浅析混凝土配合比和原材料对混凝土强度的影响

  普通混凝土的强度对结构的安全性和常规使用的寿命存在直接影响。混凝土强度不高极易导致以下三个方面病害的出现：

  另外，混凝土的抗渗、耐久性等性能也会随之下降。期间通过对不一样的材料性能、特性、比例关系、施工工艺、养护条件等因素的综合分析，表明混凝土配合比和原材料是对混凝土强度产生影响的直接因素，因此以下将对其展开探究。

  普通混凝土主要由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂、掺合料等构成，由此以下将探究原材料对普通混凝土强度的影响。

  第一，水泥的种类、强度等级的选择要合理。期间应该要依据工程性质和特点、工程环境和施工情况选择合适的水泥。如在大面积的厚混凝土中，将可以使用矿渣水泥或火山灰水泥，以此防止因温度应力而产生的裂缝。

  第二，由于水泥的组成成分不相同，使混凝土的矿物组成也不同。在普通水泥中，由于矿物组成的不同，如矿物组成的可塑性、矿物组成的抗压性、矿物组成的塑性及其与混凝土的粘结性等都不同，因此其对混凝土强度的影响也就不同。当水泥中的胶凝材料和外加剂为硅酸盐时，会使混凝土强度降低。当水泥中的氯离子含量过高时，也会降低水泥的强度。

  第三，水泥的真实活性也会显著影响到混凝土的强度。由于水泥企业的工艺设备、质量管理水平参差不齐，由此将导致部分产品的出厂品质不高，使用后会导致混凝土强度等级偏低。

  另外，在施工现场，因贮存条件不佳或存放期太久，会导致水泥受潮或发生氧化反应，由此使得水泥出现胶凝现象，活化程度下降，水泥强度降低，进而影响混凝土的强度

  第一，粗骨料的颗粒级配也会对较大影响混凝土强度。当使用连续粒级的粗骨料时，如（5～25）mm，混凝土胶凝材料的和易性、黏聚性就比较良好，混凝土的强度较为稳定。当使用单粒级的粗骨料时，如（10～20）mm与（16～31）mm混搭成的连续粒级粗骨料，混凝土胶凝材料极易发生空鼓、孔隙率过高，导致混凝土胶凝材料的和易性、黏聚性较差，也就造成了混凝土的密实程度差而降低混凝土强度。

  第二，骨料表面粗糙度和多孔特性对骨料与水泥石粘接的影响也会对其强度产生一定的影响。砂砾表面粗糙，并有一定的孔隙性，因此其与水泥岩的结合性能较好；鹅卵石表面光洁、无棱角，其与水泥石粘合性能差，但其和易性良好。在同样的情况下，砂砾混凝土的强度要高于鹅卵石混凝土的10%。同时，在粗骨料中，针、片状颗粒在自身受力时，不但易断裂，对混凝土的强度有一定的影响，还会增加骨料的孔隙率，降低其和易性；

  第三，当骨料中含有大量的有机物质，如腐朽的动植物会对水化过程产生不良影响，从而使混凝土的固化速度变慢，并且影响混凝土的强度；

  第四，骨料中含有大量的松土和粉尘也会使混凝土的强度降低。由于这些极细的粒子附着在骨料的表面，会影响骨料与水泥的结合，从而增大骨料的表面积，提高骨料的耗水量，并且由于颗粒的体积不稳定，会产生干缩潮涨现象，从而对混凝土的内部结构造成一定的损害；

  第五，细骨料中有害物质超标，如氯化物、硫化物和硫酸过高，会使混凝土发生腐蚀，导致钢筋的锈蚀，使混凝土强度下降；

  第六，细骨料中的云母含量太高，云母表面光洁，与水泥砂浆的结合性能差，容易沿着节理开裂，严重地影响混凝土的物理力学性能。

  第七，粗细骨料的坚固性或压碎指标值越好对混凝土强度有明显的提高作用，随着坚固性或压碎指标值的增加，混凝土强度也会逐步增加。

  在现代混凝土生产中，外加剂有许多类型，较多使用的主要有两种类型：一种是高性能减水剂，如早强型高性能减水剂、标准型高性能减水剂等；另一种是高效减水剂，如标准型高效减水剂、缓凝型高效减水剂等。

  在目前工程中，通常情况下，外加剂的掺量一般控制在1.5%～6%范围内，外加剂用量过高对混凝土硬化时间较长，内外硬化时间差异较大，导致混凝土承重部位发生变化，产生混凝土开裂、塑性降低，从而降低混凝土强度。但是，如果使用不当，也将会影响混凝土的强度。主要表现在:

  二是在掺入混凝土时，不按需要改善的混凝土性质，盲目地采用，甚至采用了对钢筋等造成严重侵蚀或与水泥水化反应的材料，导致混凝土强度下降，从而影响施工安全。从这一点可以看出，任何一种构成混凝土的材料，其品质都会对其强度产生影响。所以，应结合工程的设计要求、施工现场的特点，选用合适的、符合要求的材料，并对其进行必要的检查，以保证其性能符合要求。

  三是矿物外加剂的融入。粉煤灰、高炉矿渣粉、硅灰等矿物外加剂加入混凝土，可以起到灌浆和流化的作用，由此将能够有效提高混凝土的强度。

  常用于混凝土中的掺合料主要有粉煤灰和矿渣粉。掺合料影响混凝土强度因素有掺量较大、本身的物理性能或化学性能不达标。如过于追求经济效益，过量使用粉煤灰和矿渣粉，而降低水泥的用量，从而导致混凝土和易性、黏聚性降低而降低混凝土强度。如用于混凝土中的粉煤灰或矿渣粉的物理性能（烧失量、活性指数等）及化学性能（三氧化硫）某项性能超标，也会较大影响混凝土强度。

  混凝土配合比是影响混凝土强度的主要因素。混凝土的配合比受多种因素的影响，以下对其进行分析：

  第一，水胶比太大，导致混凝土塌陷度过大。在混凝土凝固后，由于含水量过高，会在混凝土中滞留或汽化，从而产生孔洞，从而降低混凝土对荷载作用的有效截面，并造成孔洞附近的应力集中。结果表明，当水泥强度等级相同时，水胶比越低，其强度越高，其与骨料之间的结合越强，混凝土的强度越高。但若水泥比例太低、混合料太过干燥，在一定的施工振捣状态下，不能使混凝土致密，将极易产生大量的蜂窝、孔洞，从而使混凝土的强度大幅度降低；

  第二，过于追求经济效益，盲目加大掺合料的掺量，而降低水泥的掺量，使得混凝土强度达不到设计等级。目前，国内有关的建筑规范和标准中，对各类混凝土原料的投入都有较严格的规定。若在实际使用过程中，未根据掺合料的活性指数调整掺合料的掺量，盲目加大掺合料掺量而降低水泥的掺量将导致混凝土强度不足。掺量过大、拌合不均匀或不能充分混合引起的混凝土坍落度经时损失大和混凝土硬化后期强度降低。

  掺合料的掺量的增加，应该根据掺合料的活性指数进行调整，一般情况下，掺合料的活性指数越高，说明可塑性越好，可以适当增大掺合料用量。但是现实中，往往厂家都是为了降低成本，减少好的材料投入而掺合料的活性指数也仅是略大于规范标准要求。因此，掺合料的掺量应该在根据混凝土设计后适配调整达标后，严格按照比例执行，确保混凝土强度的稳定性。盲目加大掺合料掺量，会使的混凝土拌合物的和易性、黏聚性不好，而降低混凝土强度。

  第三，外加剂使用不当，掺入量不合理，导致外加剂没有达到预期效果，导致混凝土强度不足，其中坍落度是衡量混凝土性能最重要的指标之一，坍落度过小，则容易造成施工时坍落度不均匀，出现表面不密实、孔隙堵塞、泌水水泥浆、流砂现象，混凝土强度降低。为了避免这些现象发生，在搅拌过程中应当严格控制坍落度。坍落度过小，混凝土强度降低。过大，又不利于混凝土浇筑工作。如C60混凝土坍落度在150～300 mm之间，施工中需采用较大坍落度搅拌施工。为保证后期混凝土施工质量和施工安全，需要对混凝土坍落度进行控制。

  第四，粗细骨料的砂率使用过高或过低，也会影响混凝土强度。当砂率过低时，也会影响到混凝土拌合物出现粗骨料外露、和易性、黏聚性不好等现象而使混凝土强度降低。当砂率过高时，会使水泥、掺合料搅拌混合过程中增大覆盖面积，从而导致混凝土强度降低。因此，砂率也要控制在合理范围内，才能使混凝土强度较为稳定。

  第五，水化作用。水化作用是指水泥在水化的过程中起到增加混凝土粘度、降低水胶比、降低碱度、提高水化热、减小水泥体积的作用，主要是增强混凝土的流动性、改善混凝土的早期性能和耐久性。由于水化过程会产生大量热量，因此，如果水化不充分就会降低混凝土胶凝材料的粘聚性和抗渗性，降低混凝土抗压强度及抗渗性能。

  所以需要适当调整水泥掺量和水的用量。根据国外试验结果可知：与水胶比为0.32～0.50倍时，水化热低于150 kJ/m3,可获得更好的流动性和更高的强度。反之则降低。从中国混凝土工业协会发布数据可知：目前中国绝大多数大型混凝土工程项目都采用了水胶比为0.35～0.45倍时水泥掺量，即水泥掺量对混凝土工程强度有一定影响。

  施工单位要注意选用合适的水泥材料和正确的配比方式，要充分认识到水泥不同强度对混凝土强度造成的直接影响。

  水泥浆浓度过大，就会降低混凝土拌和的流动性，增加混凝土不透水性，增大收缩。如果水泥浆浓度过小，就会增大泌水问题出现的概率。因此，当水泥浆浓度过大时，应尽量减少水泥用量，同时应严格控制拌和时间。

  如果掺入砂很少，水泥用量少，则宜采用低浆配合比。水泥生产前，应通过试验、检测等方法检测其技术性能，主要包括：凝结时间、安定性、胶砂强度、细度是否达标、是否符合要求、以及进入水泥的温度等。通过对水泥与其它物料的配比的确定，确保两者的相容性，从而达到有效提升混凝土强度的目的。

  混凝土强度的高低与骨料粒径、骨料砂率、水泥品种及掺合料掺量有关。不同骨料的粒径对混凝土抗压强度有影响，一般骨料的坚固性和含泥量对混凝土强度的影响很大，特别是细料混凝土抗压强度是由骨料颗粒直径和表面形貌等决定的。用较小的粒径可增大混凝土的比表面积，减少水泥用量，从而提高混凝土嵌固端。

  在不同坍落度下，骨料颗粒对混凝土强度值产生不同影响。对于小骨料颗粒表面粗糙程度较大且细小的颗粒会造成表面毛细孔增多，而造成堵料影响混凝土的耐久性。研究表明粗骨料比细骨料对混凝土力学性能的影响更大。

  在配制混凝土时，要合理地用外加剂，并针对不同的施工质量，选用适当的添加剂，以保证混凝土的各项性能。在具体的配比中，既要依据工程的特点，又要清楚地了解混凝土的主要作用。

  由于各厂家生产的外加剂的性能、组成都不尽相同，因此，为确保项目的顺利进行，确保施工的质量，必须选用合适的外加剂，从而达到节约投资、确保工程质量的目的。外加剂的质量控制指标包括：泌水率比、密度、减水率、凝结时间差、抗压强度比、pH值、收缩率比、限制膨胀率等。

  矿渣粉、粉煤灰是矿物掺合料中最常用的两个品种。矿物粉末作为替代水泥的主要添加剂，既能提高经济效益，又能提高混凝土的使用性能。通过对不同掺合料对混凝土强度的影响分析，可知水泥中掺加矿渣粉或粉煤灰时，应该根据矿渣粉或粉煤灰原材料检测结果的28天活性指数来扩大掺量，正常的情况下，28天活性指数越高，掺合料的掺量也适当加大而减少水泥的掺量，从而达到最优经济效益。粉煤灰或矿渣粉质量控制指标包括：比表面积、活性指数、流动度比、细度、需水量比、烧失量和三氧化硫等指标参数。

  建筑工程中使用的混凝土强度一定要达到施工要求，同时还需要利用外加剂弥补其强度性能上的缺陷，进而更好地确保混凝土浇筑施工建设的安全性和稳定能力能获得优化提升。在本文的研究中，明白准确地提出混凝土配合比和原材料对混凝土强度影响的观点，而后针对其中有必要进行优化的因素采取对应的质量把控措施，以此使得混凝土的强度性能能够契合工作建设品质衡量准则，进而为促进建筑工程行业可持续性发展奠定良好基础。返回搜狐，查看更加多