影响混凝土强度的因素
发布时间：
2023-09-27 16:30
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1. 原材料的影响
1.1水泥的影响
水泥标号对混凝土强度的作用是众所周知的，同样配合比水泥标号愈高，混凝土强度愈高；水泥标号愈低，混凝土强度愈低。一般情况选用水泥的标号应与要求配制的混凝土强度等级相适应。通常配制一般混凝土时，水泥强度为混凝土抗压强度的1.5～2.0倍；配制高强度混凝土时，为混凝土抗压强度的0.9～1.5倍。但是，随着混凝土要求的强度等级不断提高，高强度混凝土并不受此比例的约束。
水泥对混凝土的影响还取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度(C3S)及后期强度(C2S)，而通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度的增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量，研究表明，直径大于60μm的颗粒对强度是没什么贡献的。
1.2细骨料的影响
优质的混凝土用砂希望其具有高的密度和小的比表面积，这样才能达到既保证新拌混凝土有适度的工作性和硬化后的混凝土有一定的强度、耐久性；同时，又达到节约水泥的目的。细骨料中含有妨碍水泥水化或能降低与水泥石粘附性以及能与水泥水化产物产生不良反应的各种物质，统称为有害杂质。
其中含泥量和泥块含量会妨碍骨料与水泥净浆的粘结，影响混凝土的强度和耐久性。云母呈薄片状，表面光滑，且极易沿节理裂开，因此它与水泥石的粘附性极差。对混凝土强度有一定的影响。天然砂中有时混杂有有机质，这类有机质将延缓水泥的硬化过程，并降低混凝土的强度，特别是早期强度。在天然砂中，常掺杂有硫铁矿和石膏的碎屑，如含量过多，将在已硬化的混凝土中与水化铝酸钙发生反生，生成水化硫铝酸钙结晶，体积膨胀，在混凝土内产生破坏作用。影响混凝土强度。
1.3粗骨料的影响
(1)骨料本身强度的影响
为保证混凝土强度，要求碎石必须具有一定的强度。碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值指标表示。碎石和卵石要求的压碎指标值，根据混凝土的强度等级确定。如混凝土强度等级为C60或以上时，用于混凝土的碎石应进行岩石抗压强度检验。岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。
(2)级配的影响
为获得密实、高强的混凝土，要求粗骨料组成的矿质混合料要有良好的级配。矿质混合料的级配首先取决于粗骨料的级配。连续级配矿质混合料的优点是所配制的新拌混凝土可较密实，特别是具有优良的工作性，不易产生离析现象。但连续级配与间断级配矿质混合料相比较，配制相同强度的混凝土，所需要的水泥耗量较高。间断级配矿质混合料的最大优点是它的空隙率低，可以制成密实高强的混凝土，而且水泥耗量小。
(3)最大粒径的影响
新拌混凝土随着最大粒径的增大，单位用水量相应减少。在固定的用水量和水灰比的条件下，加大最大粒径，可获得较好的和易性，或减少水灰比而提高混凝土强度和耐久性。通常在结构截面允许的条件下，尽量增大最大粒径以节约水泥(应当注意:增大粒径虽可增加混凝土的抗压强度，但会降低其抗拉强度)。
(4)骨料表面特征和形状的影响
表面粗糙且多棱角的碎石与表面光滑和圆形的卵石相比较，碎石配制成的混凝土，由于它对水泥石的粘附性好，故具有较高的强度。粗骨料的粒形接近正方体者为佳，不宜含有较多针状颗粒和片状颗粒。否则将显著降低水泥混凝土的抗折强度。
1.4水品质的影响
水是混凝土中的主要成分，水中带有的杂质会对混凝土质量带来负面的影响。例如含有藻类以及其他有机物的水，有机物会干扰水泥水化过程，减缓凝结过程和强度发展，它们还会裹住大量气体，降低强度。含有过多的碳酸盐或硫酸盐的水会消减混凝土的28d强度或长期强度。含有氯离子的水由于氯离子的促凝作用，会导致水泥的快凝和早强，同时会腐蚀混凝土中的钢筋。
2. 配合比的影响
混凝土配合比是决定强度的重要因素之一，其中水灰比的大小直接影响混凝土强度，其他如砂率、骨浆比等也影响混凝土的各种性能。
2.1水灰比的影响
水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量则取决于水泥的特性和水灰比。
在单位混凝土拌和物中，骨浆比确定后，即水泥浆的用量为一固定数值时，水灰比即决定水泥浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌和物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限以下时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌和物的流动性较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限以下时，将产生严重的离析、泌水现象，从而影响水泥混凝土的强度。因此为了使混凝土拌和物能够密实成型，所采用的水灰比值不能过小；为了保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性和保水性，所采用的水灰比值又不能过大。
2.2骨浆比的影响
骨浆比就是单位混凝土拌和物中，骨料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。水泥浆在混凝土拌和物中，除了填充骨料间的空隙外，还包裹骨料的表面，以减少骨料颗粒间的摩阻力，使混凝土拌和物具有一定的流动性。在单位体积的混凝土拌和物中，如水灰比保持不变，则水泥浆的数量越多，拌和物的流动性愈大。但若水泥浆数量过多，则骨料的含量相对减少，达一定限度时，将会出现流浆现象，影响混凝土的强度。相反，若水泥浆数量过少，不足以填满骨料的空隙和包裹骨料表面，则混凝土拌和物粘聚性变差，甚至产生崩坍现象。
2.3砂率的影响
砂率变化，可导致骨料的空隙率和总表面积的变化。当砂率过大时骨料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌和物就显得干稠。当砂率过小时，虽然骨料的总表面积减少，但由于砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使混凝土拌和物的流动性降低，影响混凝土拌和物的粘聚性，使拌和物显得粗涩、粗骨料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。
3. 养护条件的影响
3.1温度和湿度的影响
为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后应在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行。养护条件包括控制环境的温度和湿度。
混凝土的硬化在于水泥的水化作用。温度升高，水泥水化速度加快，混凝土强度增长加快。反之，温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度增长缓慢。水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生，因此必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发失去，而且，在水泥水化过程中产生的水泥凝胶具有很大的比表面积，大量自由水变为表面吸附水。这时，如果不让水分进入水泥石，则供水化反应的水就会越来越少，在某些情况下会出现自干现象，使水泥水化不能继续进行。因此，在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才是最大的。
混凝土在浇注后水分的蒸发，取决于周围空气的温度和相对湿度，以及引起混凝土表面空气湿度变化的风度。混凝土和周围空气的温差，也会影响失水。例如，在白天饱水的混凝土在温度低的晚上会失水；寒冷气候中浇注的混凝土，即使在饱和空气中，也会失水。急速的初期水化的反应会导致水化物的不均匀分布。水化物稠密程度低的区域成为水泥石中的薄弱点，从而降低整体的强度；水化物稠密程度高的区域包裹在水泥粒子的周围，防碍水化反应的继续进行，从而减少水化物的量。在养护温度较低的情况下，由于水化缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物得以在水泥石中均匀分布。因此，在混凝土早期养护时期，存在着一个最佳养护温度，在此情况下混凝土在某一龄期的强度最大。
3.2龄期的影响
混凝土在正常养护温度下，其强度将随着龄期的增加而增长，最初7～14d内，强度增长较快，以后逐渐缓慢，28d后更慢。
4. 施工工艺的影响
4.1外加剂对混凝土强度的影响
混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性质的物质。一般掺量不大于水泥质量的5%。常见的混凝土外加剂为减水剂，减水剂对混凝土强度至关重要，由于拌制混凝土需要一定的流动性才能施工，传统混凝土中总的加水量是水泥水化所需要水分的两倍以上，水化多余的水分从混凝土内部迁移出来形成大量的空隙，致使混凝土强度降低。减水剂的作用是保证混凝土混合料在流动性及和易性的基础上降低混凝土拌和用水量，减小水灰比，从而提高混凝土强度。混凝土早期强度随膨胀剂的掺量增加而降低，后期强度可以达到甚至超过基准混凝土的强度。混凝土缓凝剂或缓凝性减水剂对混凝土的早期强度发展不利(尤其是当缓凝剂掺量较大的情况下)，但掺加缓凝剂后混凝土的后期强度均较空白混凝土强度略有提高。从上面可以看出，外加剂的性能及其适应性影响着混凝土硬化前、硬化过程和硬化后的性能，掺入不同的外加剂，混凝土的强度及其增长规律是不同的。
4.2矿物掺和料的影响
矿物掺和料已经成为高性能混凝土不可缺少的组分。大量的研究资料和实践表明，矿物掺和料的种类、品质和数量对混凝土的抗压强度有着显著的影响。例如掺入高钙粉煤灰的混凝土具有较高的初期强度，而掺入低钙粉煤灰的混凝土具有更高的后期强度。对于掺入矿渣的混凝土，随矿渣粉细度的增大，矿渣粉对混凝土28d强度的贡献增大，又由于矿渣属于潜在活性掺和料，水化较慢，因而矿渣粉对混凝土的长期强度增长贡献更加明显。不同品种的掺和料以及掺量都会影响混凝土的强度。
总之，影响混凝土强度的因素很多，在混凝土配合比设计及施工过程中，应注重细节，严把混凝土质量关，保证工程质量。
混凝土外加剂,聚羧酸减水剂,聚羧酸母液,混凝土减水剂
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