影响混凝土强度的主要因素及其控制

1、浅谈水泥混凝土强度的主要影响因素及其控制茂名市公路建设有公司罗兴良关键词:水泥混凝土强度因素控制摘要:混凝土质量的主要指标之一是抗压强度,影响水泥混凝土强度的因素通常主要有:材料组成、制备方法,养护条件和试验条件等四大方面,本文主要从水泥混凝土的组成材料,配比关系及养生条件三方面进行简要论述。随着现代公路建设的迅速发展,水泥混凝土已成为高等级路面的主要建筑材料。混凝土质量的好坏,不仅直接影响着公路桥梁的安全及其使用寿命,同时亦对工程造价有很大的影响。因此我们对水泥混凝土的质量应有足够的重视和认识。一、影响水泥混凝土强度的主要因素。(一组成材料对混凝土强度的影响。水泥混凝土由水泥、砂、石、水四种

2、材料组成,材料组成是混凝土强度形成的内因,主要取决于组成材料的质量及其在混凝土中的数量。1、水泥强度的影响,水泥是混凝土的胶结材料,混凝土的性能很大程度取决于水泥质量。从混凝土强度表达式不难看出,混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比,按公式计算,当水灰比相等时,高标号水泥比低标号水泥配出的混凝土抗压强度高出许多。所以选用水泥的强度应与要求配制的混凝土强度等级相适应,施工时切勿用错了水泥标号。2、骨料的影响。混凝土骨料包括片石和砂,实验表明,当石质强度相等时,碎石表面比卵石表面粗糙,它与水泥砂浆的粘结性比卵石强;当水灰比相等或配合比相同时,两种材料配制的混凝土相比较,碎石的混凝土强度比卵石混

3、凝土强度大。相对而言,细骨料品种对混凝土强度影响程度比粗骨料小,所以混凝土公式内没有反映砂种特效,但砂的质量对混凝土质量也有一定影响。因此,砂、石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。(二配合比对混凝土强度的影响。混凝土的配合比就是水泥、砂、石、水四种材料用量的三个比例,即水灰比,砂率,胶骨比。设计合理的配比关系,是保证工程质量达标的基础,而在上述三个比例中,水灰比是影响混凝土强度的关键因素。公式表明,水灰比与混凝土强度也成反比关系,水灰比小,混凝土强度高;水灰比大,混凝土强度低。因此,当水灰比不变时,企图增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大混凝土的和易性,加大混凝土的收

4、缩和变形。(三养护条件的影响。对于相同配合组成和相同施工方法的水泥混凝土,其力学强度取决于养护的湿度、温度和养护时间(龄期,混凝土强度只有在一定的温度、湿度条件下才能保证正常发展。混凝土浇筑成型后,如能保持湿润的状态,混凝土的强度将随龄期按水泥的特性成对数关系增长;而在相同湿度的养护条件下,低温养护强度发展较慢,为了达到一定强度,低温养护较高温养护需要更长的龄期。另外,混凝土中水份蒸发过快,会导致其产生缩裂。二、控制水泥混凝土强度的措施。要保证混凝土的强度达到工程质量的指标,试验室工作和实际施工都必须严格按规定进行,两个环节都十分重要,不能偏废。(一组成材料质量的控制。要实验室设计合理的配比,

5、必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度,砂控制细度,含水率,含泥量等,片石控制粒径,含水率及含泥量等。只有材料达到合格要求,才能做出合理的混凝土配合比,才能使施工得以正常合理进行,达到设计和验收标准。1、水泥标号的选择。选用水泥的强度应与要求配制的混凝土强度等级相适应。如水泥强度选用过高,则混凝土中水泥用量过低,影响混凝土的和易性和耐久性;如水泥强度选用过低,则混凝土中水泥用量太多,非但不经济,而且降低混凝土的某些技术性质(如收缩率增大等。通常,配制一般混凝土时,水泥强度为混凝土抗压强度的1.52.0倍;配制高强度混凝土时,为混凝土抗压强度的0.91.5倍。根据实际经验,为提高水泥混凝土路面

6、的强度,应选用高强度水泥。目前重型交通的路面,抗折强度应大于5.0Mpa,在水灰比不大于0.46,水泥用量不大于360 Kg/m2的条件下,必须采用高强水泥或站道路水泥,才能满足混凝土强度高,且水泥用量少的要求。同时,为缩短养护时间,及早通车,应优先选用早强型水泥。2、砂、石骨料的控制。优质的混凝土用砂应有高的密度和小的比面,这才能达到既保证新拌混凝土有适宜的工作性和硬化后混凝土有一定的强度和耐久性,同时又达到节约水泥的目的。对要求耐磨的混凝土,小于0.08mm的颗粒不应超过3%,其他混凝土,则不应超过5%。为保证混凝土的强度,要求碎石必须具备足够的强度。如混凝土强度等级为C60或以上时,用于

7、混凝土的碎石应进行岩石抗压强度检验。按现行标准规定,岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5,且岩浆岩不宜低于80Mpa,变质岩不宜低于60 Mpa,沉积岩不宜低于30 Mpa。对于碎石的粒径,一般要求控制在3.2cm左右。另外,对于骨料中含有妨碍水泥水化,或能降低集料与水泥粘附性,以及能与水泥水化产物产生不良化学反应的各种有害杂质,亦应按规定加以严格控制。(二实验配合比与施工配合比的控制。由于施工现场砂石质量变化相对较大,因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求,并根据现场砂石含水率及时调整水灰比,以保证混凝土配合比,不能把实验配比与施工配比混为一谈。要正确按设计配合比及施工配合比施工

8、,首先要及时测定砂、石含水率,将设计配合比换算成施工配合比。在生产配合比的调整及施工控制中应注意以下问题:1、严格控制混凝土施工时的用水量。在实际工作中,操作者为方便施工,往往追求较大的坍落度,擅自增加用水量而不管强度是否能达到要求,从而导致混凝土强度的降低。因此,应加大质检抽查力度,严格控制操作者的用水量。2、调整生产配合比时,应准确测量施工现场砂石的实际含水量,经现场检查和了解,有部分试验人员并没有按规定要求准确测量,而是采用目测法来估计砂、石的实际含水量,这样做会导致生产配合比不准确。(三养护条件的控制。为防止混凝土中水分蒸发过速而产生缩裂,保证水泥水化过程的顺利进行,混凝土浇筑成型后,

9、应及时进行养护,才能保证混凝土的质量。目前水泥混凝土的养护主要采用浇水湿润养护法和喷洒氯化橡胶类养护剂养护法。按照我们的实践经验,两种养护方法均有其优缺点,因此在实际操作时,应针对各自的优缺点按工程的实际需要进行选择。1、传统湿润养护法的优缺点及注意事项。水泥混凝土养护的最终目的是保证其有足够水分,传统湿润养护法采用直接浇水的方式,其水分一般能得到有效保证。然而,湿润养护法用水量大,需要大量的草袋和人员,需不停浇水,且布管布线等不便于现场管理,稍有疏忽,便容易出现质量问题和安全问题。因此,采用这种养护法一定要保证水源的供应及人员的到位。2、养护剂养护法的优缺点。这种方法是将氯化橡胶类养护材料喷

10、涂到浇筑完毕的混凝土表面,形成封闭层,使混凝土表面的毛细孔与外界隔绝,内部水分不致蒸发散失,从而保证混凝土内部的水化反应持续进行。这种方法方便简易,节省劳动力和水资源,且对其它工序影响较小。但是,养护剂养护法受养护材料性能质量的制约,且对操作的规范性要求较高,因此往往并不能达到理想的效果。比如在2000年国道207线化州路段改建工程中,我们就采用喷涂养护剂的方法对路面进行养护。我们同期制作了两组砼试件,采用两种不同养护法进行养护,28天后进行抗折试验,然而,试验结果显示,采用养护剂养护的试件的强度平均只有4.5Mpa左右,不能达到设计值(5.0以上的要求;而用传统湿润养护法养护的试件强度却平均在5.5Mpa 以上,超过了设