混凝土强度、工作性影响因素

混凝土强度、工作性影响因素及控制措施

摘要：通过理论分析从水泥、水灰比、粗集料、细集料、混凝土工艺、混凝土施工技术等几个方面简要阐述影响水泥混凝土强度及工作性的几个主要因素，结合施工现场实际情况，为水泥混凝土施工提供一些思路。

混凝土是目前用途最广、用量最大的建筑材料。它在建筑工程、公路工程、桥梁和隧道工程、水利及特种结构的建设领域中发挥着不可替代的作用。任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力，强度是混凝土最重要的力学性能。通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。

1 水泥对混凝土强度的影响

水泥混凝土中的活性成分，其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。混凝土抗压强度与混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。 2 水灰比对混凝土强度的影响

从混凝土强度表达式也看出，C/W即水灰比也与混凝土强度成正比，即水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越底。在使用同种水泥的情况下，水灰比越小，与骨料粘结力越大，混凝土强度越高。

用水量确定后，依据水灰比(WPC) 确定水泥用量。在实际施工过程中，水量控制不准的大多数表现为实际用水量超过配合比设计用水量。按配合比施工的混凝土搅拌计量过程中，用水量增加5 、10 、15 、20 、25 、30kg 时，混凝土强度f cu ，0′变化情况不难看出，在保证混凝土配合比设计用水量的前提下，随着实际用水量的增加，混凝土强度逐步降低，每增加5kg 水，强度降低6.7MPa 左右。

用水量增加还会引起其他质量问题： (1)混凝土浇筑面表面或侧面出现裂缝。

混凝土搅拌过程中，实际加水量超出混凝土硬化过程中的用水量，水灰比过大，且环境气温高，混凝土浇筑后初凝阶段，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，引起失水收缩。在混凝土终凝之前，骨料和胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形。水灰比越大，则这两类变形也越大。失水收缩引起的裂缝多发生在混凝土浇筑面，特别在养护不良的部位。沉缩变形引起的裂缝多发生在混凝土浇筑面侧面，这些裂缝往往沿钢筋分布。

(2)混凝土浇筑过程中的流浆、离析现象。混凝土搅拌过程中，用水量严重超标，水灰比过大，造成混凝土的粘聚性和保水性不良。在混凝土振捣过程中，水泥浆体与骨料分离，造成流浆、离析现象。 3 粗集料对混凝土强度的影响

集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及级配。集料本身的质量是保证混凝土强度的主要因素。 4 细集料对混凝土强度的影响

细集料品种对混凝土强度的影响程度比粗集料小，所以混凝土公式中没有反映砂对混凝土强度的影响，但砂的质量对混凝土强度也有一定影响，尤其是砂（集料）的含泥量对混凝土强度的影响很大。

表2-2不同含泥量的砂拌制出的混凝土的强度 (Mpa)

抗折强度 编号 砂含泥量 7天 S1 1% 3.3 28天 3.5 7天 32.3 1.6 28天 45.6 % 1.3 抗压强度 S2 S3 S4 S5 S13 S0 2% 3% 4% 5% 13% 0.5 3.0 2.6 2.6 1.8 2.0 3.5 3.1 2.8 2.7 2.2 2.2 3.6 27.8 26.6 23.5 23.1 17.9 31.8 12.6 39.2 15.2 16.4 34.5 25.3 26.1 28.9 37.4 27.4 29.9 35.3 43.7 22.5 51.3 46.2 表2-2中给出砂含泥量对混凝土力学性能的影响数据，从其中可以看出随着含泥量的增加，混凝土的7d、28d混凝土的抗压、抗折强度明显降低。这是由于砂表面的粘土泥的包裹，阻碍了集料与水泥基的粘结，形成强度的薄弱区，降低了水泥基与砂粘结力，同时粘土杂质会对水泥的水化产生影响，增加了腐蚀破坏作用，从而降低了混凝土的强度。这从混凝土破型试验的试块破裂面可以看出，砂石没有破损，破坏的是水泥基和集料的粘结界面。若在混凝土中出现较大的泥团，其受力破坏点就在泥团处。试验表明，含泥量高的砂拌制混凝土在相同的工作性能情况下要增加用水量。为了保证混凝土强度达到设计要求，就需要增加水泥用量,这无形中就加大了混凝土的生产成本。

（1）随着砂含泥量的增加，混凝土的坍落度减小，且经时损失明显。

（2）砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量的增加，混凝土强度降低，工作性能变差。在相同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量（或增加外加剂掺量），增大了混凝土的成本。

（3）砂含泥量大的混凝土，其早期碳化较为严重，对混凝土的耐久性产生很大的影响。

（4）将砂中的总含泥量控制在1%以内，其混凝土各项性能均为稳定。

5 混凝土外加剂对混凝土强度的影响

最常见的混凝土外加剂为减水剂，减水剂对混凝土强度至关重要，由于拌制混凝土需要一定的流动性才能施工，传统混凝土中总的加水量是水泥水化所需水分的两倍以上，水化多余的水分从混凝土内部迁移出来形成大量的空隙，至使混凝土强度降低，减水剂的作用是保证混凝土混合料在流动性及和易性的基础上降低混凝土拌合用水量，减低水灰比，从而提高混凝土强度。 6 混凝土养生对混凝土强度的影响

混凝土在硬化过程中，对温度湿度的变化很敏感，如果养护工作不当、不及时，混凝土表面水分散失过快，表面极易出现裂缝，直接影响混凝土的强度和耐久性。混凝土养生一般为7天，尤以前3天的养护最为重要。 7 混凝土工作性影响因素

7.1水泥浆的数量和集浆比。水泥混凝土中的水泥浆，除了填充集料间的空隙外，还应包裹在集料表面并略有富余，使拌和物有一定的流动性。在水灰比一定的条件下，水泥浆越多，流动性越大。但水泥浆过多，集料则相对减少，即集浆比小，将出现流浆现象，拌和物的稳定性变差，不仅浪费水泥，而且使结构物的强度和耐久性降低。因此，拌和物中的水泥浆用量应以满足流动性为宜。

7.2水灰比的影响。实践证明，对混凝土坍落度影响最大的还是单位用水量。增加用水量，流动性增大，但硬化后混凝土产生较大的空隙，从而降低了混凝土的强度和耐久性。另外，用水量过多，会使新拌混凝土产生分层、泌水现象，反而降低了工作性。因此，在保证混凝土强度和耐久性的条件下，应根据流动性要求来确定用水量。