淺析影響水泥混凝土強度的因素

余　瓊　陳　豐

摘 要：本文通過理論分析從水泥、水灰比、粗集料、細集料、混凝土工藝、混凝土施工技術等幾個方面簡要闡述影響水泥混凝土強度的幾個主要因素，為水泥混凝土結構的設計、施工及試驗分析提供一些思路。

關鍵詞：水泥混凝土；強度；影響因素

混凝土是目前世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、橋梁和隧道工程、水利及特種結構的建設領域中發(fā)揮著不可替代的作用。任何混凝土結構物主要都是用于承受荷載或抵抗各種作用力，強度是混凝土最重要的力學性能。通常用強度來評定和控制混凝土的質(zhì)量以及評價各種因素影響程度的指標。本文就影響水泥混凝土強度的因素做簡單的分析。

1 水泥對混凝土強度的影響

水泥混凝土中的活性成分，其強度大小直接影響著混凝土強度的高低?；炷量箟簭姸扰c混凝土使用的水泥強度成正比，在配合比相同的情況下，所使用的水泥強度越高，制成的混凝土強度越高。水泥混凝土的影響取決于水泥的化學成分及細度。水泥強度主要來自于早期強度及后期強度，而且這些影響貫穿于混凝土中。用早期強度較高的水泥來制作混凝土，其強度增長較快，但在后期可能以較低的強度而告終。而無論通過改變成分、養(yǎng)護條件或者利用外加劑而比較緩慢地水化，都可使水泥產(chǎn)生較高的最終強度。

水泥細度對混凝土強度的影響也很大。隨著細度增加，水化速率增大，就導致較高的強度增長率。但應避免細磨粉的含量。因為當顆粒很細時，間隙水可引起一些高W/C區(qū)域。

而水泥質(zhì)量的波動對混凝土強度的影響,應引起注意。水泥廠生產(chǎn)的同一品種同一標號的水泥，不可避免地會在質(zhì)量上有波動。水泥質(zhì)量的波動，毫無疑問地在混凝土強度上反映出來。采用具有相同平均強度而離散系數(shù)小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥質(zhì)量波動大多是由于水泥細度和早期強度的差異引起的。而這些因素在早期的影響最大。隨著時間的延長其影響就不再是最重要的了。即水泥質(zhì)量波動引起的混凝土強度的標準離差，不隨齡期而增大，但混凝土強度的離散系數(shù)卻因強度隨齡期的增大而減小。因此，水泥質(zhì)量波動對混凝土早期強度影響大。

2 水灰比對混凝土強度的影響

從混凝土強度表達式也看出，C/W即水灰比也與混凝土強度成正比，即水灰比越小，混凝土強度越高；水灰比越大，混凝土強度越底。水灰比和混凝土的搗實程度，兩者都對混泥土體積有影響，水灰比-孔隙率關系無疑是最重要的因素。它影響著水泥漿基體和粗骨料間過渡區(qū)這兩者的孔隙率，水泥在水化過程中的孔隙率取決于水灰比，水灰比和混凝土的振搗密實程度兩者都對混凝土體積有影響，充分密實的混凝土在任何水灰比程度下的毛細管空隙率由水灰比所確定。當混泥土混合料能被充分搗實時，混凝土的強度隨水灰比的降低而提高。在使用同種水泥的情況下，水灰比越小，與骨料粘結力越大，混凝土強度越高。

3 粗集料對混凝土強度的影響

集料極重要的參數(shù)是集料的形狀、結構、最大尺寸及級配。集料本身的強度不太重要，因為集料強度一般都要高于混凝土的設計抗壓強度。在承載時混凝土中集料所能承受的應力大大超過混凝土的抗壓強度。

骨料顆粒強度比混凝土基體和過渡區(qū)的強度要大。大多數(shù)天然骨料，其強度幾乎不被利用，因為破壞決定于其它兩項（水泥漿基體及過渡區(qū)）。一般而言，強度和彈性模量高的集料可以制得質(zhì)量好的混凝土。但過強、過硬的集料不但沒有必要，相反，還可能在混凝土因溫度或濕度等原因發(fā)生體積變化時，使水泥石受到較大的應力而開裂。

骨料顆粒的粒形、粒徑、表面結構和礦物成分，往往影響混凝土過渡區(qū)的特性，從而影響混凝土的強度。

級配良好的粗骨料改變其最大粒徑對混凝土強度有著兩種不同的影響。水泥用量和稠度一樣時，含較大骨料粒徑混凝土拌和物比含較小粒徑的強度小，其集料的表面積小，所需拌和水較少，較大骨料趨于形成微裂縫的弱過渡區(qū)，其最終影響隨混凝土水灰比和所加應力而不同。在低水灰比時，降低過渡區(qū)孔隙率同樣對混凝土強度一開始就起重要作用。在一定拌和物中，水灰比一定時抗拉強度與抗壓強度之比將隨粗骨料粒徑的降低而增加。試驗表明，增加骨料粒徑對高強混凝土起反作用，低強度混凝土在一定水灰比時，骨料粒徑似乎無大的影響。另外，在同一條件下，以鈣質(zhì)代硅質(zhì)骨料會使混凝土強度明顯改善。

4 細集料對混凝土強度的影響

細集料品種對混凝土強度的影響程度比粗集料小，所以混凝土公式中沒有反映砂對混凝土強度的影響，但砂的質(zhì)量對混凝土強度也有一定影響。由于施工現(xiàn)場砂石質(zhì)量變化相對較大，因此現(xiàn)場施工人員必須保證砂石的質(zhì)量要求，并根據(jù)現(xiàn)場砂含水率及時調(diào)整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把試驗配合比與施工配合比混為一談。

5 混凝土工藝對混凝土強度的影響

混凝土工藝對混凝土強度的影響主要包括：

5.1 工藝中 使用活性礦物摻合料對混凝土強度的影響。粉煤灰和礦渣等摻合料對混凝土強度有較大作用，特別對于大體積混凝土，能降低水化熱，減少混凝土內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生，提高后期強度；

5.2 工藝中使用特殊功效的外加劑對混凝土強度的影響。最常見的混凝土外加劑為減水劑，減水劑對混凝土強度至關重要，由于拌制混凝土需要一定的流動性才能施工，傳統(tǒng)混凝土中總的加水量是水泥水化所需水分的兩倍以上，水化多余的水分從混凝土內(nèi)部遷移出來形成大量的空隙，至使混凝土強度降低，減水劑的作用是保證混凝土混合料在流動性及和易性的基礎上降低混凝土拌合用水量，減低水灰比，從而提高混凝土強度。

6 混凝土施工技術對混凝土強度的影響

混凝土施工技術對混凝土強度的影響主要包括：模板對混凝土強度的影響。模板及支架在在施工中出現(xiàn)問題，將會直接影響水泥混凝土的強度；混凝土澆筑質(zhì)量對混凝土強度的影響。在施工過程中必須把混合物攪拌均勻，澆筑后必須振搗密實，且經(jīng)良好的養(yǎng)護才能使混凝土硬化后達到預定的強度；拆模對混凝土強度的影響?；炷翉姸炔蛔銜r，過早拆除支撐模板，過早荷載作用或者超堆荷載會使混凝土粱、板產(chǎn)生裂縫，導致強度降低；混凝土養(yǎng)護質(zhì)量對混凝土強度的影響。混凝土成型后應在一定的養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護，才能使混凝土硬化后達到預定的強度及其他性能。

結束語

混凝土強度影響因素眾多，本文根據(jù)理論分析和施工實踐并結合眾多工程經(jīng)驗，提出并總結了影響混凝土強度的幾大因素。較全面的分析了這些因素對混凝土強度的影響。

參考文獻

[1]建筑材料科學.高等教育出版社，2006.

[2]混凝土學.北京-中國建筑工業(yè)出版社，2001.