李豪舉　蒲建鑫

摘 要：文章系統(tǒng)分析了影響混凝土強度特性的各個因素，簡明扼要的分析了混凝土原材料、配合比設計系數(shù)、外加劑等方面因素等對混凝土強度的影響，并對其原理進行了簡要探討。

關鍵詞：混凝土；強度；配合比；外加劑

混凝土是一種由硬化水泥石和粗細集料構(gòu)成的多相復合材料。以其價格低廉、耐久性好、強度高等優(yōu)點，廣泛應用于現(xiàn)代建筑行業(yè)。但是由于混凝土是脆性材料，抗拉強度遠低于抗壓強度，在結(jié)構(gòu)物中它主要是用于承受壓力，且現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設計規(guī)范主要是以抗壓強度為基礎，因而在工程實踐中抗壓強度非常重要。同時，進行抗壓強度試驗容易、成本低，所以使得混凝土的抗壓強度成為最受關心的性質(zhì)之一。由于混凝土的抗壓強度受到多種因素影響，可能微小材料或環(huán)境的變化均會對其產(chǎn)生影響，因此有必要對影響混凝土強度特性的因素進行探討。本文簡要的從原材料、配合比設計參數(shù)、成型工藝、養(yǎng)護條件以及外加劑等因素對混凝土抗壓強度的影響進行了研究。

1 原材料的影響

1.1 水泥的影響

水泥對混凝土的影響取決于水泥的礦物成分及細度。水泥強度主要來自于C3S和C3A的早期強度及C2S的后期強度。用C3S含量較高的水泥來制作混凝土，其早期強度增長較快，但后期強度增長緩慢。水泥細度對混凝土強度的影響也很大，隨著細度增加，水化速率增大，就導致較高的早期強度增長較快，而混凝土的后期強度幾乎沒有增長，甚至出現(xiàn)強度倒縮現(xiàn)象。同時，在相同的條件下通過改變水泥的粒型和級配，也可以提高混凝土的強度。有資料顯示使用球狀水泥配制的混凝土與普通水泥混凝土相比56d齡期時強度約提高10%～50%。

1.2 摻合料的影響

摻合料已經(jīng)成為高性能混凝土的不可缺少的組分。大量的研究資料和實踐表明，礦物摻合料的種類、品質(zhì)和取代數(shù)量對混凝土的抗壓強度有著顯著的影響，而復合摻加兩種或兩種以上的礦物摻合料可以出現(xiàn)超疊加效應，對混凝土的早期強度和后期強度均有較大貢獻。例如粉煤灰對混凝土強度的影響因素就是多方面的：從粉煤灰自身的性質(zhì)來看，包括粉煤灰的化學組成、細度、粒徑分布、燒失量、在水泥基材中的摻量、需水量比、對水泥的適應性等；外在因素有水泥品種、外加劑、水膠比、養(yǎng)護條件等。例如蔣永惠等人發(fā)現(xiàn)粉煤灰中10～20μm顆粒對水泥強度的貢獻最大，是影響水泥強度的關鍵因素。劉數(shù)華等對比了高鈣和低鈣粉煤灰對混凝土強度影響，發(fā)現(xiàn)高鈣灰混凝土具有較高的初期強度，而低鈣灰具有更高的后期強度。

1.3 集料的影響

集料的影響又包括細集料和粗集料的影響。

1.3.1 細集料的影響。天然細集料的影響：對于中低強度等級混凝土，尤其是膠凝材料偏少的混凝土，需保證細集料中細小顆粒的數(shù)量，以保證混凝土整體顆粒的堆積效果，進而保證混凝土的強度。高強混凝土要用中粗砂，尤其是當石子級配很差時，砂子以偏粗為好。

機制細集料的影響：機制砂多棱角、表面粗糙、含有大量石粉，且多數(shù)機制砂級配不良。但在相同條件下，機制砂配制出的混凝土強度略高于河砂混凝土的抗壓強度。

1.3.2 粗集料的影響。粗骨料的粒徑影響：在低強度等級或膠凝材料用量較少的混凝土中，集料的粒徑越大，對水泥漿的需求量越小。對于給定的工作性和水泥用量，可以降低用水量，因此填充料粒徑越大，混凝土的強度越高。但對于高強度等級混凝土情況則不同，配制高強混凝土必須選擇粒徑較小的集料，主要是由于在高強混凝土中：（1）顆粒小的骨料存在缺陷的幾率小，相對比較致密，因為破碎時消除了控制強度的最大裂縫故強度比大顆粒的高；（2）小顆粒的骨料可降低骨料與水泥石界面的應力差；（3）水泥漿與單個石子界面的過渡層周長和厚度都小，難以形成較大的缺陷；（4）小顆粒的骨料增加了與水泥漿的粘結(jié)面積，使粘結(jié)強度提高；（5）在混凝土拌合物中，顆粒大的骨料下沉速度快，造成的混凝土內(nèi)部分布不均勻，影響混凝土的強度。

集料強度的影響。無論是高強、中強還是低強基體混凝土，當集料強度低于基體強度時，粗集料對混凝土抗壓強度負作用；當集料強度高于基體強度時，粗集料有利混凝土抗壓強度的提高。但也并非集料強度越高越好，集料與基體兩相之間存在強度和剛度相互匹配的關系。只有集料與基體在強度和彈性模量方面相互協(xié)調(diào)時，才能更好地發(fā)揮集料和基體的作用。

2 外加劑的影響

2.1 減水劑的影響

混凝土的抗壓強度與水泥石本身的孔隙率密切相關，而孔隙率的大小與水灰比及水泥的水化程度有關。當加入減水劑后，因其減水作用可明顯降低水灰比，提高混凝土的抗壓強度。減水劑的分散作用可以強化水泥的水化程度，同時，水泥漿中摻入適量減水劑，能使水泥漿早期水化產(chǎn)物生長有所延緩，這種延緩作用將促使其水化產(chǎn)物生長得更加充分、完整，從而使硬化水泥石的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加致密。

2.2 引氣劑的影響

引氣劑增加了混凝土中的氣泡，減小了水泥漿體的有效面積消弱了水泥石與集料間的粘結(jié)強度造成了混凝土抗壓強度的降低。

2.3 膨脹劑的影響

膨脹劑本身具有一定活性，可視為膠凝材料的一部分，混凝土早期強度隨膨脹劑的摻量增加而降低，但不成正比關系。后期強度可以達到甚至超過基準混凝土的強度，但摻量不能過大。如果摻量過大，會使混凝土強度明顯下降。

2.4 調(diào)凝劑的影響

常用的調(diào)凝劑主要有緩凝劑、早強劑和速凝劑，該類外加劑的應用主要是調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時間或改變混凝土強度發(fā)展規(guī)律?；炷辆從齽┗蚓從詼p水劑對混凝土的早強強度發(fā)展不利，但摻加緩凝劑后混凝土的后期強度均較空白混凝土強度略有提高。混凝土早強劑一般可以增加C3S組分水化速率和強度發(fā)展速率，對提高混凝土構(gòu)件早期強度有利，但后期強度增長緩慢，對混凝土后期強度影響不大或略有降低。混凝土的速凝劑主要應用于噴射混凝土，可以使混凝土迅速終凝，形成強度，但對混凝土后期強度影響較大，使混凝土強度有較大損失

3 結(jié)語

混凝土的強度是衡量混凝土質(zhì)量的重要參數(shù)之一?；炷恋膹姸仁艿皆牧稀⒊尚凸に嚒B(yǎng)護條件等方面的影響。因此，當進行科研實驗時，應盡力蔽掉混凝土負面影響因素，確?？蒲性囼灲Y(jié)果準確性，降低混凝土試驗的誤差；當進行混凝土工程建設時，必須針對實際情況，避免影響混凝土質(zhì)量的負面因素的出現(xiàn)。

參考文獻

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