提高混凝土强度的方法

影响混凝土强度的因素和提高措施

1混凝土原料构成及其作用

混凝土是一种由水泥、砂、石骨料、水及其它外加材料按一定比例均匀拌和，经一定时间硬化而形成的人造石材。在混凝土中，砂石起骨架作用称为骨料，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌和物一定的和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。

混凝土强度的高低，直接影响到建筑物结构安全，情况严重的将造成建筑物倒塌，严重危害到人们的生命安全。因此，在施工中对混凝上的强度应有足够的重视。

2混凝土强度等级与混凝土强度平均值及其标准差的关系

混凝土强度等级是根据混凝土强度分布的平均值减去1.645倍标准差确定的，保证混凝土强度标准值具有95％的保证率，低于该标准值的概率不大于5％，充分地保证结构的安全。从这个定义推定，抽样检验的N组件的混凝土强度平均值一定不小于混凝土设计强度等级，而强度平均值的大小取决于标准差的大小。因此施工人员必须明确，不但要使混凝土强度平均值大于混凝土强度的变异性，更要使混凝土强度标准差降低到最低值。这样既保证了工程质量又降低了工程造价，是行之有效的节约措施。

3影响混凝土强度的因素

普通混凝土受力破坏一般出现在骨料和水泥石的分界面上，是常见的粘结面破坏的形式。在普通混凝土中，骨料最先破坏的可能性小，因为骨料强度通常大大超过水泥石和粘结面的强度。所以混凝土的强度主要决定于水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度。而水泥石强度及其与骨料的粘结强度又与水泥标号、水灰比、及骨料的性质有密切关系。当水泥石强度较底时，水泥石本身容易受到破坏。此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。

3.1水灰比和水泥标号是决定混凝土强度的主要因素

水泥是混凝土中的活性成分，其强度的大小直接影响着混凝土强度的高低。从混凝土强度表达式：fcu.o＝A?fce（C／W-B）可以看出，在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度越高。当水泥相同时，混凝土的强度取决于水灰比。当水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥重量的23％左右。如果结合水较大（约占水泥重量的40~70％），混凝土硬化后，多余的水分残留在混凝土中形成气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，可能在空隙周围产生应力集中。因此，在水泥标号相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土的强度就愈高。如果加水太少，拌和物过于干硬，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，混凝土强度也将下降。

3.2粗骨料的影响

粗骨料对混凝土强度也有一定的影响。当石质强度相等时，决定于骨料的表面粗糙度。如：碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结力比卵石大；当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。一般混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右。对于砂的质量对混凝土的强度也有一定的影响。如果砂的含泥量大，含有一定量的有害杂质，也会降低混凝土强度。因此，通常在施工中使用清水砂。

3.3温度和湿度的影响

混凝土的硬化在于水泥的水化作用。周围环境温度对水泥水化的速度有显著的影响：温度升高，水泥水化速度加快，混凝土强度增长加快。反之，温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度增长缓慢。当温度降至冰点以下时，则由于混凝土中的水分大部分已结冰，水泥颗粒不能与冰发生化学反应，混凝土的强度停止发展，而且孔隙内水分结冰会引起膨胀（水结冰体积可膨胀约9％），作用在孔隙毛细管内壁，使混凝土内部结构遭到破坏，已经获得的强度（如果在结冰前，混凝土已经不同程度地硬化的话）受到损失。当气温忽高忽底反复冻融，混凝土内部的微裂逐渐增长、扩大，使混凝土强度逐渐降低，表面出现剥落，甚至混凝土完全崩溃。

周围环境的湿度对水泥的水化作用也有显著影响：湿度适当，水泥水化进行顺利，混凝土强度增长较快。如果湿度不够，混凝土因缺水而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。使混凝土结构疏松，渗水性增大或形成干缩裂缝，影响耐久性。

为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内维护周围环境，保证一定温度和湿度。当混凝土凝结以后，表面应覆盖草袋等物并不断浇水，防止其发生不正常的收缩。在夏季应注意浇水，保持必要的湿度；在冬季注意保温，保持必要的温度。一般采取综合蓄热法及蒸养法。

3.4龄期的影响

混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而提高，最初7~14d内强度增长较快，28d以后增长缓慢。

4提高混凝土强度的措施

根据影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度可以从以下几个方面采取措施：

4.1采用高标号水泥

如：采用早强水泥，或在混凝土中掺入早强剂，均可提高混凝土早期强变。

4.2尽可能降低水灰比

为使混凝土拌和物中的游离水分减少，采用较小的水灰比，用水量小的干硬性混凝土，或在混凝土中掺入减水剂。

4.3采用湿热处理

4.3.1蒸汽养护

将混凝土放在温度低于100℃的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过16～20d的蒸汽养护后，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℃左右，用矿渣水泥及火山灰水泥时，则为90℃左右。

4.3.2蒸压养护

将混凝土构件放在175℃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结合，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。

4.4采用机械搅拌和振捣

机械搅拌比人工拌和能使混凝土拌和物更均匀，特别在拌和低流动性混凝土拌和物时效果更显著。搅拌时间越长，混凝土强度越高。但考虑到能耗、施工进度等，一般要求控制在2~3min之间。利用振捣器捣实时，能提高混凝土拌和物的流动性，使混凝土拌和物能很好的充满模型，排除混凝土中气泡，内部空隙大大减少，提高了混凝土的密实度，从而大大提高了混凝土强度。