一級(jí)建筑師建筑材料與構(gòu)造:影響混凝土強(qiáng)度的因素

　　影響混凝土強(qiáng)度的因素

　　(1)水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比決定混凝土強(qiáng)度的主要因素

　　水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度的大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。在配合比 相同的條件下，所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。 當(dāng)用同一種水泥(品種及強(qiáng)度等級(jí)相同)時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。因?yàn)樗嗨瘯r(shí)所需的結(jié)合水，一般只占水泥質(zhì)量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物時(shí)，為 了獲得必要的流動(dòng)性，常需用較多的水(約占水泥質(zhì)量的40%-70%)，也即較大的水灰 比。當(dāng)混凝土硬化后，多余的水分就殘留在混凝土中形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，大大地減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，而且可能在孔隙周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，可以 認(rèn)為，在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力也愈大，混凝土的強(qiáng)度就愈高。但如果加水太少(水灰比太小) ，拌合物過(guò)于干硬，在一定的 搗實(shí)成型條件下，無(wú)法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，強(qiáng)度也將下降。

　　水泥石與骨料的粘結(jié)力還與骨料的表面狀況有關(guān)，碎石表面粗糙，粘結(jié)力比較大，卵 石表面光滑，粘結(jié)力比較小。因而在水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比相同的條件下，碎石混凝土的強(qiáng)度往往高于卵石混凝土的強(qiáng)度。

　　根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，得出關(guān)于混凝土強(qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度等級(jí)等因素之間關(guān)系的 經(jīng)驗(yàn)公式：

　　(2)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度

　　周?chē)h(huán)境的溫度對(duì)水化作用進(jìn)行的速度有顯著的影響。養(yǎng)護(hù)溫度高可以增大初期水化 速度，混凝土初期強(qiáng)度也高。但急速的初期水化會(huì)導(dǎo)致水化物分布不均勻，從而降低整體的強(qiáng)度。而在養(yǎng)護(hù)溫度較低的情況下，由于水化緩慢，具有充分的擴(kuò)散時(shí)間，從而使水化 物在水泥石中均勻分布，有利于后期強(qiáng)度的發(fā)展。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)，則由于混凝土中的水分大部分結(jié)冰，水泥顆粒不能和冰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，混凝土的強(qiáng)度停止發(fā)展。 周?chē)h(huán)境的濕度對(duì)水泥的水化作用能否正常進(jìn)行有顯著影響：濕度適當(dāng)，水泥水化便 能順利進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展。如果濕度不夠，混凝土?xí)稍锒绊懰嗨饔玫恼＿M(jìn)行，甚至停止水化。

　　所以，為了使混凝土正常硬化，必須在成型后一定時(shí)間內(nèi)維持周?chē)h(huán)境有一定溫度和 濕度?；炷猎谧匀粭l件下養(yǎng)護(hù)，稱(chēng)為自然養(yǎng)護(hù)。在混凝土凝結(jié)以后(一般在12h以?xún)?nèi)) ， 表面應(yīng)覆蓋草袋等物并不斷澆水，硅酸鹽水泥、普通水泥和礦渣水泥時(shí)，澆水保濕應(yīng)不少 于7d;使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求時(shí)，應(yīng) 不少于14d。

　　(3)齡期

　　混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度將隨著齡期的增加而增長(zhǎng)。普通水泥制成的混凝 土，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比關(guān)系(齡期不小于3d)：

　　(1)采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥和快硬早強(qiáng)類(lèi)水泥

　　硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度比其他水泥的早期強(qiáng)度高。如采用高強(qiáng)度等 級(jí)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，則可提高混凝土的早期強(qiáng)度。也可用快硬水泥，它的 3d強(qiáng)度即可達(dá)到同強(qiáng)度等級(jí)普通硅酸鹽水泥混凝土28d的強(qiáng)度，但這種水泥價(jià)格較高，會(huì)使工程造價(jià)提高。

　　(2)采用濕熱處理

　　1)蒸汽養(yǎng)護(hù)：是將混凝土放在溫度低于100°C的常壓蒸汽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般混凝土經(jīng)過(guò)16-20h蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到正常條件下養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度的70%-80%。蒸汽養(yǎng)護(hù)的最適宜溫度隨水泥品種而不同。用普通水泥時(shí)，最適宜的養(yǎng)護(hù)溫度為80°C左右; 而用礦渣水泥及火山灰水泥時(shí)，則為90°C左右。

　　2)蒸壓養(yǎng)護(hù)：是將混凝土構(gòu)件放在175°C的溫度及8個(gè)大氣壓的壓蒸鍋內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在高溫的條件下，水泥水化時(shí)析出的氫氧化鈣，不僅能與活性的氧化硅結(jié)合，而且亦能與 結(jié)晶狀態(tài)的氧化硅相化合，生成含水硅酸鹽結(jié)晶，使水泥的水化加速，硬化加快，而且混凝土的強(qiáng)度也大大提高。對(duì)摻有活性混合材料的水泥更為有效。

　　(3)機(jī)械攪拌和振搗

　　機(jī)械攪拌比人工拌合能使混凝土拌合物更均勻，特別在拌合低流動(dòng)性混凝土拌合物時(shí) 效果更顯著。

　　(4)摻入混凝土外加劑、摻合料

　　在混凝土中摻入高效減水劑、復(fù)合外加劑、磨細(xì)的礦物摻合料(如硅粉、粉煤灰、磨細(xì)礦渣等) ，可配制出強(qiáng)度等級(jí)為C60~C100的高強(qiáng)度混凝土。

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