浅析影响普通混凝土强度的因素

唐 艳，郭 娟

(广东白云学院 建筑工程学院，广东 广州 510450)

0 前 言

水泥是一种很常用的水硬性胶凝材料，水泥与水、砂子、石子以及一定量的外加剂按一定的配合比配合，经过搅拌、振捣、养护而成为普通混凝土。混凝土自问世以来作为建筑业最为重要的结构材料之一，被广泛地应用于各种土木建筑工程中，因此，有必要对混凝土的强度进行分析。

1 各组分对普通混凝土强度的影响

普通混凝土组成材料分为水泥、水、砂和石子，并加入一定量的外加剂。各组分对混凝土的作用为：砂子和石子起骨架作用，水泥和水经拌和而成为水泥砂浆，一方面作为胶粘剂，把砂子和石子等骨料粘结成为一个整体，另一方面，水泥浆体作为润滑剂，使得混凝土拌合物具有流动性，通过拌合物的流动，包裹在骨料的表面并且填充了骨料之间的空隙。使得混凝土成为强度很高的人造材料。

1.1 水泥对强度的影响

选择水泥的强度等级，应当使其与混凝土的设计强度等级相匹配，一般的原则是用高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土，用低强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土。在一般的施工中，水泥强度略高于混凝土强度较合适，一般情况下，取1.5～2.0倍左右，当然，高强度的混凝土除外，高强度的混凝土与水泥强度相当，一般为1.0倍左右。

1.2 粗细骨料

按公称粒径分，公称粒径大于5 mm的称为粗集料，反之为细集料。常见的粗集料有卵石和碎石，卵石的成因为自然风化，水流搬运、堆积的成果。而碎石为卵石经机械破碎、筛分而成。卵石表面较为光滑，且棱角较少，因此与水泥石的粘结力较差，而导致其强度较低；而碎石表面粗糙且表面存在较多孔隙，因此水泥石有较强的粘结力，故其强度较高。常见的细骨料有砂子，砂的粗细度用细度模数表示，在相同砂用量的条件下，细砂较粗砂的总表面积大，从而需要包裹其表面的水泥浆越多，因此，其强度也较大，同时，混凝土的强度也受砂的颗粒级配的影响，级配越差，空隙率越大，所需的水泥浆则越多，为节约水泥，增强密实度，且提高混凝土强度，应合理选择颗粒级配，尽量减少砂砾间的空隙。

1.3 矿物掺合料

混凝土的掺合料是指在拌制混凝土的过程中，直接加入的一种粉状的物质。主要有粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰等具有一定的活性的工业废渣，其中粒化高炉矿渣最为常用，适当加入粒化高炉矿渣，能降低混凝土的水化热，提高混凝土的抗渗性能和抗腐蚀性能，并能节约水泥。硅灰也可等量取代混凝土中的水泥，进而改善混凝土的和易性，提高混凝土的多种性能，如降低水化热，提高抗冻性能，提高侵蚀性能等。只是硅灰较贵，所以主要用于配制高强和超强、高抗渗等特殊性能的混凝土。

2 配合比对混凝土强度的影响

混凝土的配合比需满足强度要求、和易性要求、耐久性要求以及经济性要求。而最佳配合比是指在满足混凝土强度耐久性等各项指标性能的前提下，所用成本最低。在混凝土配合比设计中，应先在满足混凝土强度及耐久性的基础上，选择最佳的水灰比和最佳单位用水量，常用以下两种方法表示配合比；①用1 m3混凝土中水泥、水、砂、石子的质量各多少来表示，如水泥为200 kg、水为120 kg、砂为360 kg、石子为800 kg；②假设水泥的质量为1，用其他材料与水泥的质量比为多少来表示。如水泥∶水∶砂∶石子=1∶0.6∶2.4∶4，由经验数据得知，配合比越小，则水泥用量越大，所以配制后的混凝土强度也越高，但是水泥用量越大，则越不经济，因此，应合理选择配合比，在保证混凝土强度的前提下，尽量节约水泥。

3 养护条件对混凝土强度的影响

当混凝土的各组分以及其他外部条件都相同的前提下，混凝土的强度主要受养护条件的影响。所谓混凝土的养护，即为在混凝土拌和、搅拌、振捣完成后，在一定的时间内，普通混凝土一般养护时间为28天，对混凝土的裸露部分保持合适的湿度和合理的温度，使得混凝土达到较好的硬化，实现混凝土的强度等级。

3.1 养护温度

混凝土的养护包括蒸养和自然养护两种，混凝土经过拌和、搅拌、振捣之后，不管是采用蒸养还是自然养护，必须保持混凝土的裸露部分有合适的湿度和合理的温度。如果温度过高，必然会导致混凝土表面及内部的温度也会过高，从而进一步导致混凝土中的水分被蒸发，这就会引起两方面的变化：①水分蒸发后会使得混凝土内部留下孔隙，改变了混凝土的密实度，导致混凝土的强度变低；②混凝土内部的水分蒸发后，这样就改变了水灰比，导致水灰比变大，混凝土的流动性较低，这会使得大量水泥因缺水而水化不良；③温度过高，会导致水化热变大，而使得水泥水化不完全，严重情况下会使得混凝土的强度发展停滞。所以当温度过高时，要适当地洒水来降温，当大体积混凝土遇上较高温度时，必须采用有效的散热措施，防止混凝土内部温度增长过快，导致混凝土内部裂开，从而降低混凝土的强度。同时，混凝土养护的温度也不能太低，当温度降到0度以下时，水分就会被冻结，导致混凝土中的水泥水化不完全。

3.2 养护湿度

养护湿度对混凝土强度的影响与养护温度对混凝土的强度影响相似，T.C.Pow-er S的研究结果表明，当相对湿度不足80%时，水泥的水化反应几乎停止。因为，在混凝土养护初期，应保证空气中的湿度超过80%，一般应保证湿度超过95%，让水泥的水化反应充分被反应完全来提高混凝土的强度。

3.3 养护时间

混凝土的养护时间也称为混凝土的龄期，一般情况下，混凝土的强度与养护时间呈曲线关系，混凝土的强度一般随养护时间的增长而不断增加。为了防止混凝土成型后出现干缩裂缝，在混凝土浇筑完成后应及时进行养护，混凝土初期，强度增长较快，曲线较陡，一般养护14天后，曲线开始变缓，当养护时间达到28天后，曲线更加平缓，强度增长非常的缓慢，因此，《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50011-2002)中规定，混凝土养护的标准环境为：湿度为95%以上，温度20 ℃左右最佳，养护时间28天为宜。在标准环境中养护的混凝土，其强度更高。

4 结 论

影响混凝土强度的因素多种多样，通过理论结合实际，本文主要从混凝土的组成成分、混凝土的配合比、混凝土的养护条件等方面，较全面地分析了影响混凝土强度的因素。

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