劉艷輝

（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧 遼陽111000）

水泥混凝土是由膠凝材料（水泥或粉煤灰等)、水和粗細(xì)集料等按適合的比例配合、拌制成混合物，經(jīng)一段時間的養(yǎng)護硬化后，形成的達(dá)到預(yù)期強度的人造石材。針對混凝土的構(gòu)成材料方面，對水泥混凝土抗壓強度的影響分析如下。

1 水膠比是決定混凝土強度的關(guān)鍵

（1）從理論上講，在配制水泥混凝土?xí)r，膠水比越?。ㄋz比越大），混凝土強度越低；膠水比越大（水膠比越?。?，混凝土強度越高。當(dāng)水泥用量不變的情況下，由于用水量的計量不準(zhǔn)確或其他原因產(chǎn)生的用水量增加，會增大水泥混凝土的水膠比，其抗壓強度也會因此而降低。

（2）水泥在水泥混凝土中起膠結(jié)作用，水泥混凝土抗壓強度的高低，取決于水泥的質(zhì)量。因為一般情況下，集料的強度（壓碎值表征）都高于水泥混凝土的抗壓強度。因此，在水泥用量一定的情況下，水膠比中的水量是決定水泥混凝土強度的關(guān)鍵。下面就從水在水泥漿體中的存在形態(tài)來分析。

水泥混凝土漿體中的水以以下四種形態(tài)存在：化合水；凝膠水；毛細(xì)水；游離水；除了第一種化合水外，以上其他三種形態(tài)的水-凝膠水、毛細(xì)水、游離水，均是滿足工作性的需要而存在的，也都隨著水泥漿體的凝結(jié)硬化而慢慢蒸發(fā)掉，它們所占用的體積就變成了孔隙，水泥混凝土強度、密度和耐久性因而就受到了不利影響。任何材料所含孔隙率高低都直接關(guān)乎該材料的強度?？紫堵试礁?，強度越低；孔隙率越低，強度越高，水泥混凝土也不例外。所以，它的水膠比越大，硬化后孔隙率也將越大；強度就越低，水膠比越小，硬化后孔隙率就會越小，強度就越高。因此，要精確計量用水量。在保證工作性要求下，提高水泥混凝土的抗壓強度。

2 水泥的強度是影響混凝土強度的根本

原材料相同、強度等級相同的配合比，水泥標(biāo)號選取愈高，混凝土強度愈高；反之，則愈低。還有很多人認(rèn)為，水泥的摻量越多，水泥混凝土的抗壓強度就會越來越高，這個認(rèn)識是不正確的。

（1）要有前提。在單位用水量不確定的情況下，也就是水膠比無法確定的時候，無從談起混凝土強度的高低問題。（2）兩者間關(guān)系不是一成不變的。只有在水膠比不變的情況下，適當(dāng)增加水泥摻量，混凝土的抗壓強度才有可能隨之而提高。當(dāng)水泥用量繼續(xù)增加到某一臨界值時，水泥混凝土抗壓強度就會呈現(xiàn)出下降的趨勢。因為水泥漿在填充集料孔隙時，隨著漿體的增加，孔隙率越來越小。直到從理論上已完全充滿孔隙，繼續(xù)增加水泥漿用量，才能增大水泥漿在水泥混凝土中體積的比例。所以，選擇合適的水泥摻量，是保證水泥混凝土強度的根本。

3 集料的優(yōu)劣是決定水泥混凝土強度的重要因素

（1）細(xì)集料宜采用級配良好的、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈且粒徑小于 5mm的河砂。細(xì)集料Ⅰ區(qū)砂偏粗，細(xì)度模數(shù)相對也就大，砂的空隙率就大。在相同水泥使用量的情況下，混凝土的密實度就低了，也就是混凝土的空隙大了。所以，在相同水泥用量的情況下，砂過粗，水泥混凝土的強度相對也就低。Ⅲ區(qū)砂偏細(xì)，細(xì)度模數(shù)相對也就小，砂的比表面積大。這需要更多的水泥來包裹砂，否則會離析。所以，在相同水泥使用量的情況下，砂過細(xì)，強度相對也會降低。另外，砂率對混凝土強度也有一定影響。下面就列舉一組（表 1）C25水泥混凝土，在材料相同、水膠比相同、砂率不同情況下，與7d、28d中的抗壓強度進行對比。基本信息為水泥：海螺牌P.C32.5R；砂為中砂（細(xì)度模數(shù)3.0）；石為（16～31.5）mm 碎石；水為可飲用水。試驗條件：溫度為19℃，濕度為65%；養(yǎng)護條件為20℃±1℃，濕度＞95%；設(shè)計坍落度為10～40mm。

表1 不同砂率下水泥混凝土抗壓強度對照表

從表1中可看出，砂率從小逐漸增大，水泥混凝土的抗壓強度則是增大到一定值之后，又逐漸減小。水泥漿不變的情況下，隨著砂率的增大，細(xì)集料表面逐漸不能被水泥漿包裹，混凝土的強度也就隨之下降。故選擇適合的砂率也很重要。

（2）粗集料宜根據(jù)最大粒徑采用連續(xù)兩級配或連續(xù)多級配，不宜采用單粒級或間斷級配。當(dāng)條件所限時，應(yīng)通過試驗驗證。碎石表面粗糙，礫石表面則較為光滑，它們與水泥石界面間的粘結(jié)強度有較大區(qū)別。和易性要求高的盡可能的選擇礫石，強度要求高的應(yīng)優(yōu)先選用碎石。粗集料的最大粒徑應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)物的最小結(jié)構(gòu)尺寸要求選取。粒徑大時，其比表面積小，包裹集料表面的水泥漿的量可以減少。在水泥混凝土強度不變的情況下，可節(jié)省水泥，或在減小水膠比的情況下，提高水泥混凝土的抗壓強度。粗集料的粒徑也不宜過大，因為過分增大粗集料粒徑，就會越來越多地減少粘結(jié)面，會造成水泥混凝土內(nèi)部構(gòu)形成骨架空隙結(jié)構(gòu)，降低水泥混凝土的抗壓強度。另外，集料中的粉塵、泥土、有機物、硫化物及硫酸鹽等其他有害物質(zhì)的含量，對水泥混凝土的抗壓強度也影響較大。所以在實際施工中，要盡可能選用級配良好的、品質(zhì)優(yōu)良、有害物質(zhì)含量少或無的集料，還要選取適合的摻配比例。

4 結(jié)束語

原材料的有效控制是保證水泥混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，因此，重視水泥混凝土的抗壓強度控制的前提是對原材料的有效控制。水泥混凝土的強度控制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，所以必須對影響混凝土強度的各種因素進行分析。從混凝土的原材料、配合比、攪拌、運輸、澆筑直至養(yǎng)護等所有環(huán)節(jié)進行全面地有效控制，盡可能在保證質(zhì)量的前提下力求節(jié)約。

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