一级建筑师考试答疑:影响混凝土强度的因素有哪些

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　　问题：影响混凝土强度的因素

　　答疑：

　　(1)水泥强度等级和水灰比决定混凝土强度的主要因素

　　水泥是混凝土中的活性组分，其强度的大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比 相同的条件下，所用的水泥强度等级越高，制成的混凝土强度也越高。 当用同一种水泥(品种及强度等级相同)时，混凝土的强度主要决定于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥质量的23%左右，但在拌制混凝土拌合物时，为 了获得必要的流动性，常需用较多的水(约占水泥质量的40%-70%)，也即较大的水灰 比。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，大大地减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中。因此，可以 认为，在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力也愈大，混凝土的强度就愈高。但如果加水太少(水灰比太小) ，拌合物过于干硬，在一定的 捣实成型条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，强度也将下降。

　　水泥石与骨料的粘结力还与骨料的表面状况有关，碎石表面粗糙，粘结力比较大，卵 石表面光滑，粘结力比较小。因而在水泥强度等级和水灰比相同的条件下，碎石混凝土的强度往往高于卵石混凝土的强度。

　　根据工程实践经验，得出关于混凝土强度与水灰比、水泥强度等级等因素之间关系的 经验公式：

　　(2)养护的温度和湿度

　　周围环境的温度对水化作用进行的速度有显著的影响。养护温度高可以增大初期水化 速度，混凝土初期强度也高。但急速的初期水化会导致水化物分布不均匀，从而降低整体的强度。而在养护温度较低的情况下，由于水化缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化 物在水泥石中均匀分布，有利于后期强度的发展。当温度降至冰点以下时，则由于混凝土中的水分大部分结冰，水泥颗粒不能和冰发生化学反应，混凝土的强度停止发展。 周围环境的湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响：湿度适当，水泥水化便 能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。

　　所以，为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内维持周围环境有一定温度和 湿度。混凝土在自然条件下养护，称为自然养护。在混凝土凝结以后(一般在12h以内) ， 表面应覆盖草袋等物并不断浇水，硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥时，浇水保湿应不少 于7d;使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求时，应 不少于14d。

　　(3)龄期

　　混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而增长。普通水泥制成的混凝 土，在标准条件下，混凝土强度的发展，大致与其龄期的对数成正比关系(龄期不小于3d)：

　　(1)采用高强度等级水泥和快硬早强类水泥

　　硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的早期强度比其他水泥的早期强度高。如采用高强度等 级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，则可提高混凝土的早期强度。也可用快硬水泥，它的 3d强度即可达到同强度等级普通硅酸盐水泥混凝土28d的强度，但这种水泥价格较高，会使工程造价提高。

　　(2)采用湿热处理

　　1)蒸汽养护：是将混凝土放在温度低于100°C的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过16-20h蒸汽养护后，其强度即可达到正常条件下养护 28d强度的70%-80%。蒸汽养护的最适宜温度随水泥品种而不同。用普通水泥时，最适宜的养护温度为80°C左右; 而用矿渣水泥及火山灰水泥时，则为90°C左右。

　　2)蒸压养护：是将混凝土构件放在175°C的温度及8个大气压的压蒸锅内进行养护。在高温的条件下，水泥水化时析出的氢氧化钙，不仅能与活性的氧化硅结合，而且亦能与 结晶状态的氧化硅相化合，生成含水硅酸盐结晶，使水泥的水化加速，硬化加快，而且混凝土的强度也大大提高。对掺有活性混合材料的水泥更为有效。

　　(3)机械搅拌和振捣

　　机械搅拌比人工拌合能使混凝土拌合物更均匀，特别在拌合低流动性混凝土拌合物时 效果更显著。

　　(4)掺入混凝土外加剂、掺合料

　　在混凝土中掺入高效减水剂、复合外加剂、磨细的矿物掺合料(如硅粉、粉煤灰、磨细矿渣等) ，可配制出强度等级为C60~C100的高强度混凝土。

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