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摘要:本文主要从水泥的强度、水灰比、骨料、养护条件及龄期、振捣密实等几个方面简要阐述对混凝土强度的影响,为提高混凝土强度在设计、施工及试验中提供一些参考。
关键词:混凝土强度;影响因素。
引言
随着建筑业科技水平不断提高,当今对混凝土的工作性能、强度指标、耐久性等有了更高的要求,强度是混凝土重要的力学性能,混凝土强度在混凝土建筑工程质量中也就至关重要。混凝土的强度愈高,其刚性、不透水性、抵抗风化和侵蚀性的能力就愈高,而强度高的同时,干缩也较大。使建筑工程质量易裂、较脆。因此,我们在配制混凝土时,应首先根据工程设计要求、环境条件、工程的特性,注意避免影响混凝土强度的因素。
一、 水泥强度和水灰比的影响
配制混凝土所采用的水泥品种、强度、等级,应根据环境条件和工程特性合理选择。水泥作为胶凝材料,对混凝土的各种性能具有关键影响。水泥强度等级愈高,则硬化水泥石的强度愈高,对骨料的胶结力就愈强,配制的混凝土强度就愈高。因此,设计强度等级高的混凝土相应使用强度等级高的水泥,同时应考虑最好首选水泥的平均强度较稳定而离散系数小,这样不但可以降低混凝土的水泥用量,有利于混凝土的质量控制,从而保证了混凝土的质量。
混凝土中掺加的拌合水,除满足水泥水化需要外,再就是使混凝土获得必要的施工性能,水泥水化需要的水约为水泥重量的1/4,水灰比0.25,而其余的水都是为了满足施工需要。水灰比适度大有利于混凝土拌合物泵送,但水灰比过大,容易造成混凝土拌合物离析和流浆、影响粘聚性,不利于泵送,同时还会引起混凝土耐久性降低,密实度和强度降低。水灰比愈小,水泥石的强度愈高,与骨料的粘结力愈大、混凝土的强度就愈高,但若水灰比过小,拌合物过于干硬,在一定的捣实成型条件下,无法保证浇灌质量,混凝土将出现较多的蜂窝孔洞,强度也将下降。当混凝土混合料充分捣实时,混凝土的强度随水灰比的降低而提高。因此,在拌制混凝土时,应控制好水灰比。
二、 骨料的影响
骨料在混凝土中,主要起到骨架的作用,骨料的级配和质量,不但对混凝土的和易性有很大影响,而且对混凝土强度也有影响。骨料的级配和粒形好,砂率适当时,混凝土强度就高。因级配好质地坚硬的骨料,由于其总比表面积和孔隙相对较小,不但节约水泥,还能增加混凝土的密实度和强度,特别是在高强度混凝土中,骨料对强度的影响就更大。粗骨料的表面特征如:表面粗糙、多棱角的碎石,能增大骨料与水泥浆的粘结力。若混凝土中骨料级配不好,骨料的颗粒型状中针片状含量多、粒径过大、结构不好、含水率变化大、泥含量高、有害物质等都会降低混凝土的强度。因此,在配制混凝土时,应根据现场骨料的质量监测,适当调整配合比,保证混凝土的质量。
三、 养护条件及龄期的影响
混凝土强度在浇筑后,是一个渐进的发展过程,发展的程度和速度取决于水泥的水化状况,而温度和湿度是影响水泥水化速度和水化程度的重要因素,混凝土在硬化过程中,由于水泥水化需要保持一定的湿度。如环境干燥,湿度不够,会导致混凝土失水,不能充分水化使混凝土结构不密实,产生干缩、裂缝。严重影响混凝土强度和耐久性。因此,在混凝土浇筑完毕后,应及时养护,且养护到规定龄期,否则会使混凝土结构工程的质量受到影响,混凝土出现裂缝,降低了混凝土强度和耐久性。在施工过程中,应根据混凝土的初凝时间适时抹平,并在混凝土初凝后进行覆盖,在混凝土终凝后用水保湿养护,冬季寒冷时,应加强保温养护,防止表面冻伤。一般当混凝土相对湿度低于80%或温度低于0℃时,强度增长几乎停止,因当温度过低时,混凝土中的水分大部分已结冰,水泥颗粒不但不能与冰发生化学反应,而且孔隙内水分结冰会引起混凝土结构膨胀,产生破坏性的膨胀力。若温度忽高忽低时,反复冻融,混凝土内部的微裂逐渐增长、扩大,使混凝土强度逐渐降低,表面出现剥落甚至混凝土完全崩溃。因此,应注意环境条件的防护。正常条件下,混凝土的强度将随着龄期的增长而不断发展,一般7天-14天内,强度发展较快,28天可达到混凝土设计强度要求值。28天后,强度仍在发展,但增长速度很慢,2-3年后强度将停止增长。在水工混凝土中,有的强度设计龄期采用60天或90天。一般加强混凝土早期养护对混凝土强度的增长有很显著作用。
四、 振捣密实对混凝土强度的影响
振捣是浇筑混凝土的一个重要环节,其目的是使混凝土拌和物施加外力,抵消其内聚力,使各种材料相互贴紧位移、渗透,排除空气,形成均匀密实的混凝土结构或构造物,以其达到最高强度。振捣一般分为人工捣实和机械振实两种。人工捣实因弊端很多,很少采用,主要采用机械振实,选择适当的振幅,振幅的大小与混凝土拌和物颗粒尺寸大小及流动度有关,若振幅过小,难以达到密实效果,振幅过大则发生振动不和谐,使混凝土出现分层现象,按照不同参数的振动器和混凝土拌和物的流动性及结构特征,决定振动时间,如振动时间太短,则密实效果不好,相反,振动时间过长,会使颗粒大的石子沉底浆体浮到上部,出现离析现象,造成混凝土结构上下不均匀,降低混凝土强度。因此,应根据混凝土拌和物的特点和流动性,适当选择振动时间,使混凝土拌和物能紧密的充满模型,排除混凝土中的气泡,减少内部孔隙,提高混凝土的密实度,从而提高混凝土强度和耐久性。
结语
本文提出并总结了影响混凝土强度的几大因素。除以上因素外,影响混凝土强度的因素是多方面的,故在混凝土结构设计、混凝土配合比设计及试验检测、施工养护过程中,应注意避免以上因素的影响,可以从几个方面采取措施:采匹配强度等级的号水泥,尽可能降低水灰比,采用混凝土外加剂和掺合料;采用机械搅拌和振捣;根据施工环境条件,加强混凝土早期的养护,不断提高混凝土的强度。
参考文献
混凝土学 中国建筑工业出版社
建筑材料科学 高等教育出版社
混凝土 中国建筑工业出版社