魏軍輝，李文波，張輝

（中交一公局第三工程有限公司，北京101102）

1 引言

混凝土有很多技術(shù)要求，如混凝土抗凍性、混凝土抗壓強度以及混凝土的耐久性等，其中，混凝土的抗壓強度是混凝土的重要性能之一。由于混凝土結(jié)構(gòu)主要用于承受荷載和沖擊力等作用，因此，混凝土的抗壓強度是評價混凝土質(zhì)量的重要指標。官渡黃河大橋是連接鄭州市與新鄉(xiāng)市黃河兩岸地區(qū)的經(jīng)濟重要通道，主橋跨徑布置為3×（75m+5×125m+75m），南引橋跨徑布置為12×30m。主橋上部結(jié)構(gòu)形式為預應(yīng)力混凝土變截面混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)為12m×4m空心墩、大體積承臺、14根樁的群樁基礎(chǔ)；南引橋下部結(jié)構(gòu)依次為蓋梁、墩柱系梁和單排樁基礎(chǔ)。本文以官渡黃河大橋為例，對影響混凝土抗壓強度的所有影響因素進行深入分析。

2 影響混凝土強度的因素

施工混凝土結(jié)構(gòu)時，要在混凝土攪拌站對原材料進行混合，然后在施工現(xiàn)場進行混凝土的澆筑、振搗、拆模以及養(yǎng)護等一系列復雜的工序，必須使用粗、細骨料，飲用水，水泥，外加劑等原材料。水泥的強度、水灰比、骨料的質(zhì)量、外加劑的用量、現(xiàn)場的施工環(huán)境以及現(xiàn)場的養(yǎng)護條件對混凝土結(jié)構(gòu)強度有很大的影響。

2.1 水泥強度

在各種混凝土原料中，水泥用量及其強度對混凝土的強度有重要的影響。通過各種水泥指標的測試結(jié)果可知：在各種原料和水灰比的比例恒定的情況下，水泥的強度越高，混凝土的強度則越高。但是，在實際工程中，應(yīng)根據(jù)工程需要合理選擇水泥材料，例如，工程中通常用的混凝土為C30和C40混凝土，選擇強度等級為P·O42.5水泥即可，而C50及以上混凝土采用P·O52.5水泥，官渡黃河大橋墩柱混凝土C40，承臺混凝土為C30，C55混凝土用于預應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁。

2.2 水灰比

在混凝土施工過程中，影響混凝土強度的重要因素是水灰比。水灰比會影響混凝土的流變性能，是決定混凝土強度和耐久性以及其他物理和化學性能的重要參數(shù)。官渡黃河大橋預應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁混凝使用C55混凝土，試驗室配合比為水泥∶砂∶碎石∶水=1∶1.38∶2.35∶0.45，現(xiàn)場檢測砂子含水率為 4.8%，則各材料用量為：水泥為：490kg/m3；砂為：707kg/m3；碎石為：1148kg/m3；水為：188kg/m3。

如果水泥強度Fce=57.8MPa，粗骨料采用碎石，回歸系數(shù)A=0.53，B=0.2，按此配置混凝土28d強度為：R=AFc（eC/W-B）=0.53×57.8×（2.20-0.2）=61.26MPa（式中，C為水泥用量；W為水的用量）。

若因誤差多加5kg的水，則水灰比為227/490=0.46，這樣配置出的混凝土 28d 強度為：R′=AFce（C/W-B）=0.53×57.8×（2.15-0.2）=59.73MPa。

由此可見，由于水量的增多，水灰比變大，導致混凝土強度下降，因此，為保證結(jié)構(gòu)物的強度，在保證混凝土和易性的前提下，嚴禁給出場的混凝土隨意加水，保持水灰比穩(wěn)定[1]。

2.3 粗骨料

粗骨料的分級和表面清潔度會影響水泥砂漿和骨料之間的黏結(jié)力，從而影響混凝土的強度。由于碎石表面粗糙，黏結(jié)性較強，而卵石表面光滑，黏結(jié)性較差，因此，在其他原材料不變的前提下，礫石級配混凝土的強度高于卵石級配混凝土的強度。因此，在條件允許的情況下粗骨料宜選用碎石，不宜選用卵石，官渡黃河大橋施工中選用河南滎陽賈峪石料廠生產(chǎn)的碎石。

2.4 細集料

細骨料級配是否良好會影響混凝土的和易性，使混凝土的黏結(jié)力較弱，從而影響混凝土的強度。細集料中的含泥量、泥塊含量、石粉含量對混凝土的和易性、坍落度影響較大，外加劑的用量對其有非常明顯的影響，并且含泥量對外加劑的影響較大。且本項目混凝土采用泵送澆筑，因此，細骨料需要具有小的泥漿含量，良好的級配，質(zhì)地堅硬，細度模數(shù)為2.3～3.0且粒徑小于4.75 mm的中粗河砂，因施工區(qū)域200km內(nèi)無符合要求的天然中粗河砂，故采用符合要求的機制砂，但機制砂存在一個比較普遍的問題就是石粉含量超標，骨料的比表面積增加，需要包裹更多的水泥，并且獲得所需的強度是不經(jīng)濟的。為了保證混凝土的強度，節(jié)約成本，首先，從源頭進行機制砂的生產(chǎn)，嚴格控制機制砂分級和泥漿含量。設(shè)專人駐廠監(jiān)督生產(chǎn)，嚴格控制每批材料的出廠質(zhì)量，其次，對母巖進行篩選，選擇質(zhì)地堅硬的石材，定期檢查和校準生產(chǎn)設(shè)備篩網(wǎng)，以確保精細骨料的質(zhì)量[2]。

2.5 外加劑

一般來說，影響混凝土強度的主要因素為水膠比和水泥強度，在水泥用量不變的情況下，減少單方混凝土用水量會提高混凝土的強度，如果添加減水劑只是為了增加混凝土的流動性而不減少用水量，不一定能提高混凝土強度，如果添加的減水劑含引氣組分，會降低混凝土強度。在官渡黃河大橋項目施工中，根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范的技術(shù)要求，需加入相應(yīng)的外加劑，項目開工前期，通過大量的配比實驗研究，發(fā)現(xiàn)大連西卡建筑材料公司生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑性能比較穩(wěn)定，與項目入圍的每種水泥相容性較好，且摻量為0.8%～1.2%，屬于正常范圍，調(diào)整出的混凝土和易性、保水性、黏聚性良好，在其他原材料不變的情況下，外加劑摻量在0.8%～1.8%，混凝土強度隨減水劑摻量的增加而提高，加入少量減水劑只會提高坍落度，不會對水灰比造成影響，混凝土強度也不會受影響。

2.6 施工條件的影響

現(xiàn)場混凝土施工環(huán)境及施工設(shè)備的正確使用是確保混凝土結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度的基本條件?；炷涟韬臀锏陌韬蜁r間要達到規(guī)范的規(guī)定，澆筑混凝土時，要分層進行振搗，混凝土每層厚度嚴禁超過30cm，振搗至混凝土不再冒泡為止。施工溫度對混凝土也有影響，夏天施工要對拌和用水進行冷卻，防止溫度過高初凝過快。冬天，由于溫度較低，水化作用逐漸減弱，混凝土強度增加緩慢，施工時要對拌和用水進行加溫，保證混凝土入模溫度，并及時進行覆蓋蒸汽養(yǎng)護。在施工時要根據(jù)外界條件調(diào)整混凝土施工環(huán)境，以保證混凝土強度。

2.7 養(yǎng)護條件

現(xiàn)場混凝土澆筑和成型養(yǎng)護是混凝土強度的重要組成部分。混凝土凝固過程的環(huán)境溫度，濕度和養(yǎng)護齡期對混凝土的強度有重要影響?；炷翝仓尚蜁r，且在空氣相對干燥的情況下，應(yīng)及時覆蓋土工織物，并在表面進行灑水養(yǎng)護，否則，混凝土中的水分會迅速蒸發(fā)，導致脫水，這將導致混凝土的水泥不能完全水化，不能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的晶體。缺乏足夠的黏結(jié)性會在混凝土表面上產(chǎn)生粉末、薄片等一系列問題。如果水過早蒸發(fā)，混凝土將發(fā)生大的收縮變形和裂縫。因此，混凝土澆筑后的早期維護非常重要。GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定，普通養(yǎng)護不得少于7d。實驗室混凝土標準養(yǎng)護室的溫度應(yīng)為（20±2）℃，相對濕度應(yīng)大于或等于95%。

3 結(jié)語

綜上所述，影響混凝土強度的因素有很多，以上僅對幾個主要因素進行分析，在施工中應(yīng)從原材料質(zhì)量到生產(chǎn)過程中的各方面確?；炷粮黜椫笜朔弦?，為提高混凝土質(zhì)量提供有力保障。