影响水泥混凝土强度的各种因素

试论影响水泥混凝土强度的各种因素

摘要：随着我国的公路事业的迅猛发展，道路、桥梁和隧道工程建设数量在不断增加。而应用于这些建设工程的水泥混凝土，越来越受到人们的重视。作为混凝土最重要的性能，强度可评定和控制混凝土施工的质量。因此水泥混凝土强度与工程建设质量之间有着重大的关系。笔者根据自身多年的工作经验，谈谈影响水泥混凝土强度的各种因素。

关键词：水泥混凝土；强度；各种因素

abstract: along with the rapid development of the cause of the highway, the road, bridge and tunnel construction are increasing in number. and applied in the construction project of the cement concrete, more and more attention by people. as the most important properties of concrete, strength can be assessed and control the quality of concrete construction. so the cement concrete strength and engineering construction quality has a significant relationship between the. according to the own many years of work experience, and talk about on cement concrete strength of various factors.

keywords: cement concrete; strength; various factors 中图分类号：tu528.45 文献标识码：a 文章编号：

应用于道路、桥梁和隧道工程建设的原料——水泥混凝土，主

要是作为承受荷载或抵抗各种作用力的。而其中起关键作用的便是混凝土的强度。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高；而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此探讨影响水泥混凝土强度的各种因素，可提高水泥混凝土的有效使用。笔者根据自身多年的工作经验，谈谈影响水泥混凝土强度的各种因素，望能给相关人员一些启发。 1、水灰比对混凝土强度的影响

混凝土强度的决定因素在于水分的比例。根据实践总结出，水泥重量的25%以下应为满足水泥水化所需的水量。在普通混凝土中，我们常使用0.4:0.65的水灰比，为了工作性的需要促使我们使用超过水化需要的水分。然而多于的水分停留在混凝土内部，形成了孔缝，这不仅不利于混凝土强度的发展，还影响了混凝土的密度和各种耐久性。所以，水灰比对混凝土强度的形成具有很大的作用。配制混凝土过程中，依据配制原料，将其带入下面的公式： r=arc ( c/w- b)( 1- 1) 或 w/c=arc/( r+brc)( 1- 2) 计算出混凝土的强度或水灰比。

在( 1- 1) 中，rc即水泥标号是随着水泥出产确定的，也就是已知的，所以混凝土强度 ( r) 与灰水比 ( c/w, 为水灰比的倒数) 是正比的关系，也就是说灰水比越大，混凝土强度也就越高；,灰水比越小，混凝土强度也相应减少。

通常情况下，混凝土的强度主要由起胶结作用的水泥石的质量

决定的，因为集料的强度远远大于混凝土的，所以集料强度不予考虑。而水泥标号及水灰比是保证水泥石质量的关键，因此可以说水灰比决定了混凝土的强度。现在我们可来研究分析水在水泥浆体中的四种形态：

（1）化合水，这种形态的水是以原子的形式有序的在水化物晶格内排列，参与进水泥中，两者形成新的物质。化合水所占的比例约为总量的20~25%。

（2）凝胶水，在凝胶的包围中存在而不与水泥起水化反应的水，储存于水化物凝胶中，若是遇高温，则发生蒸发，在其位置上就会出现凝胶孔。

（3）毛细水，可蒸发，存储于毛细孔中，蒸发后在其位置上有毛细孔出现。

（4）游离水，这种形态的水越少越好，因为它是超过水化所需水分的多余量，对水泥浆体结构和性能都会产生不利的影响。然而在施工中，必须保证混凝土具有一定的和易性，因此不存在游离水完全避免的情况。

这4种水形态，凝胶水、毛细水以及游离水都可在一定条件下蒸发掉，在水泥石上留下孔隙。而混凝土的强度受到所含孔隙的数量及大小的影响。孔隙越多越大，那么强度就会越低；孔隙越少越小，强度就会越高。因此，混凝土水灰比越大，强度就越低；水灰比越小，强度就越高。

2、水泥对混凝土强度的影响

水泥化学成分及细度对水泥混凝土强度的影响较大。整个水泥混凝土的强度主要包括早期（c3s）和后期（c2s）强度。在制作混凝土时，若是选用早期强度（c3s）比例较高的水泥成分，那么开始的水泥强度增长速度较快，到了后期就会逐渐降低。为了提高后期强度（c2s），我们可选择改变成分、养护条件等，还可添加外加剂，延缓水化速度，保证水化均匀进行，进而提高c2s。 混凝土的水化速率是随着水泥细度的增加而增大的，那么就会使得强度增长过快。但是水泥细度不可出现细磨粉的情况，过细的水泥就会通过间隙水引起高 w/c 区域的出现。而水泥细度过大也不行，根据研究，大于60pm的颗粒直径无法对强度产生影响。 另外，也应注意水泥质量的波动对混凝土强度的影响。很显然，同一水泥厂出产的同一品种同一标号的水泥，质量也不尽相同。其在混凝土强度上，能够得到比较明显的反映。那么产生水泥质量波动的原因是什么呢？根据研究表明，主要是在于水泥细度和 c3s 含量的差异。水泥质量波动最主要是对早期强度的影响，随着时间的推移，它的作用将越来越小，而混凝土强度的离散系数却因强度随龄期的增大而减小。

3、集料对混凝土强度的影响

品质较好的混凝土不仅可确保新拌混凝土具有很好的实用性，还应保证硬化后的混凝土具有一定的强度、耐久性。这对组成混凝土成分的集料有一定的要求，即密度较高、比表面积较小。对于集料来说，最重要的参数不仅是形状和结构，还有集料的最大尺寸及

级配。由于混凝土的设计抗压强度与集料强度相比，一般都较低，因此集料强度就显得不大重要了。一般情况下，都不对混凝土进行岩石的抗压强度检验，除非其强度等级达到c60 或c60以上。未加修饰的骨料颗粒强度一般都不会采用，虽然其与混凝土基体和过渡区的强度相比要大得多。根据实践，品质上乘的混凝土要求集料的强度以及弹性模量要适度。若是过高，则有可能发生体积变化，进而影响水泥石——因所受应力过大造成开裂。骨料颗粒通过对混凝 土过渡区特性的作用，进而影响混凝土强度。

为保证混凝土的质量，减少水泥的用量，必须确保矿质混合料具有良好的级配。其中组成矿质混合料的粗骨料可选用连续或间断级配，粗骨料最大粒径的改变也影响着混凝土强度。含有较大骨料粒径混凝土拌合物的强度在水泥用量和稠度相同的条件下比含较小粒径的小，因表面积较小，所需水分也较少，最终导致前者向微裂缝的弱过渡区发展，进而对混凝土的水灰比产生干扰。事实证明，增加骨料粒径不一定有利于混凝土强度的发展；在一定的水灰比情况下，骨料粒径对强度较低的混凝土影响不大。

4、集灰比

混凝土强度若是小于35mpa，那么集灰比对其基本没有影响的。而在强度大于 35mpa且水灰比相同的情况下，混凝土强度与集灰比是成正比关系，即集灰比增大，混凝土强度相应增高；集灰比减少，

则混凝土强度降低。出现这种情况的原因在于：吸水量随着集料数量增大而增大，那么水灰比就相对降低了；还有存在于混凝土内的孔隙总体积也相应减小；那么集料对混凝土强度的作用就更加明显了。

5、养护条件对混凝土强度的影响 （1）温度和湿度的条件

水泥的水化速度与养护温度的高低有很大的关联。温度增高有利于混凝土早期强度的提高，这是由于养护温度高能够促使水泥初期水化速度加快；而养护温度较低时，水泥初期的水化速度较慢，有利于水化物在水泥中充分扩散，对水泥后期的强度发展奠定了良好的基础。而养护湿度则是影响水泥能否正常进行水化。若湿度控制合适，则水泥便能够正常顺利的进行水化，混凝土的强度也能够得到很好的发展；若湿度不足以达到标准，那么混凝土会因失水而延缓水泥水化的进程，甚至于停止水化，这会对混凝土强度造成很严重的影响。

对水泥的施工过程，应注意在浇注完混凝土后立即采取一定的措施保证混凝土处在有利于混凝强度发展的温度和湿度下。这些措施中包括覆盖和洒水。采取覆盖的方式是在气温低于+ 5℃的情况使用的，保证混凝土的温度控制在一定的范围，禁忌在其表面洒水。注意在使用塑料布覆盖时，应确保混凝土处在一个严密、不透风的环境下，固定塑料布，保证工作的严谨性。将一些吸水性材料如草帘、麻袋等覆盖一层在混凝土的表面，保证其表面的湿度，促进混

凝土强度的良好发展。 （2）龄期

在正常养护时，随着龄期的增加，混凝土的强度也在增长，一般情况，混凝土的初期强度增长的速度比后期强度增长的速度要快得多。在施工过程中，根据混凝土强度随龄期变化的规律，保证混凝土的初期养护质量。避免在龄期未满时受到外力作用的情况出现。

混凝土强度与现场施工质量有着密切的联系，因此加强对其影响因素的研究，有利于提高施工质量。本文从水灰比、水泥、集料、集灰比、养护五个方面研究对水泥混凝土强度的影响，从更深层次上把握水泥混凝土强度的状况，给相关工作人员提供一些建议。 参考文献

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