影响混凝土强度的因素及提高措施

影响混凝土强度的因素

[摘要] 混凝土在建筑结构中主要用于承受压力，混凝土质量的主要指标之一是混凝土强度即抗压强度，其抗压性能好，抗拉性能差。混凝土质量的好坏决定着结构的安全和使用功能。影响混凝土强度的因素很多诸如水泥强度、水灰比、粗骨料、掺合料等的质量，还有一些施工工程控制如运输、振捣、养护等工序。由于它的组成材料以及它的特殊用途，因此，在施工过程中，必须采取措施，有效地控制影响混凝土质量的各种因素，避免出现质量通病，达到预防为主的目的，确保混凝土的施工质量。

[关键词]混凝土强度因素措施

一、混凝土的强度等级

混凝土的强度等级是指混凝土的抗压强度。混凝土的强度等级应以混凝土立方体抗压强度标准值划分。采用符号C与立方体抗压强度标准值(以N/mm或MPa计)表示。混凝土的抗压强度是通过实验得出的，我国采用边长为150mm的立方体作为混凝土抗压强度的标准尺寸试件。<规范>规定以边长为150mm的立方体在(20±2)℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土强度等级。

按照GB50010-2002《混凝土结构设计规范》规定，普通混凝土划分为十四个等级，即：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

二、影响混凝土强度的因素

硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力后，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其骨料的粘结强度。而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工

质量、养护条件及龄期的影响。

影响混凝土强度等级的因素主要有原材料、配合比、施工质量、养护条件和龄期等因素。

1、混凝土原材料的影响

1）、水泥强度和水灰比

水泥的强度和水灰比是决定混凝土强度的最主要的因素。水泥强度的大小直接影响混凝土的强度。在配合比相同的条件下，水泥的强度越高，混凝土强度也越高。

混凝土的抗压强度与水灰比和水泥强度之间符合以下关系：

f c u＝αa f ce（C∕W－αb）

C：每立方米混凝土中的水泥用量，kg；

W：每立方米混凝土中的用水量，kg；

f c u:混凝土28天抗压强度，MPa；

f ce：水泥的实际强度，MPa；

αa、αb：回归系数，与骨料品种及水泥品种等因素有关，其数值可通过实验求得。

按公式可看出，混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比。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。当采用同一种水泥（品种和强度相同）时，混凝土的强度主要取决于水灰比。水灰比是水泥用量和水的比值。在混凝土能充分密实硬化后，水灰比大时，多余的水分残留在混凝土中形成气泡或气孔，水泥石中的孔隙愈多，强度降低，水泥与骨料粘合力也愈小，混凝土抵抗荷载的实际有效断面也减小，在孔隙周围产生应力集中，混凝土的强度就愈低。反之，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土的强度愈高。

当然，如果加水太少，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空洞，混凝土强度也会下降。

因此，因此影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。

2）、细骨料的影响

细骨料（砂子）对混凝土影响较大的主要是细度模数和含泥量，砂子越细对混凝土强度越不利，含泥量的增加不仅会影响混凝土强度，而且对混凝土抗冻性能也不利。砂子中含有一定量的有害杂质，也会降低混凝土强度。

因此，通常在施工中使用水洗砂。

3）、粗骨料的影响

粗骨料对混凝土强度有一定的影响。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。

在选择粗骨料时应注意骨料的颗粒级配、粒径、强度、坚固性（骨料在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力）、含泥量、针片状含量及其他有害物质含量、表观密度和体积密度、碱集料反应（指水泥、外加剂等混凝土构成物及环境中的碱与骨料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应）等指标。

如骨料含泥量偏高，为确保原来的混凝土配置强度，需要增加大约5%的水泥用量，若石子针片状含量过高，会增加粗骨料的表面积和孔隙率，降低混凝土拌合物的流动性，出现离析现象，易造成赌泵，并且降低混凝土强度。

因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。采用砂、石分批堆放，分批检验，分批使用的方法，有利于提高混凝土的生产水平。

由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。

4）、拌合水的影响

混凝土拌合水中杂质过量时将会影响混凝土的强度，拌合水一般采用饮用水，若采用非饮用水源应事先或定期检验是否符合标准。混凝土拌合水应符合国家现行标准《混凝土拌合水标准》的规定。

5）、掺合料的影响

能够用于混凝土的掺合料有很多种，粉煤灰作为混凝土的混合材在建筑工程中的应用日益增多，掺如优良的粉煤灰对改善混凝土性能、降低造价，提高混凝土的耐久性。