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影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素

2010-10-08 14:00  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  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(jié)構(gòu)的建設(shè)領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。任何混凝土結(jié)構(gòu)物主要都是用于承受荷載或抵抗各種作用力,強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性能。通常用強(qiáng)度來(lái)評(píng)定和控制混凝土的質(zhì)量以及評(píng)價(jià)各種因素影響程度的指標(biāo)。本文就影響水泥混凝土強(qiáng)度的因素做簡(jiǎn)單的分析。

  1、水泥對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

  水泥混凝土中的活性成分,其強(qiáng)度大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。混凝土抗壓強(qiáng)度與混凝土使用的水泥強(qiáng)度成正比,在配合比相同的情況下,所使用的水泥強(qiáng)度越高,制成的混凝土強(qiáng)度越高。水泥混凝土的影響取決于水泥的化學(xué)成分及細(xì)度。水泥強(qiáng)度主要來(lái)自于早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度,而且這些影響貫穿于混凝土中。用早期強(qiáng)度較高的水泥來(lái)制作混凝土,其強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,但在后期可能以較低的強(qiáng)度而告終。而無(wú)論通過(guò)改變成分、養(yǎng)護(hù)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(qiáng)度。

  水泥細(xì)度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響也很大。隨著細(xì)度增加,水化速率增大,就導(dǎo)致較高的強(qiáng)度增長(zhǎng)率。但應(yīng)避免細(xì)磨粉的含量。因?yàn)楫?dāng)顆粒很細(xì)時(shí),間隙水可引起一些高W/C區(qū)域。

  而水泥質(zhì)量的波動(dòng)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響,應(yīng)引起注意。水泥廠生產(chǎn)的同一品種同一標(biāo)號(hào)的水泥,不可避免地會(huì)在質(zhì)量上有波動(dòng)。水泥質(zhì)量的波動(dòng),毫無(wú)疑問(wèn)地在混凝土強(qiáng)度上反映出來(lái)。采用具有相同平均強(qiáng)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(dòng)大多是由于水泥細(xì)度和早期強(qiáng)度的差異引起的。而這些因素在早期的影響最大。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)其影響就不再是最重要的了。即水泥質(zhì)量波動(dòng)引起的混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)離差,不隨齡期而增大,但混凝土強(qiáng)度的離散系數(shù)卻因強(qiáng)度隨齡期的增大而減小。因此,水泥質(zhì)量波動(dòng)對(duì)混凝土早期強(qiáng)度影響大。

  2、水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

  從混凝土強(qiáng)度表達(dá)式也看出,C/W即水灰比也與混凝土強(qiáng)度成正比,即水灰比越小,混凝土強(qiáng)度越高;水灰比越大,混凝土強(qiáng)度越底。水灰比和混凝土的搗實(shí)程度,兩者都對(duì)混泥土體積有影響,水灰比-孔隙率關(guān)系無(wú)疑是最重要的因素。它影響著水泥漿基體和粗骨料間過(guò)渡區(qū)這兩者的孔隙率,水泥在水化過(guò)程中的孔隙率取決于水灰比,水灰比和混凝土的振搗密實(shí)程度兩者都對(duì)混凝土體積有影響,充分密實(shí)的混凝土在任何水灰比程度下的毛細(xì)管空隙率由水灰比所確定。當(dāng)混泥土混合料能被充分搗實(shí)時(shí),混凝土的強(qiáng)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(jié)力越大,混凝土強(qiáng)度越高。

  3、粗集料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

  集料極重要的參數(shù)是集料的形狀、結(jié)構(gòu)、最大尺寸及級(jí)配。集料本身的強(qiáng)度不太重要,因?yàn)榧蠌?qiáng)度一般都要高于混凝土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度。在承載時(shí)混凝土中集料所能承受的應(yīng)力大大超過(guò)混凝土的抗壓強(qiáng)度。

  骨料顆粒強(qiáng)度比混凝土基體和過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度要大。大多數(shù)天然骨料,其強(qiáng)度幾乎不被利用,因?yàn)槠茐臎Q定于其它兩項(xiàng)(水泥漿基體及過(guò)渡區(qū))。一般而言,強(qiáng)度和彈性模量高的集料可以制得質(zhì)量好的混凝土。但過(guò)強(qiáng)、過(guò)硬的集料不但沒(méi)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(shí),使水泥石受到較大的應(yīng)力而開(kāi)裂。

  骨料顆粒的粒形、粒徑、表面結(jié)構(gòu)和礦物成分,往往影響混凝土過(guò)渡區(qū)的特性,從而影響混凝土的強(qiáng)度。

  級(jí)配良好的粗骨料改變其最大粒徑對(duì)混凝土強(qiáng)度有著兩種不同的影響。水泥用量和稠度一樣時(shí),含較大骨料粒徑混凝土拌和物比含較小粒徑的強(qiáng)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(guò)渡區(qū),其最終影響隨混凝土水灰比和所加應(yīng)力而不同。在低水灰比時(shí),降低過(guò)渡區(qū)孔隙率同樣對(duì)混凝土強(qiáng)度一開(kāi)始就起重要作用。在一定拌和物中,水灰比一定時(shí)抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之比將隨粗骨料粒徑的降低而增加。試驗(yàn)表明,增加骨料粒徑對(duì)高強(qiáng)混凝土起反作用,低強(qiáng)度混凝土在一定水灰比時(shí),骨料粒徑似乎無(wú)大的影響。另外,在同一條件下,以鈣質(zhì)代硅質(zhì)骨料會(huì)使混凝土強(qiáng)度明顯改善。

  4、細(xì)集料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

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

  5、混凝土工藝對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

  混凝土工藝對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要包括:

  5.1 工藝中使用活性礦物摻合料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。粉煤灰和礦渣等摻合料對(duì)混凝土強(qiáng)度有較大作用,特別對(duì)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(qiáng)度;

  5.2 工藝中使用特殊功效的外加劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。最常見(jiàn)的混凝土外加劑為減水劑,減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度至關(guān)重要,由于拌制混凝土需要一定的流動(dòng)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(lái)形成大量的空隙,至使混凝土強(qiáng)度降低,減水劑的作用是保證混凝土混合料在流動(dòng)性及和易性的基礎(chǔ)上降低混凝土拌合用水量,減低水灰比,從而提高混凝土強(qiáng)度。

  6、混凝土施工技術(shù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

  混凝土施工技術(shù)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要包括:模板對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。模板及支架在在施工中出現(xiàn)問(wèn)題,將會(huì)直接影響水泥混凝土的強(qiáng)度;混凝土澆筑質(zhì)量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。在施工過(guò)程中必須把混合物攪拌均勻,澆筑后必須振搗密實(shí),且經(jīng)良好的養(yǎng)護(hù)才能使混凝土硬化后達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度;拆模對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響;炷翉(qiáng)度不足時(shí),過(guò)早拆除支撐模板,過(guò)早荷載作用或者超堆荷載會(huì)使混凝土粱、板產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致強(qiáng)度降低;混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。混凝土成型后應(yīng)在一定的養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù),才能使混凝土硬化后達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度及其他性能。

  結(jié)束語(yǔ)

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

  參考文獻(xiàn)

  [1]建筑材料科學(xué).高等教育出版社,2006.

  [2]混凝土學(xué).北京-中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001.

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