沈俊峰 孙秦 洪杰
台州学院 浙江台州 317700
摘要:混凝土质量的好坏决定着建筑结构的安全和使用功能。影响混凝土强度的因素有很多,诸如水灰比、骨料、外加剂等,还有一些施工工程控制如运输、振捣、养护等工序以及混凝土配合比设计的科学性。
关键词:混凝土;强度;影响因素;提高措施
1.前言
目前,混凝土是我国用量比较大的建筑结构材料,混凝土工程的质量。关系到建筑物及构筑物的结构安全,关系到千家万户的生命财产安全,其施工质量的优劣已直接影响我国建筑业的发展进程。
因此,在施工过程中,必须采取必要的措施,来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,确保混凝土的施工质量,提高混凝土构件的强度,从而实现整个建筑的施工质量,提高建筑物的安全性和实用性。
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。混凝土的抗压强度可以反映混凝土质量的全貌,是混凝土重要的性质,是评定混凝土质量的主要指标之一。因此在工程施工中我们必须对混凝土的抗压强度有足够的重视。
2.影响因素
2.1水灰比
水灰比之所以是影响混凝土强度最突出的因素,是因为水泥水化时,所需用到的结合水,一般只占水泥用量的25%左右,而在配置混凝土时,为了搅拌运输成型等施工操作方面的需要,混凝土必须具备一定的和易性,因而,混凝土实际用水量约占水泥的50%~70%。
水灰比过大,会造成混凝土坍落度过大,在混凝土硬化后,多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道,减少了混凝土抵抗荷载的有效截面,而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此,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,与骨料粘结力愈大,混凝土强度也愈高,但是,如果水灰比过小,拌和物过于干稠,在一定的施工振捣条件下,混凝土不能被振捣密实,出现较多的蜂窝、孔洞,从而导致混凝土强度严重下降。
2.2骨料
骨料是构成混凝土的骨架,要求必须具有物理和化学的稳定性。对中低标号混凝土,应确保细骨料中细小颗粒的数量,以保证混凝土整体颗粒的堆积,填充效果,进而保证混凝土强度;对高标号混凝土,以采用中粗砂为宜,这样可以得到较好的和易性,进而得到较高的抗压强度。
当石质强度相同时,碎石表面积比卵石大,它与水泥砂浆的粘接性比卵石强。因此施工中配制时通常采用碎石作为粗骨料。但级配应选择在合理范围之内,使具有更高的体积稳定性和强度,另外粗骨料中针、片状颗粒含量及含泥量对强度的影响亦不可忽略。
2.3外加剂
在混凝土中加入适量的外加剂,能提高混凝土的强度,改善混凝土的性能,减少混凝土用水量,节约水泥,降低成本,加快施工进度。在水利工程混凝土中,外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺和料和水以外的第五种必备材料。
外加剂作为一种用量小、作用大的特殊化学制剂,它与水泥存在适应性问题,当前外加剂生产单位众多,且品种及质量参差不齐、良莠难分。在混凝土中使用外加剂时,必须经有资质的实验室进行论证试配,掌握其特性,选择合适的外加剂品种和掺量。
外加剂的计量,在外加剂品种选定后,外加剂掺量就成为影响混凝土强度的重要因素,在施工中必须选配责任心强的专人负责。每一次投料,都严格按配合比计量。同时,用于外加剂的计量器具还必须经常进行较验,以保证其灵敏度和准确性。
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2.4养护过程中温度及湿度
混凝土为水硬性材料,混凝土硬化时所处的环境温度和湿度,也对混凝土强度有着重要的影响,环境温度高,水泥水化速度快,混凝土强度发展快。因此,混凝土成型后,必须在一定时间内保持适当的温度和足够的湿度,以使水泥充分水化。温度低,水泥水化速度减慢,混凝土强度发展就受到影响。湿度对水泥能否正常进行水化有显著影响,湿度大,水泥水化就能正常进行。湿度不够,若环境湿度较低,水泥不能进行正常水化作用,甚至停止水化,这将严重降低混凝土的强度。
同时,混凝土在凝结过程中,如果水份散失太快,还会加速混凝土的收缩,致使混凝土产生收缩裂缝。所以,混凝土的养护是相当重要的环节,必须派专人进行浇水养护,使混凝土表面保持湿润状态,以确保水泥的正常水化,其浇水养护时间,从强度增长归集曲线图上可以看出,浇注后7天之内是强度增长的快速期间。因此《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)中规定,普通的养护时间常温下不得少于7天,以防止在强度增长过程中因脱水而导致强度损失。
2.5拌和用水
根据《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-1989)的规定,拌和用水宜采用符合国家标准的生活饮用水。用其他水做拌和水时,其质量必须达到拌和与养护混凝土用水的指标要求,以免降低混凝土的强度。
3.提高强度措施
3.1尽可能降低水灰比为使混凝土拌合物中游离水分减少,提高与骨料的粘结力,可以采用较小的水灰比,用水量小的干硬性混凝土,或在混凝土中掺入减水剂。但水灰比不能过小,水灰比过小时,胶体和晶体的材料不能充分形成,混凝土和易性差,混凝土振捣、密实很困难,会产生蜂窝、孔洞和开裂等现象。所以为施工方便和保证质量,水灰比不宜小于0.5。
3.2改善粗细骨料的颗粒级配,砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况,级配良好的砂,空隙率较小,不仅可以节省水泥,而且可以改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土的密实度,强度和耐久性。骨料要选用有害物质较少、石粉及泥沙等含量较少的碎石。
3.3掺外加剂可以改善抗冻性,抗渗性,混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入用以改善混凝土性能的物质,掺量不大于水泥质量的5%,外加剂的掺量很小,却能显著地改善混凝土的性能,提高技术经济效果,使用方便。但外加剂的类型比较多,并且不同外加剂所起到的作用不同,因此,需要根据实际需求来进行针对性的选取,以更好地提高混凝土的强度等级。
3.4养护时适宜的温度与湿度,可以快速提高混凝土强度。由于高强度混凝土水灰比小,早期强度发展快,温度敏感性大。因此配置高强度混凝土时,如无恒温恒湿条件则应在成型后迅速转入养护室内养护,如无此条件,应尽量缩短在试模内的时间,提前拆模,表面用塑料膜等用以保温保湿,防止水分挥发影响强度。
3.5规范混凝土的施工工艺。加强原材料计量管理工作。拌制混凝土时,首先必须严格按施工配合比及指定的材料进行配料,杜绝用体积比来代替重量比进行控制,对各种组成材料进行每盘过磅。
合理控制搅拌时间。搅拌时间的长短与搅拌质量密切相关。搅拌时问过短,混凝土不均匀,强度及和易性将下降;搅拌时间过长,不但降低搅拌的生产效率,同时会使不坚硬的粗骨料,在大容量搅拌机中因脱角、破碎等而影响混凝土的质量。对于加气混凝土也会因搅拌时间过长而使所含气泡减少。
振捣是配置混凝土的一个重要工艺过程。振捣的目的是施加某种外力,抵消混凝土混合物的内聚力,强制各种材料互相贴近渗透,排出空气使之形成均匀密实的混凝土构件,以达到最高的强度。
4.结束语
综上所述,在进行混凝土施工过程中,影响混凝土强度的因素比较多,此时就需要相关部门对可能出现的影响因素进行全面、系统的分析和试验研究,必须从各个环节入手,加强管理,落实责任,以确保混凝土结构的安全,并在此基础上制定一套提高混凝土强度的措施,以更好地提高混凝土强度,提高工程施工的整体质量。除此之外,还要因地制宜,从满足结构物的使用要求出发,做出经济、适用、合理的设计、施工和养护方案。
参考文献:
[1]李明辉、李婷婷 影响混凝土强度的因素分析[J]黑龙江交通科技2010
[2]杨占昱 混凝土强度影响因素的分析与试验[J]四川建材2018
[3]张敏、周嵘、朱琳 浅析影响混凝土强度的因素[J]工程质量
[4]《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-1989)
[5]《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)
论文作者:沈俊峰,孙秦,洪杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
标签:混凝土论文; 强度论文; 水灰比论文; 骨料论文; 水泥论文; 水化论文; 外加剂论文; 《防护工程》2018年第30期论文;