影響混凝土強度的因素和提高措施
1 混凝土原料構(gòu)成及其作用
混凝土是一種由水泥、砂、石骨料、水及其它外加材料按一定比例均勻拌和，經(jīng)一定時間硬化而形成的人造石材。在混凝土中，砂石起骨架作用稱為骨料，水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌和物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體。
混凝土強度的高低，直接影響到建筑物結(jié)構(gòu)安全，情況嚴重的將造成建筑物倒塌，嚴重危害到人們的生命安全。因此，在施工中對混凝上的強度應有足夠的重視。
2 混凝土強度等級與混凝土強度平均值及其標準差的關(guān)系
混凝土強度等級是根據(jù)混凝土強度分布的平均值減去1.645倍標準差確定的，保證混凝土強度標準值具有95％的保證率，低于該標準值的概率不大于5％，充分地保證結(jié)構(gòu)的安全。從這個定義推定，抽樣檢驗的N組件的混凝土強度平均值一定不小于混凝土設計強度等級，而強度平均值的大小取決于標準差的大小。因此施工人員必須明確，不但要使混凝土強度平均值大于混凝土強度的變異性，更要使混凝土強度標準差降低到最低值。這樣既保證了工程質(zhì)量又降低了工程造價，是行之有效的節(jié)約措施。
3 影響混凝土強度的因素
普通混凝土受力破壞一般出現(xiàn)在骨料和水泥石的分界面上，是常見的粘結(jié)面破壞的形式。在普通混凝土中，骨料最先破壞的可能性小，因為骨料強度通常大大超過水泥石和粘結(jié)面的強度。所以混凝土的強度主要決定于水泥石強度及其與骨料表面的粘結(jié)強度。而水泥石強度及其與骨料的粘結(jié)強度又與水泥標號、水灰比、及骨料的性質(zhì)有密切關(guān)系。當水泥石強度較底時，水泥石本身容易受到破壞。此外混凝土的強度還受施工質(zhì)量、養(yǎng)護條件及齡期的影響。
3.1 水灰比和水泥標號是決定混凝土強度的主要 因素
水泥是混凝土中的活性成分，其強度的大小直接影響著混凝土強度的高低。從混凝土強度表達式：fcu.o＝A?fce（C／W-B）可以看出，在配合比相同的條件下，所用的水泥標號越高，制成的混凝土強度越高。當水泥相同時，混凝土的強度取決于水灰比。當水泥水化時所需的結(jié)合水，一般只占水泥重量的23％左右。如果結(jié)合水較大（約占水泥重量的40~70％），混凝土硬化后，多余的水分殘留在混凝土中形成氣泡或蒸發(fā)后形成氣孔，大大地減少了混凝土抵抗荷載的實際有效斷面，可能在空隙周圍產(chǎn)生應力集中。因此，在水泥標號相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強度愈高，與骨料粘結(jié)力愈大，混凝土的強度就愈高。如果加水太少，拌和物過于干硬，在一定的搗實成型條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩孔洞，混凝土強度也將下降。
3.2 粗骨料的影響
粗骨料對混凝土強度也有一定的影響。當石質(zhì)強度相等時，決定于骨料的表面粗糙度。如：碎石表面比卵石表面粗糙，它與水泥砂漿的粘結(jié)力比卵石大；當水灰比相等或配合比相同時，兩種材料配制的混凝土，碎石的混凝土強度比卵石強。一般混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右。對于砂的質(zhì)量對混凝土的強度也有一定的影響。如果砂的含泥量大，含有一定量的有害雜質(zhì)，也會降低混凝土強度。因此，通常在施工中使用清水砂。
3.3 溫度和濕度的影響
混凝土的硬化在于水泥的水化作用。周圍環(huán)境溫度對水泥水化的速度有顯著的影響：溫度升高，水泥水化速度加快，混凝土強度增長加快。反之，溫度降低，水泥水化速度降低，混凝土強度增長緩慢。當溫度降至冰點以下時，則由于混凝土中的水分大部分已結(jié)冰，水泥顆粒不能與冰發(fā)生化學反應，混凝土的強度停止發(fā)展，而且孔隙內(nèi)水分結(jié)冰會引起膨脹（水結(jié)冰體積可膨脹約9％），作用在孔隙毛細管內(nèi)壁，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，已經(jīng)獲得的強度（如果在結(jié)冰前，混凝土已經(jīng)不同程度地硬化的話）受到損失。當氣溫忽高忽底反復凍融，混凝土內(nèi)部的微裂逐漸增長、擴大，使混凝土強度逐漸降低，表面出現(xiàn)剝落，甚至混凝土完全崩潰。
周圍環(huán)境的濕度對水泥的水化作用也有顯著影響：濕度適當，水泥水化進行順利，混凝土強度增長較快。如果濕度不夠，混凝土因缺水而影響水泥水化作用的正常進行，甚至停止水化。使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，滲水性增大或形成干縮裂縫，影響耐久性。
為了使混凝土正常硬化，必須在成型后一定時間內(nèi)維護周圍環(huán)境，保證一定溫度和濕度。當混凝土凝結(jié)以后，表面應覆蓋草袋等物并不斷澆水，防止其發(fā)生不正常的收縮。在夏季應注意澆水，保持必要的濕度；在冬季注意保溫，保持必要的溫度。一般采取綜合蓄熱法及蒸養(yǎng)法。
3.4 齡期的影響
混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度將隨著齡期的增加而提高，最初7~14d內(nèi)強度增長較快，28d以后增長緩慢。
4 提高混凝土強度的措施
根據(jù)影響混凝土強度的因素分析，提高混凝土強度可以從以下幾個方面采取措施：
4.1 采用高標號水泥
如：采用早強水泥，或在混凝土中摻入早強劑，均可提高混凝土早期強變。
4.2 盡可能降低水灰比
為使混凝土拌和物中的游離水分減少，采用較小的水灰比，用水量小的干硬性混凝土，或在混凝土中摻入減水劑。
4.3 采用濕熱處理
4.3.1 蒸汽養(yǎng)護
將混凝土放在溫度低于100℃的常壓蒸汽中進行養(yǎng)護。一般混凝土經(jīng)過16～20d的蒸汽養(yǎng)護后，其強度即可達到正常條件下養(yǎng)護28d強度的70~80％。蒸汽養(yǎng)護的最適宜溫度隨水泥品種而不同。用普通水泥時，最適宜的養(yǎng)護溫度為80℃左右，用礦渣水泥及火山灰水泥時，則為90℃左右。
4.3.2 蒸壓養(yǎng)護
將混凝土構(gòu)件放在175℃的溫度及8個大氣壓的壓蒸鍋內(nèi)進行養(yǎng)護。在高溫的條件下，水泥水化時析出的氫氧化鈣，不僅能與活性的氧化硅結(jié)合，而且亦能與結(jié)晶狀態(tài)的氧化硅相結(jié)合，生成含水硅酸鹽結(jié)晶，使水泥的水化加速，硬化加快，而且混凝土的強度也大大提高。對摻有活性混合材料的水泥更為有效。
4.4 采用機械攪拌和振搗
機械攪拌比人工拌和能使混凝土拌和物更均勻，特別在拌和低流動性混凝土拌和物時效果更顯著。攪拌時間越長，混凝土強度越高。但考慮到能耗、施工進度等，一般要求控制在2~3min之間。利用振搗器搗實時，能提高混凝土拌和物的流動性，使混凝土拌和物能很好的充滿模型，排除混凝土中氣泡，內(nèi)部空隙大大減少，提高了混凝土的密實度，從而大大提高了混凝土強度。
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