4.2.3影响混凝土强度的主要因素4

建设工程管理专业教学资源库主讲人：李颖颖

时间：2020.02《建筑材料》四水泥混凝土与建筑砂浆工程造价目录/CONTENT02标题文字03标题文字04标题文字01普通混凝土的组成材料04混凝土的变形0306混凝土的外加剂05硬化后混凝土的耐久性03混凝土的强度02混凝土拌合物的性质07混凝土的配合比08建筑砂浆混凝土的强度PART

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影响混凝土强度的主要因素混凝土的强度混凝土受压破坏的三种形式？水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏骨料劈裂破坏水泥石发生拉伸或剪切破坏骨料和水泥石分界面上的粘结面破坏，这是最常见的破坏形式。混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其与骨料表面的粘结强度原材料因素生产工艺因素试验因素分析思路：

材料的强度与其组成、结构密切有关。组成影响因素：水泥、骨料和水及其特性与掺量；结构影响因素：组成材料及其分布、生产工艺与条件、浇灌与养护制度等混凝土强度的影响因素–原材料原材料的影响水泥石强度骨料性能水泥石-骨料界面过渡区水灰比水泥品种外加剂(化学外加剂、矿物外加剂)拌合水水泥石强度的影响因素水灰比的影响水泥水化所需的水量远少于为保证混凝土拌和物和易性所需的水量，剩余水将在混凝土中留下大量孔隙，而材料强度与孔隙率呈指数函数关系；采用同种水泥时，混凝土强度主要决定于水灰比。满足和易性要求时，水灰比越小，水泥石强度越高。水泥品种的影响水泥品种通过下列几方面影响混凝土的强度：水泥的强度等级混凝土强度与水泥强度成正比；水泥细度水泥比表面积越大，水化速度越快，混凝土早期强度增长快；水泥矿物组成由于90天龄期以后，水泥的水化度基本相同，因此，水泥矿物组成主要影响早期强度标准稠度需水量需水量低则有利于降低水灰比和孔隙率，从而提高水泥石和混凝土的强度。由于外加剂技术的发展，水灰比（水胶比）从>0.5降低到0.15~0.30；混凝土抗压强度从~30MPa提高到200~800MPa！化学外加剂矿物掺合料

外加剂的影响化学外加剂减水剂通过降低水灰比、减少用水量，从而改善混凝土密实性和均质性，提高混凝土强度缓凝剂或早强剂通过影响水泥石强度及其发展，调节水化放热速度，从而改变其强度增长规律矿物掺合料减少水泥用量改善水泥石密实性提高界面区密实度

骨料性能的影响因素骨料最大粒径经济上，应尽可能低选用大粒径的粗骨料；大粒径的粗骨料可以降低混凝土的用水量；粗骨料的粒径越大，过渡区就将越薄弱，并将含有更多的微裂缝，降低强度。骨料矿物组成石灰石骨料可以产生较高的强度，因为在界面过渡区形成CaCO3.Ca(OH)2.xH2O；界面过渡区化学增强。骨料的形状和表面特征粗糙表面有利于增加过渡区的粘结强度；针片状骨料容易引起应力集中，降低混凝土破坏的极限应力，因而降低强度。水泥石、骨料

界面过渡区的共同影响鲍罗米公式：混凝土强度与水灰比、水泥强度之间的关系为：

混凝土强度的影响因素–生产工艺搅拌、浇筑养护搅拌：人工搅拌、机械搅拌；机械搅拌的方式浇筑振捣：人工振捣、机械振捣捣实方法对混凝土强度的影响水灰比抗压强度，MPa0.30.40.50.65040302010121——人工捣实2——机械捣实养护

温度：新拌浆自身的温度（浇筑温度）、环境温度

湿度：环境湿度龄期：养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土早期强度高；反之亦然。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。为加快水泥的水化速度，采用湿热养护的方法，即蒸气养护或蒸压养护。

湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，混凝土中的水份挥发快，混凝土因缺水而停止水化，强度发展受阻。另一方面，混凝土在强度较低时失水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。一般在混凝土浇筑完毕后12h内应开始对混凝土加以覆盖或浇水。

养护温度和湿度的影响抗压强度,MPa龄期，d养护28天强度，%4℃18℃38℃龄期，d保持潮湿1d保持潮湿3d保持潮湿7d长期保持潮湿混凝土强度与保湿养护时间的关系养护温度对混凝土强度的影响养护湿度的控制

混凝土自然养护过程中，保持一定的湿度，一般是表面覆盖草袋等物并不断浇水。使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，浇水保湿应不少于7d；火山灰水泥和粉煤灰水泥或掺有缓凝剂或有抗渗要求时不少于14d；高铝水泥不少于3d。龄期的影响

混凝土强度在最初3~7d增长较快，然后逐渐缓慢下来。其随养护龄期的增长大致符合对数函数关系：

fcu,n/fcu,a

=lgn/lga

式中：

fcu,n—n天龄期混凝土的抗压强度

fcu,a

—a天龄期混凝土的抗压强度龄期

龄期，dfn=f28———Ln(n)Ln(28)fn——nd龄期混凝土的抗压强度，MPa；f28——28d龄期混凝土的抗压强度，MPa；

n——养护龄期（n≥3d）抗压强度,MPa3728混凝土强度的影响因素——试验条件试件形状尺寸：试件尺寸会影响到混凝土强度实验的测试结果。试件尺寸越大，测得的强度值越低。当采用非标准尺寸试件时，应将其抗压强度折算为标准试件抗压强度。表面状态：当混凝土受压面非常光滑时（如有油脂），由于压板与试件表面的磨擦力减小，使环箍效应减小，试件将出现垂直裂纹而破坏，测得的混凝土强度值较低。混凝土强度的影响因素——试验条件含水程度：混凝土试件含水率越高，其强度越低。干燥试件比饱水试件强度高20—25%

加荷速度：在进行混凝土试件抗压试验时，若加荷速度过快，材料裂纹扩展的速度慢于荷载增加速度，会造成测得的强度值偏高。故在进行混凝土立方体抗压强度试验时，应按规定的加荷速度进行；试件平整度。试件尺寸的影响试件尺寸越大，混凝土强度测试值越偏低；试件尺寸越小，混凝土强度测试值越偏高；相对强度(％)试件尺寸(cm)0

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304050607080其原因：环箍效应，尺寸小，环箍效应明显缺陷概率，尺寸大，缺陷概率大试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05环箍效应：压力机垫板的横向摩擦约束，造成混凝土试块端部处在多轴受力状态，就象在试件上下端各加了一个套箍，致使破坏时形成两个对顶的角锥破坏面，抗压强度高于无约束情况。未采取减摩措施采取减摩措施提高混凝土强度的措施原材料的选择水泥品种与强度等级骨料品种、粒径、级配外加剂原材料之间的比例配制：配合比设计水灰比砂率用水量或胶凝材料用量浇灌和养护温度湿度时间提高混凝土强度的措施

采用高等级水泥使用高效减水剂，掺入矿物细粉掺合料（尤其是硅灰）,采用低水胶比。

采用强度高，级配合理的骨料。机械搅拌和振捣，可使混凝土拌合物很好充满模板，内部孔隙大大减小，从而使混凝土的密实度和强度大大提高；采用湿热处理（蒸汽养护或蒸压养护