一級建筑師建筑材料與構造:影響混凝土強度的因素

　　影響混凝土強度的因素

　　(1)水泥強度等級和水灰比決定混凝土強度的主要因素

　　水泥是混凝土中的活性組分，其強度的大小直接影響著混凝土強度的高低。在配合比 相同的條件下，所用的水泥強度等級越高，制成的混凝土強度也越高。 當用同一種水泥(品種及強度等級相同)時，混凝土的強度主要決定于水灰比。因為水泥水化時所需的結合水，一般只占水泥質(zhì)量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物時，為 了獲得必要的流動性，常需用較多的水(約占水泥質(zhì)量的40%-70%)，也即較大的水灰 比。當混凝土硬化后，多余的水分就殘留在混凝土中形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，大大地減少了混凝土抵抗荷載的實際有效斷面，而且可能在孔隙周圍產(chǎn)生應力集中。因此，可以 認為，在水泥強度等級相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強度愈高，與骨料粘結力也愈大，混凝土的強度就愈高。但如果加水太少(水灰比太小) ，拌合物過于干硬，在一定的 搗實成型條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，強度也將下降。

　　水泥石與骨料的粘結力還與骨料的表面狀況有關，碎石表面粗糙，粘結力比較大，卵 石表面光滑，粘結力比較小。因而在水泥強度等級和水灰比相同的條件下，碎石混凝土的強度往往高于卵石混凝土的強度。

　　根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，得出關于混凝土強度與水灰比、水泥強度等級等因素之間關系的 經(jīng)驗公式：

　　(2)養(yǎng)護的溫度和濕度

　　周圍環(huán)境的溫度對水化作用進行的速度有顯著的影響。養(yǎng)護溫度高可以增大初期水化 速度，混凝土初期強度也高。但急速的初期水化會導致水化物分布不均勻，從而降低整體的強度。而在養(yǎng)護溫度較低的情況下，由于水化緩慢，具有充分的擴散時間，從而使水化 物在水泥石中均勻分布，有利于后期強度的發(fā)展。當溫度降至冰點以下時，則由于混凝土中的水分大部分結冰，水泥顆粒不能和冰發(fā)生化學反應，混凝土的強度停止發(fā)展。 周圍環(huán)境的濕度對水泥的水化作用能否正常進行有顯著影響：濕度適當，水泥水化便 能順利進行，使混凝土強度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠，混凝土會失水干燥而影響水泥水化作用的正常進行，甚至停止水化。

　　所以，為了使混凝土正常硬化，必須在成型后一定時間內(nèi)維持周圍環(huán)境有一定溫度和 濕度?；炷猎谧匀粭l件下養(yǎng)護，稱為自然養(yǎng)護。在混凝土凝結以后(一般在12h以內(nèi)) ， 表面應覆蓋草袋等物并不斷澆水，硅酸鹽水泥、普通水泥和礦渣水泥時，澆水保濕應不少 于7d;使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求時，應 不少于14d。

　　(3)齡期

　　混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度將隨著齡期的增加而增長。普通水泥制成的混凝 土，在標準條件下，混凝土強度的發(fā)展，大致與其齡期的對數(shù)成正比關系(齡期不小于3d)：

　　(1)采用高強度等級水泥和快硬早強類水泥

　　硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的早期強度比其他水泥的早期強度高。如采用高強度等 級硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，則可提高混凝土的早期強度。也可用快硬水泥，它的 3d強度即可達到同強度等級普通硅酸鹽水泥混凝土28d的強度，但這種水泥價格較高，會使工程造價提高。

　　(2)采用濕熱處理

　　1)蒸汽養(yǎng)護：是將混凝土放在溫度低于100°C的常壓蒸汽中進行養(yǎng)護。一般混凝土經(jīng)過16-20h蒸汽養(yǎng)護后，其強度即可達到正常條件下養(yǎng)護28d強度的70%-80%。蒸汽養(yǎng)護的最適宜溫度隨水泥品種而不同。用普通水泥時，最適宜的養(yǎng)護溫度為80°C左右; 而用礦渣水泥及火山灰水泥時，則為90°C左右。

　　2)蒸壓養(yǎng)護：是將混凝土構件放在175°C的溫度及8個大氣壓的壓蒸鍋內(nèi)進行養(yǎng)護。在高溫的條件下，水泥水化時析出的氫氧化鈣，不僅能與活性的氧化硅結合，而且亦能與 結晶狀態(tài)的氧化硅相化合，生成含水硅酸鹽結晶，使水泥的水化加速，硬化加快，而且混凝土的強度也大大提高。對摻有活性混合材料的水泥更為有效。

　　(3)機械攪拌和振搗

　　機械攪拌比人工拌合能使混凝土拌合物更均勻，特別在拌合低流動性混凝土拌合物時 效果更顯著。

　　(4)摻入混凝土外加劑、摻合料

　　在混凝土中摻入高效減水劑、復合外加劑、磨細的礦物摻合料(如硅粉、粉煤灰、磨細礦渣等) ，可配制出強度等級為C60~C100的高強度混凝土。

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