王新民 劉贛欽

摘 要： 本文詳細分析了混凝土原材料、配合比設計參數(shù)、成型工藝、養(yǎng)護條件以及測試條件對混凝土強度測試結果的影響， 并對產(chǎn)生原因進行了深入探討。

關鍵詞： 混凝土；強度；原材料；養(yǎng)護；成型工藝

0 前言

由于混凝土是脆性材料， 抗拉強度遠低于抗壓強度， 在結構物中它主要是用于承受壓力， 且現(xiàn)行結構設計規(guī)范主要是以抗壓強度為基礎， 因而在工程實踐中抗壓強度非常重要。同時， 一般研究者假定混凝土的大多數(shù)性能都直接（至少是定性地）與抗壓強度有聯(lián)系， 且進行抗壓強度試驗容易、成本低。所以抗壓強度就成為科研工作者和工程實踐者最為關心的混凝土的性質之一。但混凝土的抗壓強度受到多種因素影響， 可能微小材料或環(huán)境的變化均會對其產(chǎn)生影響， 因此， 本文深入地探討了原材料、配合比設計參數(shù)、成型工藝、養(yǎng)護條件以及測試條件等因素對混凝土抗壓強度的影響。

1 原材料對混凝土強度的影響

1.1 水泥對混凝土強度的影響

水泥強度的高低是影響混凝土強度的直接因素。試驗表明，水泥強度越高，水泥反應形成的水泥石強度就越高，從而使配制的混凝土強度就越高。而水泥強度取決于水泥礦物成分及細度。水泥強度主要來源于C3S和C3A的早期強度和C2S的后期強度。用C3S含量高的水泥來制作混凝土，其早期強度增長較快，但后期強度增長緩慢。水泥細度對水泥強度影響也很大，水泥越細，水化加快，導致較高的早期強度增快，而后期強度增長緩慢，因此，配制不同性能的混凝土，應根據(jù)其性能要求選用不同的水泥。

1.2 粗骨料對混凝土強度的影響

（1）采用碎石拌制混凝土，其形成的強度要比采用卵石拌制的混凝土強度高，但在相同的用水情況下，流動性相對較小。這是因為粗糙表面和較多的棱角，使碎石在提高與水泥及其水化物的粘附性和膠結程度的同時，也加大了拌和物內(nèi)部摩擦阻力。含有較多針、片狀顆粒，將增大拌合物的空隙率，降低拌合物的和易性，集料界面粘結力下降，并且針片狀顆粒受力易折斷，進而影響混凝土的強度，所以混凝土用的粗集料要限制針、片狀顆粒含量。

（2）粗集料的最大粒徑對混凝土抗壓強度和抗折強度均有影響，一方面隨著粗集料粒徑的增大，單位用水量相應減少，在固定的用水量和水灰比條件下，加大最大粒徑可獲得較好的工作性，或因減小水灰比而提高混凝土的強度和耐久性；另一方面隨著粗集料最大粒徑的增加，將會減少集料與水泥漿接觸的總面積，使界面強度降低，同時還會由于振搗不密實而降低混凝土的強度。所以粗集料最大粒徑的增加，帶來雙重影響，但造成不利影響的程度對混凝土抗折強度要比抗壓強度大一些。

（3）粗集料強度對混凝土強度的影響。骨料對混凝土強度的影響主要有以下幾個方面：第一，石子強度低于混凝土的強度，當混凝土受壓時，石子首先被壓碎，導致混凝土的實際強度降低。特別是使用風化或軟質巖石破碎加工成的碎石拌制的混凝土易發(fā)生此類問題；第二，骨料體積穩(wěn)定性差，尤其是由頁巖、帶有膨脹松土的石灰?guī)r等制成的骨料，在干濕交替或凍融循環(huán)作用下，常表現(xiàn)為體積穩(wěn)定性差，發(fā)生變形，破壞混凝土已經(jīng)形成的內(nèi)部結構，導致混凝土強度降低，嚴重時會使混凝土構件受到破壞；第三，骨料表面的粗糙程度及孔隙特征等影響骨料與水泥石之間的粘結性能，進而影響混凝土的強度。

（4）粗集料表面清潔度對混凝土強度的影響。干法生產(chǎn)的粗集料表面粘附了一層石粉，其粒徑大部分小于0.16 mm，即使長時間攪拌，也無法使表面石粉完全脫離，這樣就在水泥漿和集料表面形成一個薄弱的結合層，使水泥漿不能完全與集料粘結，從而使混凝土強度降低。

1.3 細集料對混凝土強度的影響

對于中低強度等級的混凝土，尤其是膠凝材料偏小的混凝土，需保證細集料中細小顆粒的數(shù)量，以保證混凝土整體顆粒的堆積效果，從而保證混凝土的強度。試驗表明，高強度混凝土要用中粗砂，尤其當石子級配較差時，砂子以偏粗為好，細度模數(shù)約等于3.0時，混凝土的工作性能最好，抗壓強度最高。

目前，由于許多地區(qū)河砂資源缺少，為了滿足建設市場的需求，允許采用巖石破碎生產(chǎn)的機制砂，此砂多棱角，表面粗糙，含大量石粉，且大多顆粒級配不良。大量試驗證明，用機制砂配置出來的混凝土強度稍高于河砂配制混凝土的強度。這是因為機制砂多棱角，表面粗糙且界面新鮮，提高了砂與水泥界面間的粘結強度，同時研究還表明，在低等級的混凝土中機制砂中的石粉還可以提高混凝土的抗壓強度，在高強混凝土中，適量的石粉對混凝土強度無不利影響，這就要求機制砂的質量必須符合《建筑用砂》國家標準中人工砂的要求。

1.4 水對混凝土強度的影響

水是混凝土的主要組成部分，水的物質組成嚴重影響混凝土的強度。水中許多有害雜質可給混凝土質量帶來很大的危害，例如水中的硫酸根離子、碳酸根離子可延長鈣礬石的結晶過程，消解混凝土28d強度，一般情況下28d強度可降低10%～20%，而海水中的氯離子具有早凝作用，可以促進混凝土快凝和早強，同時對混凝土有腐蝕。

2 施工工藝控制方面

試驗室值班人員與技術人員切實負起責任，嚴格控制混凝土的施工按規(guī)范要求進行，混凝土澆筑之前檢查各項準備工作是否到位及檢查校正模板，以防混凝土澆筑時跑模漏漿。另外合理布置混凝土拌合站的位置，減小混凝土運輸距離，以保證混凝土拌合物的工作性。澆筑過程做好各環(huán)節(jié)的銜接工作，采用適宜的運輸工具，盡量縮短混凝土拌合物的待料時間，從而也縮短了整個構件、結構的混凝土澆筑時間。

3 混凝土的養(yǎng)生方面

按照國家規(guī)范或各地區(qū)的規(guī)定執(zhí)行，試驗室應安排專人隨時檢查，隨著氣溫變化，應及時調整施工時間和養(yǎng)護方案，確?；炷猎陴B(yǎng)護齡期內(nèi)強度的正常增長。尤其是混凝土冬季施工時要注意以下幾點：

（1）冬季混凝土的拌合時間應比常溫延長60 s～90 s，使拌和的各種材料溫度均勻，確?；炷恋恼ＤY硬化，防止構件或砌體出現(xiàn)低溫病害或缺陷。

（2）混凝土拌合物的出機溫度不得低于10℃，澆筑溫度不得低于5℃。混凝土的運輸必須采取切實有效的防凍保溫措施，做好工序之間的銜接工作，盡量縮短澆筑施工的時間。每盤混凝土宜在15 min內(nèi)澆筑結束，否則應采取相應措施保證混凝土的工作性。

（3）所施工的混凝土構件澆筑結束后，應立即用塑料薄膜100 %裹覆，然后采用暖棚蒸汽養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于同條件試件強度達到設計強度80 %所需的時間。

綜上所述，只有從各種原材料進場使用至混凝土在施工過程中各個環(huán)節(jié)嚴格控制，才能保證混凝土最終強度達到設計要求。

參考文獻

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