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影響混凝土強度的因素及措施
混凝土是用量最大、用途最廣的建筑材料,在建筑工程項目中發(fā)揮著重要的作用。通常用混凝土的強度來評定混凝土的質(zhì)量和各項指標,影響混凝土強度的因素主要有原材料、制作工藝以及施工技術這三大因素。
1 影響混凝土強度的因素
1.1 膠凝材料強度等級和水膠比
水泥作為混凝土材料的活性成分,它的強度大小直接影響著混凝土的強度高低,在混凝土制作中,水泥的標號越高,制作出來的混凝土強度就越高。對水泥的細度也有較高的要求,水泥的細度直接影響著混凝土的抗裂性能和抗凍性。因此在水泥的選用和使用上,要嚴格控制,保證水泥的適應性和維修性。
水膠比就是指混凝土中水的用量和膠凝材料用量的質(zhì)量比值[1],在水泥強度相同的情況下,水膠比越大,混凝土的強度就越低,反之,水膠比越小,混凝土的強度也就越高?;炷林械母鞣N開裂、孔隙等缺陷均與水灰比有關,在組合材料給定的情況下,水膠比是決定混凝土強度和耐久性的主要參數(shù)。
1.2 骨料的粘結強度
骨料就是在混凝土材料中起骨架或者填充作用的粒狀松散材料,骨料是混凝土的主要原料,骨料分為粗骨料和細骨料兩類。
粗骨料主要包括卵石、碎石等物質(zhì),強度和彈性模量高的粗骨料可以制成質(zhì)量好的混凝土,當粗骨料強度和混凝土水灰比相同的情況下,碎石表面比卵石表面粗糙棱角多,表面積和空隙率都比較大,所以與水泥砂漿的粘結力比卵石強,石子的級配和最大粒徑對混凝土的流動性、強度、耐久性和經(jīng)濟性方面均起到主要作用。其較多的針片狀顆粒含量會導致混凝土強度降低,含泥量嚴重影響集料與水泥砂漿的粘結力,降低混凝土拌合物的和易性,增加用水量,影響混凝土的干縮和抗凍性。泥塊含量對抗?jié)B、收縮影響更為顯著。
細骨料主要是建設用砂,包括天然砂、機制砂及人工混合砂等物質(zhì),細骨料對混凝土強度的影響程度比粗骨料小,砂的顆粒級配對混凝土質(zhì)量有一定的影響,級配良好的砂配制混凝土,不僅可以節(jié)省水泥用量,而且使混凝土密實度提高,對混凝土的強度和耐久性有所增強。此外天然砂中的含泥量以及人工砂中的石粉含量都對混凝土強度產(chǎn)生影響。細骨料在混凝土體積總量中占比為30%~40%,所以在進行混凝土制作時,要保證細骨料的質(zhì)量。
1.3 養(yǎng)護條件及齡期的影響
混凝土經(jīng)過澆搗之后,通過水泥水化作用,逐漸凝結硬化,但是水化作用是需要適宜的溫度和濕度條件的,因此混凝土的養(yǎng)護工作也至關重要?;炷恋酿B(yǎng)護主要包括自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護兩種,混凝土養(yǎng)護期間,應該重點加強混凝土的濕度和溫度,盡量減少混凝土的暴露時間,防止水分蒸發(fā),在操作中可以使用篷布或者塑料布進行覆蓋。直至混凝土終凝為止?;炷林械乃嘤谐跄徒K凝時間,初凝時間不得早于45min,硅酸鹽水泥終凝時間不得長于6.5h,其他水泥終凝時間不得長于10h?;炷翉姸入S齡期的增長而不斷發(fā)展,最初7-14d 內(nèi)強度發(fā)展較快,以后逐漸緩慢,28d達到設計強度,并根據(jù)28d抗壓強度確定混凝土的強度等級。28d后強度仍在發(fā)展,其增長過程可延續(xù)數(shù)十年之久。
1.4 礦物摻合料的配合比
摻合料主要就是粉煤灰、?;郀t礦渣粉、鋼渣粉、硅灰、復合摻合料之類,通過添加粉煤灰,可以改善混凝土的抗?jié)B性;粉煤灰也可以減少水化反應放熱量和程度,從而減少裂縫,還有一點就是粉煤灰的強度和硬度比較高,可以增加混凝土的耐久性。因此粉煤灰的摻量也是影響混凝土強度的重要因素之一。
1.5 外加劑的添加
外加劑主要有早強劑、防水劑、防凍劑、減水劑和引氣劑等。外加劑根據(jù)品種和生產(chǎn)廠家的不同,約占水泥總量的約5%~15%,外加劑是針對性改善混凝土性能的化學物質(zhì),在不增加水泥用量的情況下,能使流動性或粘聚性或保水性或孔隙明顯改善,具有見效快、投資少、技術經(jīng)濟效益高的特點。因此在進行外加劑配制時,要控制好各個原料的劑量。
2 控制混凝土強度的有效措施
2.1 加強原材料控制
混凝土主要就是由水泥、水、骨料、摻合料和外加劑等物質(zhì)經(jīng)過合理搭配攪拌混合而成。因此要控制混凝土的強度,主要就是從原材料上進行控制,水泥應該選擇適當?shù)乃嗥贩N和標號;水應在水質(zhì)化驗和抗腐蝕試驗合格后,用于拌制混凝土,一般來說污水、工業(yè)廢水、pH 值小于4.5的酸性水和SO42-含量超過2700mg/L 的水,都不能用于拌制各類混凝土;細骨料要重點檢查其質(zhì)地、顆粒級配、細度模數(shù)、含泥量和有害物質(zhì)含量;粗骨料應該重點檢查其壓碎指標值、級配、針片狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量及最大粒徑;摻合料要重點根據(jù)粉煤灰的性能進行選擇;外加劑首先要檢查外加劑生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)許可證,質(zhì)量保證料和有相應資質(zhì)的檢測單位出具的性能試驗報告,其次就是要確?;炷镣饧觿┡c工程所用水泥是否相適應,最后就是要嚴格控制好外加劑的劑量,滿足施工要求。
2.2 控制混凝土的施工質(zhì)量
在控制混凝土攪拌過程中,重點要控制的就是混凝土的質(zhì)量,在澆筑之前,要嚴格控制各種原料的搭配比例,合理科學的進行操作,禁止隨意添加材料,對混凝土的攪拌時間、加料順序、混凝土拌合物的坍落度、是否離析等都要進行抽查,施工過程中支架和模板的規(guī)范操作也會影響混凝土的強度,加強組織管理確?;炷恋馁|(zhì)量滿足施工要求。
2.3 合理設計混凝土配合比
在混凝土配合比設計中,要根據(jù)施工要求確定原材料的配合度,然后進行現(xiàn)場原材料取樣,并填寫見證取樣單,采用試驗的方法確定混凝土配合比設計和試配工作,混凝土配合比的設計原則主要有三方面:①水灰比要符合設計要求;②要在保證混凝土強度和工作性的前提下,盡量少用水、少用灰、多用骨料;③砂率,也就是砂石比例,砂率越大,混凝土的彈性模量就越低。結合各種原則確?;炷猎谟不罂梢赃_到目標強度,保證混凝土擁有良好的耐久性和良好的流動性之后,再進行混凝土的攪拌和澆筑工作。
2.4 健全混凝土養(yǎng)護制度
混凝土的養(yǎng)護方法的大致有標準養(yǎng)護、自然養(yǎng)護、太陽能養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護,常用的主要就是自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護,混凝土的早期保濕養(yǎng)護非常重要,混凝土在養(yǎng)護期間,要保證養(yǎng)護溫度處在5℃~35℃,其中包括施工環(huán)境溫度和水泥水化反應時的水化熱的溫度,如果溫度低于5℃,應該采取加熱保溫養(yǎng)護,或者可以延長養(yǎng)護時間。保濕養(yǎng)護可以采取灑水、覆蓋和噴涂護劑的方式來提升混凝土澆筑的濕度條件,養(yǎng)護劑應該均勻噴涂于混凝土結構構件的表面,不可以漏噴,養(yǎng)護劑要具備可靠的保濕效果?;炷潦┕がF(xiàn)場應該具備混凝土標準試件制作條件,放置相應的試件養(yǎng)護室或者養(yǎng)護箱,以防不時之需。
3 結束語