筑。研究混凝土的各個(gè)性能并且專門研制出提高其性能的具體措施可為我國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。從混凝土的強(qiáng)度、混凝土的和易性、混凝土的耐久性幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)地論述并且給出了具體的解決方法。

關(guān)鍵詞：混凝土性能；影響因素；混凝土強(qiáng)度；混凝土耐久性

中圖分類號(hào)：TU528.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）16020502

1混凝土強(qiáng)度對(duì)混凝土性能的影響因素

抗壓強(qiáng)度在混凝土中得到了較好的體現(xiàn)，但是混凝土的抗拉性能卻不盡如人意，這是顯而易見(jiàn)的，混凝土的抗拉強(qiáng)度僅在0.06～0.12之間，這對(duì)于目前的建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)還是有些不夠的。這其中混凝土的抗拉劈裂強(qiáng)度根據(jù)公式 f=得混凝土的劈裂強(qiáng)度僅為0.673 P/a2。其中P代表混凝土所能承受的在不破壞它的情況下最大的荷載，單位為牛頓（N）；a為實(shí)驗(yàn)時(shí)所采用的立方體混凝土物件的邊長(zhǎng)，單位為毫米（mm）。目前已知混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的抗拉強(qiáng)度（主要是抗拉劈裂強(qiáng)度），因此在設(shè)計(jì)的一般混凝土中對(duì)于這種混凝土的抗拉強(qiáng)度給與忽略。但是某些建筑物的抗拉強(qiáng)度不能忽略，這一類的建筑物（比如路面的建筑和大橋的建筑）對(duì)于混凝土的抗拉劈裂強(qiáng)度要求較高，因此在設(shè)計(jì)建筑物和在對(duì)其施工時(shí)必須將混凝土的抗拉度抗裂度列入考慮之中，甚至在某些情況下要將這種混凝土的抗拉度列為首要考察指標(biāo)。

1.1會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度造成影響的因素

根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以知道有許多因素均會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度造成影響，但是最主要的影響因素不外乎以下幾點(diǎn)。

1.1.1水泥石（混凝土的主要原料）的強(qiáng)度

作為混凝土的最主要原料，毫無(wú)疑問(wèn)混凝土的強(qiáng)度取決于水泥石的強(qiáng)度。但是水泥石的強(qiáng)度影響因素分為兩部分一部分是礦物組成（這是自然條件與出產(chǎn)地等自然條件有關(guān)）另一部分是孔隙率（這是人為在配置水泥時(shí)所調(diào)節(jié)的灰與水之比）。

1.1.2黏合強(qiáng)度對(duì)混凝土的影響

這里所說(shuō)的黏合強(qiáng)度主要是指骨料和水泥石之間的黏合。水泥強(qiáng)度如果越高，那么混凝土的水灰比就會(huì)越低，這種情況下骨料與水泥石就會(huì)黏合得越好。除此之外，骨料與水泥石之間的黏合程度還與骨料的外部特性有關(guān)，研究中采用控制變量的方法可以得到卵石混凝土的黏合程度高于碎石混凝土。在采用《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)范圍》所提供的回歸系數(shù)后可以得到在卵石混凝土的黏合強(qiáng)度分別為0.47 和0.34 時(shí)，碎石混凝土的黏合強(qiáng)度在同種情況下卻僅為0.44和0.08。

1.1.3對(duì)混凝土的振蕩程度與混合程度對(duì)混凝土的影響

混凝土硬化后的強(qiáng)度還與混合的程度有關(guān)。對(duì)于混合均勻后的混凝土我們不難發(fā)現(xiàn)混凝土的強(qiáng)度不僅較大，而且混凝土混合后的各處強(qiáng)度較為均勻甚至一樣。這種情況在配制水泥時(shí)的水灰比較低的情況下尤其明顯。假使這個(gè)混凝土的水灰比很大時(shí)，這個(gè)混凝土的振蕩效果將不會(huì)得到體現(xiàn)（這是顯而易見(jiàn)的，水泥比如果很大，那么這種混凝土必然會(huì)很稀松），就算不怎么進(jìn)行振蕩，這個(gè)混凝土的流動(dòng)性也會(huì)非常好。另外，必須說(shuō)明的是機(jī)器的振蕩頻率與混合效率均要高于人工水平。

1.1.4混凝土所處的環(huán)境（尤其是溫度和濕度）對(duì)混凝土的影響

混凝土制成后的養(yǎng)護(hù)措施也會(huì)對(duì)日后使用混凝土的強(qiáng)度造成影響。當(dāng)周圍的空氣溫度或地表溫度很高時(shí)會(huì)加速水泥中吸水這一進(jìn)程的加速，可稱之為水化進(jìn)程，這一進(jìn)程會(huì)幫助水泥石的形成，而且此時(shí)如若制成混凝土那么該混凝土的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生急劇變化，向強(qiáng)度更高的方向發(fā)展。當(dāng)然，如果水泥石所處地域氣溫較低時(shí)，混凝土就會(huì)以一個(gè)較慢的速度變硬（需要說(shuō)明的是，若在0℃以上，不論氣溫或高或低，混凝土均會(huì)越來(lái)越硬，強(qiáng)度越來(lái)越大，只是強(qiáng)度變大的速率有所不同罷了，可以近似認(rèn)為混凝土強(qiáng)度變大的速率與氣溫成正比）。在我國(guó)北方寒冷的冬季，氣溫大多在零度以下，這時(shí)混凝土的表面會(huì)出現(xiàn)孔縫，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)變?yōu)槭杷啥嗫捉Y(jié)構(gòu)，這甚至對(duì)于接下來(lái)要討論的耐久性都是極為有害的。

1.1.5混凝土的使用時(shí)間對(duì)混凝土的影響

在一般情況下，在混凝土的硬度未達(dá)到最硬之前，可以大致認(rèn)為混凝土的使用時(shí)間越久?；炷恋膹?qiáng)度也就越大，一般2～6 d后混凝土的強(qiáng)度變硬進(jìn)入黃金時(shí)段，之后的混凝土強(qiáng)度變化速率就會(huì)變緩，預(yù)計(jì)27 d后強(qiáng)度達(dá)到最硬，這種變化曲線可以近似認(rèn)為是類對(duì)數(shù)曲線，這種硬度可以維持?jǐn)?shù)10年之久。

2和易性對(duì)混凝土所造成的影響

一般情況下，和易性是指在使用混凝土?xí)r對(duì)混凝土的一系列操作包括運(yùn)輸，混合，壓實(shí)等步驟后所獲得的最終的混凝土。經(jīng)過(guò)上述一系列步驟后所獲得的混凝土一般質(zhì)量分布均勻。和易性性能不是單獨(dú)一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，而是一項(xiàng)綜合廣泛的評(píng)價(jià)指標(biāo)。它對(duì)于混凝土的各個(gè)性能均有所包含并會(huì)在評(píng)價(jià)中有所體現(xiàn)。這些混凝土獨(dú)有的性質(zhì)可以通過(guò)維波稠度試驗(yàn)和坍落度實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行定量操作予以確定。

2.1水泥石對(duì)混凝土所造成的影響

在進(jìn)行混凝土的攪拌這一工序時(shí)，水泥石會(huì)和水混合，這時(shí)的產(chǎn)物便稱之為水泥漿。水泥漿在混凝土中的具體作用便是在混凝土混合物的表面起到黏合作用與固結(jié)作用。除此之外，水泥漿由于自身較好的流動(dòng)性還會(huì)流入混凝土之間的內(nèi)部孔隙之中，起到填充補(bǔ)充的作用。但是需要注意的是水泥漿的用量一定要適當(dāng)，不能太多也不能太少：如果太多的話便會(huì)造成水泥漿的穩(wěn)定性變?nèi)?，流?dòng)性過(guò)強(qiáng)；但如果太少的話，光是混凝土內(nèi)部的孔隙很可能就填不滿，更不要說(shuō)留在混凝土的外部表面起到黏合與固結(jié)的作用了，這時(shí)的穩(wěn)定性也會(huì)變?nèi)酢?/p>

2.2混凝土含砂率對(duì)混凝土的影響

含砂率是指混凝土的水泥漿中所含砂子的比重?；炷恋暮奥士梢越品磻?yīng)混凝土的粗糙程度，它會(huì)對(duì)水泥漿中的骨料之中的孔隙和混凝土的外部粗糙程度產(chǎn)生重大影響。由于砂子是剛體，當(dāng)水泥漿的含砂率過(guò)高時(shí)不僅會(huì)占用掉大量的水泥漿，也會(huì)造成這層含有砂石的混凝土摩擦力增大，流動(dòng)性變?nèi)?。但是物極必反，當(dāng)混凝土中的含砂率很低時(shí)，也會(huì)對(duì)混凝土的流動(dòng)性造成影響，這時(shí)的砂石就像滾珠軸承，會(huì)增大混凝土的水泥漿之間的流動(dòng)性。由此看來(lái)，只有保持適當(dāng)?shù)暮奥什拍苁沟没炷恋牧鲃?dòng)性在一個(gè)較高的水平上，滿足其它性能（比如混凝土的水泥漿不漏水，混凝土中的較重物不會(huì)形成沉積物而是分布于混凝土內(nèi)部）也保持良好。endprint

2.3混凝土中的含水量對(duì)混凝土所造成的影響

一般用另一種方式來(lái)表示混凝土的含水量——水灰比。混凝土中水泥漿的粘稠度的一個(gè)決定性因素便是水灰比。這個(gè)不難理解，當(dāng)水泥漿中的水灰比較低時(shí)（也就是這是水泥漿的灰所占比例較大），混凝土的粘稠度變大，這是會(huì)造成混凝土的水泥漿流動(dòng)性變差；但是當(dāng)水灰比較高時(shí)，由于水多了，水泥漿的流動(dòng)性固然變好了，但就在同時(shí)也造成了另外的問(wèn)題，比如混凝土中質(zhì)量較重的物體就會(huì)沉積于水泥漿的底部，此外，水泥漿由于黏稠度較小也會(huì)造成外流。因此要盡可能地配制水灰比合適的水泥漿，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中宜配制較為黏稠的水泥漿（也就是水灰比要小一些為好，但也不是越大越好，還要具有一定的流動(dòng)性）。

3耐久性對(duì)混凝土的影響

任何一個(gè)建筑物均要經(jīng)過(guò)時(shí)間與陽(yáng)光與風(fēng)雨的洗禮。當(dāng)建筑物暴露在自然環(huán)境時(shí)，便是對(duì)混凝土的耐久性最直接的檢驗(yàn)?？梢越普J(rèn)為混凝土的耐久性就是指混凝土的耐用性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的物理與化學(xué)作用，混凝土的物理性質(zhì)又有多少發(fā)生了改變，便是指混凝土的耐久性。它主要包括抗凍性，耐腐蝕性和抗?jié)B性。這其中抗?jié)B性是決定性因素?？?jié)B性分為五個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，和混凝土內(nèi)部的孔隙就越少。目前已知較為有效地提高抗?jié)B性的方法為提高混凝土的水灰比，再攪拌混合時(shí)盡可能均勻。此外抗凍性是指在混凝土經(jīng)過(guò)寒冷低溫，并且經(jīng)過(guò)解化之后保持原來(lái)性質(zhì)的能力。質(zhì)量分布越均勻的混凝土，其抗凍性也就越好。據(jù)此，筆者提出了幾點(diǎn)建議：在不摻雜硅石的情況下適當(dāng)?shù)亟档退冶龋炷镣旯で耙M(jìn)行補(bǔ)氣處理，如果可能的話使用富含硅酸鹽成分的水泥。最后一個(gè)耐腐蝕性主要是指混凝土對(duì)于化學(xué)反應(yīng)地惰性。由于混凝土中或多或少地均會(huì)含有硅酸鹽成份并且呈酸性，因此在選用骨料時(shí)要避免選用強(qiáng)堿性金屬骨料（比如氧化鈉，氧化鉀骨料）。

4結(jié)語(yǔ)

研究對(duì)混凝土性能造成影響的因素，會(huì)有助于人們對(duì)混凝土構(gòu)件的破壞做好準(zhǔn)備。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，如何采取相應(yīng)的措施會(huì)有幫助。此外，混凝土更多性能的影響因素還需要通過(guò)不斷地實(shí)踐來(lái)完成，對(duì)影響因素有一個(gè)正確地掌握，會(huì)對(duì)提高混凝土的性能更加有幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]

阿依努爾·麥提薩迪克. 硬性混凝土強(qiáng)度的主要因素及其提高措施[J] 中國(guó)建筑科學(xué)，2011（5）：3～4.

[2]李小鵬. 混凝土性能影響因素分析[J] 建筑工程，2014（3）：17～18.

[3]周文宇. 淺析影響混凝土性能的因素 [J] 中國(guó)建筑科學(xué)，2015（7）：42～44.

[4]毛鳳麗，程娜，未永剛.綠色建材機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用研究[J].綠色科技，2016（18）：134～135，137.

[5]席鵬.水灰比對(duì)再生混凝土抗壓強(qiáng)度影響的研究[J].綠色科技，2014（2）：268～270.endprint