建筑工程混凝土強(qiáng)度影響分析

李傳景

摘 要：隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)施工技術(shù)水平的不斷提高以及改革制度的不斷完善，建筑市場(chǎng)對(duì)建筑安全和質(zhì)量問(wèn)題越發(fā)重視，因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求越來(lái)越高?；炷两Y(jié)構(gòu)因其有良好的可塑性，耐火、耐久性好，因此是最常見(jiàn)的建筑材料?，F(xiàn)如今，混凝土被廣泛使用，其強(qiáng)度高低對(duì)施工質(zhì)量有十分重要的影響。鑒于此，筆者認(rèn)為有必要對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行深入了解，對(duì)其影響因素進(jìn)行分析，并對(duì)提高其強(qiáng)度提出幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：混凝土強(qiáng)度;影響;分析;建議

混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料，其構(gòu)筑物都是用于承載建筑荷載或者抵抗各種作用力的，建筑強(qiáng)度的高低決定了混凝土質(zhì)量的好壞。建筑工程對(duì)混凝土的性能要求主要是體現(xiàn)在它的力學(xué)性能，這往往和它的強(qiáng)度有著密切聯(lián)系?；趯?duì)混凝土強(qiáng)度的認(rèn)知，下面對(duì)影響其強(qiáng)度的各種因展開討論素。

1混凝土強(qiáng)度內(nèi)容

混凝土主要由粗細(xì)骨料、膠凝水泥、水以及外加劑等材料組成，其結(jié)構(gòu)包括骨料、硬化水泥漿體及二者之間的界面過(guò)渡區(qū)。尤其是該界面過(guò)渡區(qū)，受混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力影響很大。因此，為了保證施工質(zhì)量，必須將這些組成材料按一定比例進(jìn)行混合攪拌，得到目標(biāo)混凝土材料。如果出現(xiàn)混凝土材料硬化的現(xiàn)象，可以通過(guò)添加外加劑的方式改善材料的硬度，以便達(dá)到滿足工程建設(shè)的要求。

混凝土強(qiáng)度的種類主要有以下幾種類型，下面展開闡述。

1.1立方體抗壓強(qiáng)度

為了得到更具有實(shí)際意義的測(cè)算結(jié)果，要選擇不同尺寸的試件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)立方體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)分析。在這個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，我們要選擇最大粒徑的粗骨料，并注意測(cè)算系數(shù)的換算以及試件尺寸，才能保證不會(huì)影響抗壓強(qiáng)度的測(cè)算值。從測(cè)算結(jié)果來(lái)看，我們可以得出結(jié)論：立方體抗壓強(qiáng)度隨著試件尺寸的增大而逐漸減小。

1.2軸心抗壓強(qiáng)度

上述立方體抗壓強(qiáng)度的測(cè)算結(jié)果無(wú)法直接作為實(shí)際施工過(guò)程中判斷混凝土抗壓強(qiáng)度的依據(jù)。原因在于，混凝土試件一旦受到壓力，就會(huì)沿壓方向同時(shí)發(fā)生縱向變形和橫向變形。變形會(huì)使得試件的結(jié)構(gòu)被破壞，其上下部分則分別出現(xiàn)較為完整的棱錐體，二者之間存在相互約束力。這個(gè)過(guò)程也叫環(huán)箍效應(yīng)，導(dǎo)致試件抗壓強(qiáng)度值會(huì)高于實(shí)際值。

1.3軸心抗拉強(qiáng)度

一般來(lái)說(shuō)，混凝土的抗拉強(qiáng)度相較于抗壓強(qiáng)度來(lái)說(shuō)很小，強(qiáng)度甚至只達(dá)到抗壓強(qiáng)度的1/10至1/20，后期還會(huì)隨抗壓強(qiáng)度的增加不斷降低。當(dāng)混凝土受到拉力作用時(shí)，即使很小的變形也會(huì)導(dǎo)致開裂，所以一般是由鋼筋承擔(dān)混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力，與混凝土本身的抗拉強(qiáng)度無(wú)關(guān)。所以，混凝土的抗拉強(qiáng)度可以用來(lái)判斷混凝土是否具有良好的抗裂度、混凝土與鋼筋的粘結(jié)度是否達(dá)到要求。

1.4軸心抗折強(qiáng)度

混凝土的軸心抗折強(qiáng)度也就是其彎曲抗拉強(qiáng)度，一旦混凝土發(fā)生了彎曲破壞，就意味著混凝土結(jié)構(gòu)被破壞。生活中常見(jiàn)的彎曲破壞現(xiàn)象有路面、橋梁以及建筑工程中的梁、板、柱等，特點(diǎn)在于當(dāng)出現(xiàn)彎曲破壞時(shí)不會(huì)出現(xiàn)明顯的特征，這是因?yàn)榛炷帘旧頁(yè)碛写嘈裕虼艘脖环Q為抗折強(qiáng)度。實(shí)際建筑工程中，抗折強(qiáng)度一般作為道路和機(jī)場(chǎng)路面項(xiàng)目中控制混凝土強(qiáng)度的指標(biāo)。

2影響混凝土強(qiáng)度的因素

我們知道，骨料和硬化水泥漿體形成的界面過(guò)渡區(qū)是混凝土最薄弱的部位，一旦混凝土遭到破壞，作用力就會(huì)直接受力在這個(gè)分界面上。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度很低時(shí)，由于混凝土中骨料強(qiáng)度相對(duì)于水泥石和粘結(jié)面強(qiáng)度來(lái)說(shuō)高很多，因此混凝土本身的結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，而骨料先遭到破壞的可能性不高。由此可見(jiàn)，混凝土強(qiáng)度的大小不僅取決于水泥石和粘結(jié)面強(qiáng)度，還受水泥強(qiáng)度、水灰比及骨料自身性質(zhì)的影響。此外，混凝土的強(qiáng)度還與施工技術(shù)、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量等有關(guān)。

2.1原材料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

2.1.1水泥強(qiáng)度

混凝土的關(guān)鍵制作材料是水泥，因而混凝土強(qiáng)度的高低取決于水泥強(qiáng)度的大小。對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行多次試驗(yàn)可以得出結(jié)論，當(dāng)其他影響因素不變的條件下，水泥強(qiáng)度越高，其和骨料的黏結(jié)效果越好，配置得到的混凝土強(qiáng)度也越高。另外，水泥的礦物成分和比例也會(huì)影響水泥強(qiáng)度的大小，這是由礦物成分中C2S的后期強(qiáng)度和C3S的前期強(qiáng)度決定的。水泥礦物成分和比例的不同可以配置出不同強(qiáng)度的水泥。以硅酸鹽水泥為例，影響其強(qiáng)度的主要化學(xué)成分是C2S、C3S，當(dāng)這兩種化學(xué)成分的體積分?jǐn)?shù)發(fā)生變化時(shí)，其抗壓強(qiáng)度也隨之對(duì)應(yīng)發(fā)生變化。具體如圖1所示，曲線1和曲線2分別代表的是C2S、C3S兩種不同體積分?jǐn)?shù)的水泥。

由上圖可知，當(dāng)C2S體積分?jǐn)?shù)較高時(shí)，水泥抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間的增加，增長(zhǎng)速度逐漸減小;當(dāng)C3S體積分?jǐn)?shù)較高時(shí)，水泥抗壓強(qiáng)度和C2S的增長(zhǎng)變化相同。二者都是前期增長(zhǎng)較快，后期逐漸趨于平緩。另外，水泥細(xì)度也會(huì)影響水泥強(qiáng)度的大小，水泥細(xì)度越小，水化速率越快。這就是為什么前期水泥抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率快的原因。

2.1.2粗細(xì)骨料

骨料又叫做集料，是混凝土的重要組成部分，根據(jù)粒徑的不同可以分為粗、細(xì)兩種骨料。二者區(qū)分是以粒徑5mm為界限，粒徑小于5mm的稱之為細(xì)骨料，大于5mm的則稱之為粗骨料。骨料由砂、碎石、卵石三個(gè)部分組成，強(qiáng)度比混凝土強(qiáng)度大，所以不會(huì)影響混凝土強(qiáng)度。由于骨料穩(wěn)定性低，容易受外力影響出現(xiàn)變形，使得混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，在施工過(guò)程中需要對(duì)骨料的形狀提出相應(yīng)要求。骨料表面的清潔度會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，當(dāng)骨料表面出現(xiàn)粘附石粉的現(xiàn)象時(shí)，其粒徑無(wú)法使石粉完全脫離，會(huì)讓骨料與水泥漿之間的形成一個(gè)結(jié)合層，導(dǎo)致二者之間的黏結(jié)性存在一定差異，同時(shí)，混凝土強(qiáng)度降低，這點(diǎn)對(duì)混凝土的抗彎強(qiáng)度影響較大。另外，在進(jìn)行混凝土攪制時(shí)對(duì)骨料的級(jí)配做好充分考慮，應(yīng)該在保證做好混凝土級(jí)配工作的基礎(chǔ)上，利用少量的水控制混合料的性能，可以得到滿足施工強(qiáng)度要求的混凝土。

2.1.3水

水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響因素主要是水中的有害雜質(zhì)。有害雜質(zhì)會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，降低混凝土質(zhì)量。例如，硫酸根離子和碳酸根離子會(huì)延長(zhǎng)鈣礬石結(jié)晶的長(zhǎng)度，海水中的氯離子可以加快混凝土的早凝，且對(duì)混凝土有腐蝕性。

2.1.4外加劑

外加劑可以改善混凝土的性能，通常是在混凝土攪拌時(shí)加入。一般根據(jù)各個(gè)建筑工程的需求來(lái)決定是否添加，例如冬季溫度低，對(duì)混凝土的施工要求是要有較高的早期強(qiáng)度;各類建筑物則要求混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性。這些要求都可以通過(guò)在混凝土中添加外加劑得到實(shí)現(xiàn)。但是需要注意一點(diǎn)，對(duì)外加劑的使用要控制得當(dāng)，否則很容易導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，建筑結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。

2.2水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

水泥強(qiáng)度確定后，水灰比由于可以決定孔隙率的大小，因此決定了混凝土強(qiáng)度的大小。水灰比越小，孔隙率就越小，混凝土的強(qiáng)度則越大，混凝土和骨料之間的粘結(jié)效果就越好。由此可見(jiàn)，水灰比大小直接影響的是混凝土的孔隙體積，間接決定了混凝土強(qiáng)度。另外，當(dāng)水灰比較小的情況下對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，混凝土的和易性會(huì)很差導(dǎo)致振搗不充分。因此，當(dāng)水灰比偏大時(shí)，混凝土的強(qiáng)度會(huì)降低，反之亦然。由此可見(jiàn)，要得到最佳水灰比，就要保證混凝土的振搗方式和配合比。

2.3施工技術(shù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

施工技術(shù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響可以總結(jié)為以下三個(gè)方面：第一，模板工程質(zhì)量。當(dāng)模板或支架在施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和施工質(zhì)量得不到保證，所以施工技術(shù)人員在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)必須要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工作業(yè)。第二，混凝土澆筑質(zhì)量。首先，混凝土的澆筑要保持均勻攪拌。其次，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，當(dāng)出現(xiàn)混凝土表面出現(xiàn)泛漿情況時(shí)要立刻停止振搗。第三，拆模質(zhì)量。拆模要在混凝土強(qiáng)度滿足施工質(zhì)量要求的前提下才能進(jìn)行，在拆模過(guò)程要保護(hù)好混凝土表面不受破壞。

2.4養(yǎng)護(hù)質(zhì)量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)對(duì)提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和混凝土強(qiáng)度包括以下幾方面：第一，嚴(yán)格控制溫度和濕度，二者發(fā)生的水化反應(yīng)會(huì)間接影響混凝土的強(qiáng)度。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，水化反應(yīng)加劇，此時(shí)水化物充分?jǐn)U散，混凝土強(qiáng)度由此提高。另外，濕度會(huì)影響水化反應(yīng)的速率，如果濕度達(dá)不到一定標(biāo)準(zhǔn)，水化反應(yīng)就無(wú)法正常進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度得不到保障。第二，混凝土齡期，混凝土強(qiáng)度會(huì)隨著齡期的不斷增長(zhǎng)逐漸增加。但由于不同階段的增速不同，如果不能讓混凝土齡期達(dá)到施工要求，則難以開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，混凝土強(qiáng)度會(huì)受到嚴(yán)重影響。

3提高混凝土強(qiáng)度的措施

3.1加強(qiáng)材料控制

施工材料對(duì)混凝土強(qiáng)度有重要影響，必須加強(qiáng)對(duì)材料的控制，以便達(dá)到施工要求。第一，必須保證混凝土材料的性能可以滿足施工要求，在經(jīng)濟(jì)、安全原則下選擇施工材料，加強(qiáng)材料管理。第二，嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)施工材料的質(zhì)量，做好質(zhì)檢工作，經(jīng)檢驗(yàn)合格的材料才可以投入使用。另外，技術(shù)人員要做好監(jiān)督工作，保證所有被投入施工的混凝土材料的都符合施工要求。

3.2優(yōu)化施工工藝

現(xiàn)代科技水平的投入使用使得混凝土的施工工藝也得到了進(jìn)一步優(yōu)化。新型施工工藝的應(yīng)用大大改善了混凝土的強(qiáng)度，現(xiàn)在對(duì)施工過(guò)程提出幾點(diǎn)建議。第一，要合理設(shè)計(jì)混凝土材料的配合比，這對(duì)提高混凝土強(qiáng)度的耐久性、經(jīng)濟(jì)性有積極作用。要選擇合適的混凝土材料、合理的混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及挑選級(jí)配合格的粗細(xì)集料，并嚴(yán)格控制水灰比和砂率。第二，要根據(jù)理論計(jì)算和試驗(yàn)得出的結(jié)論修正施工的配合比。如果試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際施工存在一定的差異，那么設(shè)計(jì)人員和施工人員必須做好技術(shù)交底。同時(shí)，技術(shù)人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土的施工作業(yè)做好督促，才能得到符合施工強(qiáng)度要求的混凝土材料。

3.3加強(qiáng)施工技術(shù)養(yǎng)護(hù)

施工技術(shù)的好壞對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響很大，因此在施工過(guò)程中必須加強(qiáng)施工技術(shù)的養(yǎng)護(hù)，采用先進(jìn)技術(shù)，做好施工管理工作。在面對(duì)施工過(guò)程中碰到的問(wèn)題，首先要進(jìn)行全面分析，找出問(wèn)題所在，最后針對(duì)性地提出解決方案。在施工過(guò)程中，要對(duì)混凝土模板進(jìn)行檢查，確保模板可以達(dá)到施工質(zhì)量要求;在進(jìn)行澆筑施工時(shí)，要加強(qiáng)設(shè)備應(yīng)用，把控振搗時(shí)間，避免出現(xiàn)意外狀況;在進(jìn)行拆模時(shí)，為了避免混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，要做好結(jié)構(gòu)保護(hù)工作，嚴(yán)格按照持荷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè);最后，要嚴(yán)格控制混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度、濕度，對(duì)各齡期混凝土的強(qiáng)度表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤記錄，適宜調(diào)整養(yǎng)護(hù)條件，合理選擇養(yǎng)護(hù)措施。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)對(duì)工程質(zhì)量有重要影響的系統(tǒng)性工程，要考慮到影響其各種因素的共同作用。因此，在施工過(guò)程中，必須對(duì)影響混凝土強(qiáng)度的各個(gè)因素進(jìn)行分析，從混凝土的施工材料、工藝、養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行有效控制，并針對(duì)性地給出適宜的防護(hù)措施，讓混凝土的強(qiáng)度可以滿足設(shè)計(jì)要求和工程質(zhì)量需要。

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