楊海峰

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1 影響混凝土強(qiáng)度的主要因素

影響混凝土強(qiáng)度的因素很多，其中較為主要的有水泥強(qiáng)度、水灰比、集料品質(zhì)和級(jí)配、混凝土的養(yǎng)護(hù)和齡期等[1]。

1.1 水泥強(qiáng)度

水泥是一種膠結(jié)材料，是混凝土主要組分之一，它在混凝土中約占總體積的10%～15%。水泥強(qiáng)度是決定混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，當(dāng)其他條件相同時(shí)，水泥標(biāo)號(hào)越高，其黏結(jié)力越強(qiáng)，則混凝土強(qiáng)度就越高?；炷翉?qiáng)度隨水泥強(qiáng)度正比變化已是無(wú)需證明的事實(shí)。水泥強(qiáng)度的高低取決于水泥的化學(xué)成分和水泥細(xì)度?；瘜W(xué)成分不同及它們?cè)谑炝现姓嫉谋壤煌瑳Q定了水泥性質(zhì)，形成了不同品種的水泥。以普通硅酸鹽水泥為例，它的強(qiáng)度主要與C3S和C2S的體積分?jǐn)?shù)有關(guān)。C3S強(qiáng)度發(fā)展較快，是決定水泥強(qiáng)度的主要成分。C2S使水泥強(qiáng)度早期發(fā)展慢、后期快，是保證水泥后期強(qiáng)度的主要成分。

1.2 集料

集料（骨料）是混凝土組分之一，占混凝土總體積的66%～78%。混凝土集料有粗細(xì)之分，一般把0.5mm～5mm粒徑的集料稱為細(xì)集料；粒徑大于5mm的稱為粗集料。普通混凝土所用的集料有砂、碎石和卵石。集料的重要參數(shù)有集料的品種、形狀、表面狀態(tài)及級(jí)配等。集料強(qiáng)度不太重要，因?yàn)榧蠌?qiáng)度一般高于混凝土強(qiáng)度，在承載時(shí)，混凝土中的集料所能承受的應(yīng)力遠(yuǎn)超過(guò)混凝土強(qiáng)度。集料的顆粒形狀有棱角形、球形或蛋形，片狀和針狀顆粒影響混凝土的工作性和耐久性，在有關(guān)規(guī)定中限定了它們的含量。

集料顆粒的表面狀態(tài)主要是指表面粗糙程度和孔的特征。集料形狀和表面狀態(tài)影響集料與水泥石的黏結(jié)，從而影響混凝土強(qiáng)度，特別是抗壓強(qiáng)度。集料品種對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響與水灰比有關(guān)，當(dāng)水灰比小于0.4，用碎石制成的混凝土強(qiáng)度較卵石的大；隨水灰比增大，集料的影響減??；當(dāng)水灰比為0.65時(shí)，碎石和卵石制成的混凝土強(qiáng)度沒(méi)有差異。

1.3 水灰比

水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。普通混凝土強(qiáng)度主要取決于其內(nèi)部毛細(xì)管孔隙率，孔隙率越小，強(qiáng)度越高。水灰比和混凝土振搗的密實(shí)程度都對(duì)混凝土內(nèi)的孔隙體積有影響。在一定振搗方法下，水灰比低，因和易性不好，混凝土不能被充分振實(shí)，強(qiáng)度因孔隙率大而較低；水灰比過(guò)高，水泥石中孔隙體積增加，混凝土強(qiáng)度也低。對(duì)于每種振搗方式和一定配合比的混凝土，都存在一個(gè)最佳水灰比，它要通過(guò)試驗(yàn)確定。充分密實(shí)的混凝土的孔隙率由水灰比確定。Pc=W/C-0.36a式中：Pc為毛細(xì)孔隙率；W/C為水灰比；a為水化程度。在這種情況下，混凝土強(qiáng)度隨水灰比的降低而提高。充分密實(shí)的混凝土形成水化物需要一個(gè)最小的水量。

1.4 養(yǎng)護(hù)條件和齡期

養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展有很大影響，養(yǎng)護(hù)溫度高可以加快初期水化速度，提高混凝土初期強(qiáng)度。但由于急速的初期水化導(dǎo)致水化物的不均勻分布，從而降低混凝土整體強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)溫度低時(shí)，水化速度比較慢，若溫度低于10℃時(shí)將不利于早期強(qiáng)度的發(fā)展[2]。

水泥水化只能在為水填充的毛細(xì)管內(nèi)發(fā)生，因此必須創(chuàng)造條件防止毛細(xì)管內(nèi)水分蒸發(fā)。而且在水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生的水泥凝膠具有很大的比表面積，大量的自由水變?yōu)楸砻嫖剿?，這時(shí)如果不讓水分進(jìn)入水泥石內(nèi)，水分蒸發(fā)可引起過(guò)度失水，從而延遲或阻礙水化反應(yīng)的正常進(jìn)行。水化反應(yīng)通常在混凝土成型后的幾天內(nèi)迅速進(jìn)行，因此在這期間保持混凝土中的水分、阻止或減少水分的蒸發(fā)是很重要的。一般當(dāng)混凝土相對(duì)濕度低于80%或溫度低于0℃時(shí)，強(qiáng)度增長(zhǎng)幾乎停止。混凝土強(qiáng)度隨齡期曲線而增長(zhǎng)，在14天以前強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，14天以后增長(zhǎng)平緩，28天以后更加平緩，2～3年后強(qiáng)度將停止增長(zhǎng)。試驗(yàn)資料表明，用硅酸鹽水泥制成的混凝土28天強(qiáng)度與7天強(qiáng)度之比約在1.3～1.7之間。

2 混凝土強(qiáng)度影響評(píng)定方法

評(píng)定混凝土強(qiáng)度質(zhì)量不可能采用全數(shù)的破壞性試驗(yàn)，只有從檢驗(yàn)批的總體中，隨機(jī)抽取若干組試件進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。并以此試驗(yàn)結(jié)果，來(lái)推斷總體的質(zhì)量狀況。根據(jù)抽樣統(tǒng)計(jì)理論，試樣的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與總體的統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系，有一定的規(guī)律可循。因此，在合格性控制上，采用統(tǒng)計(jì)方法能較好地反映驗(yàn)收批的質(zhì)量狀況，是實(shí)行質(zhì)量管理的一個(gè)組成內(nèi)容。

對(duì)批量較小的混凝土，可使用非統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行評(píng)定，但非統(tǒng)計(jì)法的檢驗(yàn)效率較差，容易造成誤判，應(yīng)避免采用，對(duì)于混凝土構(gòu)件預(yù)制廠和預(yù)拌混凝土生產(chǎn)廠，由于生產(chǎn)條件能基本保持一致，最好采用已知方差統(tǒng)計(jì)法。

用確定混凝土強(qiáng)度評(píng)定值的方法來(lái)判定混凝土強(qiáng)度是否合格，不僅在概念上更便于理解，而且在判定混凝土強(qiáng)度合格性的同時(shí)，就給出了混凝土所達(dá)到的強(qiáng)度等級(jí)(混凝土強(qiáng)度評(píng)定值)，如判定為不合格時(shí)，可將其直接提供設(shè)計(jì)單位作為加固補(bǔ)強(qiáng)的依據(jù)[3]。

現(xiàn)行《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的非統(tǒng)計(jì)法對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)判寬嚴(yán)程度不同，錯(cuò)判和漏判的可能性較大，建議在標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)將統(tǒng)計(jì)法的適用范圍放大(如將統(tǒng)計(jì)法適用的驗(yàn)收批強(qiáng)度試件組數(shù)降低)。另外，考慮到混凝土施工配制強(qiáng)度為：fcu，0=fcu，k+1.645σ而不是λfcu，k，鑒于目前混凝土強(qiáng)度等級(jí)分布較廣，從C10～C80甚至更高，對(duì)非統(tǒng)計(jì)法的驗(yàn)收界限值應(yīng)采用fcu，k±λσ的形式(λ為系數(shù)，分平均值系數(shù)和最小值系數(shù)兩種，σ為平均控制水平的標(biāo)準(zhǔn)差，按規(guī)范規(guī)定選取)，取代原來(lái)的λfcu，k的形式，可以對(duì)各個(gè)強(qiáng)度等級(jí)都保持寬嚴(yán)一致。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土強(qiáng)度影響因素眾多，本文根據(jù)理論分析和施工實(shí)踐并結(jié)合國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)，提出并總結(jié)了影響混凝土強(qiáng)度的三大因素：混凝土的原材料、工藝及施工技術(shù)。較為全面的分析了這些因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，并結(jié)合這些影響因素提出了如何提高混凝土強(qiáng)度的方法，為水泥混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及試驗(yàn)分析提供一些思路，具有一定的實(shí)用價(jià)值。