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        探究影響混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度的因素

        2014-03-13 01:37:55李冬平
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年7期
        關(guān)鍵詞:抗壓因素混凝土

        李冬平

        摘 要:混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度對于建筑施工來說十分重要,是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)者、施工方、質(zhì)檢單位都非常重視的一個(gè)指標(biāo)。在結(jié)合自己多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,從水灰比、水泥、集料、振搗方式、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境溫度等幾個(gè)方面著手,對混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度的因素進(jìn)行了簡單的探究。

        關(guān)鍵詞:混凝土;試壓件;抗壓;因素

        1 原材料對試壓件抗壓強(qiáng)度的影響

        1.1 水泥

        水泥是普通混凝土的主要原材料,水泥的強(qiáng)度直接影響了混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度?,F(xiàn)今我國用于生產(chǎn)混凝土的水泥有六種,每種因其自身的混合材料以及礦物摻量的不同而各有區(qū)別。例如,火山灰硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度較低,水泥水化熱不高,抗凍性能不高,但仍有發(fā)展后期強(qiáng)度的潛力;礦渣水泥沒有明顯的早期強(qiáng)度,水泥水化熱低,抗凍性較差,不太適合冬季使用,但其生產(chǎn)試壓件的后期強(qiáng)度發(fā)展較為迅速;普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度較高,高于前兩種水泥,因此水泥水化熱也較高,生產(chǎn)試壓件的抗凍性能較高;硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度最為明顯,水泥水化熱高,比較適合冬季進(jìn)行生產(chǎn),試壓件的抗凍性較強(qiáng)等。

        施工現(xiàn)場,相關(guān)工作人員應(yīng)該按批對水泥進(jìn)行驗(yàn)收,只有確保了水泥強(qiáng)度的穩(wěn)定性才能夠更好地保證混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度。但因?yàn)槭艿揭恍┮蛩氐闹萍s如施工進(jìn)度等,并不能較有序地對水泥進(jìn)行按批驗(yàn)收,而是按照施工的實(shí)際需求將水泥陸續(xù)引進(jìn)現(xiàn)場。如若在適配水泥時(shí)其強(qiáng)度較高,但施工后期使用的水泥強(qiáng)度不高甚至是不合格,則會直接導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不高,影響施工質(zhì)量。

        1.2 集料

        生產(chǎn)強(qiáng)度MU15以下的混凝土試壓件時(shí),水泥的質(zhì)量、摻量以及水灰比對其抗壓強(qiáng)度的影響較大。當(dāng)用于生產(chǎn)混凝土的水泥用量已經(jīng)達(dá)到500kg時(shí),水泥用量的增加對于混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度無顯著作用,這時(shí),集料的表面狀況、直徑以及最佳砂率等是影響混凝土試壓件的主要因素。集料主要有兩種類型,粗集料和細(xì)集料。

        1.2.1 粗集料。常用粗骨料包括碎石以及卵石兩種。前者表面粗糙,面積較大,有較多棱角,因此與水泥漿的粘結(jié)力比較強(qiáng);卵石的表面則更為光滑,表面積不大,少棱角,因此與水泥漿的粘結(jié)力較弱,在水灰比相同的前提下,卵石混凝土試壓件比碎石混凝土試壓件的強(qiáng)度低10%左右。粗集料的合理級配能夠使混凝土更加密實(shí),有利于其強(qiáng)度和耐久性的提高,同時(shí)也可能在一定程度上的降低水泥用量。當(dāng)遇到粗集料不能滿足級配規(guī)定要求的情況時(shí),施工人員可以采取人工級配調(diào)整,通過利用幾種不同直徑的石子按照一定比例進(jìn)行投料,從而使粗集料的級配符合要求。一般情況下,較好的粗集料級配應(yīng)該具有較小的集料空隙率,集料總和也要小于表面積。若要生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度的混凝土試壓塊,粗集料可以選擇使用一些堅(jiān)硬密實(shí)的巖類碎石如花崗巖、輝長巖、石灰?guī)r、輝綠巖等。表示粗集料的強(qiáng)度時(shí)可以采用巖石立方體強(qiáng)度以及壓碎指標(biāo),其中壓碎指標(biāo)與粗集料的強(qiáng)度成反比,壓碎指標(biāo)越小意味著粗集料強(qiáng)度越高。但是,當(dāng)粗集料被風(fēng)化后會產(chǎn)生較多的軟顆粒,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降。

        1.2.2 細(xì)集料。相對于粗集料來說,細(xì)集料對于混凝土試壓件的抗壓強(qiáng)度影響則較小,但是細(xì)集料的直徑及其級配也是施工人員需要考慮的一大因素。細(xì)集料主要包括海砂、山砂、河砂幾種類型。海砂因?yàn)楹幸恍┯泻﹄x子如氯離子,在投入使用之前必須對其進(jìn)行清洗,在達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之后才可使用;山砂具有較高的含泥量,在使用前也需要進(jìn)行沖洗;河砂的質(zhì)量則相對較高。但從實(shí)驗(yàn)中可以看出,山砂與水泥的粘結(jié)力大于河砂與水泥的粘結(jié)力。在生產(chǎn)具有較高抗壓強(qiáng)度的混凝土試壓件時(shí),細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)范圍最好在2.6~3.2之內(nèi),盡量減少粒徑小于0.315mm的砂子含量。

        1.3 粉煤灰

        在生產(chǎn)混凝土試壓件中,粉煤灰是其中最大的礦物摻合料。一般情況下,如果需要生產(chǎn)具有高強(qiáng)度的混凝土試壓件,盡量選擇I級的粉煤灰,同時(shí)粉煤灰的摻合量盡量保持在水泥重量的25%。強(qiáng)度在28d以下?lián)胶狭朔勖夯业幕炷猎噳杭?qiáng)度不高于基準(zhǔn)混凝土試壓件。值得注意的一點(diǎn)是,已經(jīng)摻合了粉煤灰的混凝土試壓件最好不要選用火山灰質(zhì)的硅酸鹽水泥以及粉煤灰硅酸鹽水泥。除此之外,綜合考慮混凝土試壓件的性能要求,一般的混凝土粉煤灰含量適宜保持在水泥用量的50%之下。

        2 水灰比

        由于干硬性混凝土振動(dòng)加壓成型的工藝特性,濕性混凝土強(qiáng)度受水灰比的影響要遠(yuǎn)小于混凝土試壓件強(qiáng)度受水灰比的影響。從理論的角度來看,使水泥完全水化的水灰比需要達(dá)到0.24,如果水灰比大于這一參數(shù),那么混凝土則會存在毛細(xì)水。因此,混凝土的用水量在很大程度上能夠滿足其工作性能的標(biāo)準(zhǔn)。

        對于混凝土試壓件的水灰比,首先應(yīng)該考慮其成型性能而非試壓件抗壓強(qiáng)度,成型性能包括混凝土密實(shí)度的最大化、成型時(shí)間、成型后坯體的穩(wěn)定度、最佳水灰比。水灰比對混凝土試壓件的強(qiáng)度有一定影響,表1則是不同水灰比對混凝土試壓件強(qiáng)度的影響值。如果能夠達(dá)到工藝要求以及試壓件的其他性能標(biāo)準(zhǔn),在這種情況下,水灰比越小,混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度則越高。

        表1 混凝土水灰比選用

        3 生產(chǎn)工藝和機(jī)械設(shè)備對試壓件抗壓強(qiáng)度的影響

        3.1 成型機(jī)振動(dòng)方式

        我國目前混凝土試壓件成型機(jī)的振動(dòng)方式包括兩種,分別是臺振以及模振。前者是將振動(dòng)電機(jī)放于臺座之下,此外也有將振動(dòng)器裝置于上壓頭的情況,并對試壓件表面施加振動(dòng)。后者則是將振動(dòng)器裝置與模箱的側(cè)面,振動(dòng)則能夠直接傳遞給模箱內(nèi)混凝土,這樣的話試壓件的密實(shí)性以及均勻性都比較好。一般情況下,臺振成型機(jī)的每塊試壓件配置振動(dòng)功率處于1.1kW~1.6kW左右的范圍之內(nèi),使用臺振成型機(jī)生產(chǎn)高強(qiáng)度的試壓件則需要具備一定的條件;而模振成型機(jī)每塊試壓件配置振動(dòng)功率處于3kW~5kW,相比臺振成型機(jī)更容易生產(chǎn)出抗壓強(qiáng)度較高的混凝土試壓件。

        3.2 養(yǎng)護(hù)制度以及環(huán)境溫度的影響

        水泥水化的反應(yīng)過程即為混凝土試壓件的硬化過程。下列三個(gè)因素直接影響了水泥水化的反應(yīng)速度:養(yǎng)護(hù)時(shí)間、濕度和環(huán)境溫度。

        一般情況下,混凝土試壓件的強(qiáng)度會隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而不斷提升,其規(guī)律為初期提升較快,后期則較慢。但是,只要存在養(yǎng)護(hù),混凝土的強(qiáng)度仍然會繼續(xù)增長。在正常的養(yǎng)護(hù)條件下,硅酸鹽水泥最為適宜的養(yǎng)護(hù)溫度為13℃。養(yǎng)護(hù)溫度處于32℃~49℃范圍之內(nèi)的混凝土強(qiáng)度較4℃ ~23℃溫度之間的混凝土強(qiáng)度低。一旦混凝土成型后,對抗壓機(jī)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)時(shí),其強(qiáng)度受空氣濕度以及溫度變化的影響更大。

        水泥水化指水泥以及水之間的一種化學(xué)反應(yīng).在反應(yīng)的過程中水泥顆粒表面需要保證有充足的水分,這樣不會導(dǎo)致水泥過早變干。因此,試壓件養(yǎng)護(hù)過程中其環(huán)境的相對濕度盡量保持在90%以上。

        要使水泥的水化、凝結(jié)以及硬化的速度加快,可以通過提高環(huán)境溫度來控制。但需要注意的一點(diǎn)事,試壓件的養(yǎng)護(hù)初期其溫度不宜過高,這樣有利于使水泥石均勻分布于混凝土內(nèi)部;如果養(yǎng)護(hù)的環(huán)境溫度低于O℃,這樣水泥的水化過程將停止,導(dǎo)致水泥難以凝結(jié)硬化。

        4 結(jié)束語

        混凝土在建筑工程中的運(yùn)用十分廣泛,其抗壓強(qiáng)度的高低決定著工程的質(zhì)量和安全。因此,工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對影響混凝土試壓件抗壓強(qiáng)度因素的重視,從而確?;炷潦┕べ|(zhì)量,保證整個(gè)建筑工程的安全。

        參考文獻(xiàn)

        [1]傅標(biāo).混凝土抗壓強(qiáng)度分布概率密度的參數(shù)估計(jì)[J].新型建筑材料,2005(4).

        [2]孫惠鎬.混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)技術(shù)[M].中國建材工業(yè)出版社,2006(3).

        [3]吳培明.混凝土結(jié)構(gòu)(上冊)[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002(8).

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