湛江市檢測技術(shù)發(fā)展公司

摘要：本文通過對砼材料進行詳細的分析，具體闡述對砼材料的強度與變形的影響因素。

關(guān)鍵詞：砼材料；強度；變形因素

1 引言

伴隨著國家社會的不斷進步和經(jīng)濟水平的不斷提高，我國的建筑行業(yè)也處于飛速發(fā)展中。當(dāng)今社會，人們對居住的要求越來越高。為了滿足人們的要求，我國的建筑物應(yīng)該采用可靠度高的原材料。建筑中的很多項目中主要采用的原材料就是砼材料，尤其是排架結(jié)構(gòu)工程中的梁、板、柱中采用的較多，因此為了保證建筑工程的質(zhì)量，我們應(yīng)該嚴格把控砼材料的強度，保證結(jié)構(gòu)的可靠度，進而保證工程質(zhì)量。

2.工程實例

某商務(wù)大廈工程結(jié)構(gòu)，地下室墻柱及頂板砼強度等級為C30。砼材料為水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰、超細礦渣、硅灰等礦物摻合料。

3 砼材料強度的影響因素

3.1原材料對砼材料強度的影響

（1）影響砼強度的主要因素是水灰比和水泥的標號：

砼中的水泥是重要的活性成分，砼強度的強弱會直接受到水泥的影響，在相同配合比的情況下，采用的水泥的標號會影響砼的強度，標號越高，強度就越高。在水泥相同的情況下時，水灰比也會影響砼的強度。通常情況下，水泥水化所需要的水只占水泥總重量的百分之二十三左右，若水泥水化時需要較多的水，那么大約應(yīng)該占水泥總重量的百分之四十到百分之七十。多余的水在砼硬化之后殘留在砼中，并在其中形成的氣泡，這些氣泡或者蒸發(fā)后形成的氣孔，導(dǎo)致砼的抵抗荷載實際的有效斷面極大的減少，還可能造成應(yīng)力在空隙的周圍不斷集中，所以，在相同的水泥標號的情況下，砼的強度以及水泥與骨料的粘結(jié)力都會隨著水灰比的減小而增強。

（2）粗骨科對砼強度的影響：

在石質(zhì)的強度相等的情況下，粗骨料表面的粗糙程度影響著砼的強度，若碎石與水泥漿料的粘結(jié)力比碎石與卵石的粘結(jié)力大，當(dāng)在配合比相同或者水灰比相同的情況下，那么就這兩種材料所配制的砼，碎石配置的砼要比卵石配置的砼強度高。

（3）砂對砼強度的影響：

砂率的影響是砂對砼強度的主要影響。所謂砂率就是砼中砂的質(zhì)量所占的砂、石總質(zhì)量的百分比。砼中的砂率稍微的變動就會導(dǎo)致骨料總的表面積的空隙發(fā)生較大的變化，由此可知，砂率影響著砼的拌和物的和易性。

3.2攪拌和振搗對砼材料強度的影響：

比起人工拌合，機械的攪拌可以使砼的拌和物更加的均勻，尤其表現(xiàn)在拌和低流動性的砼拌和物等方面，砼強度隨著攪拌時間的加長而增強，但因為施工進度和能耗等方面的因素，通常要求拌合時間在2—3分鐘之間。使用振搗器對拌合物進行搗實時，使其的流動性得到提高，進而使其可以較好的充滿模型，并使砼中的氣泡排出，減少砼的內(nèi)部空隙，致使砼的密實度提升，最終使砼的強度提高；

3.3溫度和濕度砼材料強度的影響：

水泥的水化作用決定了砼的硬化程度，水泥的水化速度受到周圍環(huán)境的溫度的影響較大，水泥的水化速度會隨著溫度的升高而加快，則砼的強度增強的速度也會加快，相反，周圍的溫度降低會導(dǎo)致水泥水化反應(yīng)速度降低，進而導(dǎo)致砼的強度的增長速度變得遲緩，雖然高溫可以加快砼的強度增強，但是也應(yīng)該水分充足，確保水泥繼續(xù)進行水化反應(yīng)。由此可知，不管是夏季施工還是冬季施工，旌工需要不斷澆水，保證砼的強度。

3.4齡期對砼材料強度的影響：

在正常的養(yǎng)護的情況下，齡期增加，砼的強度也會隨著提高，強度增長較快的時期最初是在7-14天之間，強度增長緩慢的時期在28天以后。例如實際工程中，有一些旌工單位把做試塊的工作落下了，然后趕緊補做，為了加快進度幾天就壓，導(dǎo)致強度不合格。

4 砼變形的影響因素

由于受環(huán)境和外力因素的影響，砼在施工過程中易發(fā)生變形。砼一旦發(fā)生了變形，就很可能會影響到砼的受力、應(yīng)力及結(jié)構(gòu)尺寸，并使砼出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象。混凝土的變形分為兩類：第一，荷載變形，這種變形主要是由于構(gòu)件在外力的作用下，自身發(fā)生變形；第二，非荷載變形，這種變形是因為外部環(huán)境因素和內(nèi)部環(huán)境因素共同作用引起的變形。

4.1化學(xué)收縮

混凝土在硬化的過程中，因反應(yīng)后的體積比反應(yīng)前的體積小而產(chǎn)生的收縮變形，稱之為化學(xué)收縮變形。隨著砼硬化齡期的增長收縮量也逐步增大，與時間成正比例關(guān)系。砼成型后，在40 多天內(nèi)的增長速度較快，以后趨于平穩(wěn)，且不可恢復(fù)。

4.2塑性收縮

由于混凝土拌合物成型之后，容易發(fā)生顆粒下沉而導(dǎo)致砼表面發(fā)生泌水現(xiàn)象，此時砼表面水分蒸發(fā)的速度遠大于泌水的速度，導(dǎo)致砼發(fā)生表面收縮現(xiàn)象，這種變形稱為塑性收縮。

4.3碳化收縮

水泥中的物質(zhì)會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)導(dǎo)致砼體積的減小，這種變形稱為碳化收縮變形。碳化收縮變形的最大值發(fā)生在空氣濕度為30%～50%的時候。

4.4干濕變形

砼變形中最常見的是干濕變形。周圍環(huán)境干濕度的變化是影響這種變形的主要因素。砼在施工干燥的過程中，毛細孔中的毛細水份會很快蒸發(fā)，雖然水分的蒸發(fā)不會引起砼的變形，但會使毛細孔中形成負壓，負壓會隨著空氣濕度的降低而逐漸增大，產(chǎn)生較大的收縮力，導(dǎo)致砼發(fā)生變形。毛細孔中的水分蒸發(fā)完之后，若繼續(xù)發(fā)生干燥，膠凝體顆粒中的吸附水也會發(fā)生蒸發(fā)，此時由于分子之間的相互作用力使得離子間距離縮小，導(dǎo)致膠凝體收縮。砼的這種收縮在重新吸水后大部分是可以恢復(fù)的，這種收縮變形對砼質(zhì)量的危害較大，在受到收縮約束時，會引起混凝土的開裂，降低砼的抗凍性、抗?jié)B透性及抗侵蝕的性能。

4.5干縮變形

在干縮變形實驗中，用的是100mm×100mm×515mm 的標準試塊，在規(guī)定的條件下，實驗所測得干縮率可達到（300～500）×10-6。由于這種實驗只能反映砼的相對干縮性性能，而實際構(gòu)件尺寸遠大于實驗標準試塊的尺寸，因此實驗值會大于實際砼構(gòu)件的干縮率。

下面介紹一下影響砼干縮的因素：

（1）水泥的標準、用量及品種對砼的影響。由于水泥石會引起混凝土的干縮，而水泥中的骨料又會制約這種干縮性能，因此在水灰比不變的情況下，砼的干縮率會隨水泥漿的增多而增大。通常礦渣水泥配制砼的收縮率>粉煤灰水泥的收縮率>普通水泥配制的砼的干縮率。

（2）水灰比和單位用水量的影響。水泥用量不變時，水灰比越大，砼的干縮率越大，干硬性砼的干縮率小于塑性砼的干縮率。砼單位用水量每增加1%，干縮率就會增加2%～3%左右。

（3）集料質(zhì)量的影響。砼中的砂石在材料組成中占有很大的比重，在混凝土中起骨架作用，會限制砼的收縮。因此水泥漿的收縮率會大于砼的收縮率，而水泥凈漿的收縮量又比水泥砂漿大的多。砼的收縮還會隨集料彈性模量的增大而減小，故變通砼的收縮要小于輕集料砼的。集料配制吸水率大，砼的干縮率也會隨之增大；集料含泥量較多，砼的干縮性也較大；集料級配良好、粒徑較大，能減少砼中水泥漿用量時，砼干縮率會變小。

（4）砼的施工質(zhì)量。施工質(zhì)量會影響混凝土的密實成型，導(dǎo)致養(yǎng)護時間的延長、干縮變形的發(fā)展和砼的成型密實。但施工質(zhì)量對砼最后的干縮率卻沒有顯著影響。若想要減小砼的干縮率可采用濕熱養(yǎng)護的方法。

（5）溫度的影響。砼有熱脹冷縮的特性。溫度對砼（特別是大體積砼及大面積砼）工程有著重大的影響，且容易產(chǎn)生不利影響，會造成砼形成溫度裂縫。水泥的水化會在砼的硬化初期產(chǎn)生大量的熱量，由于砼是熱的不良導(dǎo)體，其散熱功能較差，會導(dǎo)致大體積砼的內(nèi)部溫度高于外部溫度，最高可達到50～70℃，這種高溫會使砼體積內(nèi)部產(chǎn)生膨脹，外部會隨氣溫的降低而逐漸收縮，內(nèi)外部收縮產(chǎn)生矛盾，在外表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)以上所述，對于大體積的混凝土而言，可采用人工降溫、減低水泥水化熱和減少水泥用量的方法來降低大體積砼的熱量。

5 結(jié)語

綜上所述，我國建筑物的建設(shè)離不開砼材料。砼材料決定結(jié)構(gòu)的可靠性，進而影響著建筑工程質(zhì)量。在施工中，控制混凝土材料的強度是必不可少且最重要的一項工作。因此，為保證建筑工程質(zhì)量，我們需要嚴格的控制混凝土的強度和變形。

參考文獻：

[1] 梁俊林.高等級的公路中混凝土材料的路面貧混凝土基層以及排水系統(tǒng)的應(yīng)用研究[R].南寧：廣西的交通科研所，2007.（42-48）.

[2] 馬健.對貧瘠水泥混凝土基層路面的研究[J].公路，2008（5-6）.

[3] 孫嘉偉.對貧混凝土基層混凝土路面的研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.（102-107）