1、论混凝土抗压强度及其影响因素 摘要：混凝土耐久性和抗压强度是结构设计需要考虑的两个重要方面，通过试验研究了耐久混凝土抗压强度的变化规律。基于试验结果，定量分析了龄期、水胶比、粉煤灰掺量、骨料级配、最大骨料直径和掺耐蚀剂对耐久混凝土抗压强度的影响，获得了一些结论，为钢筋混凝土结构耐久性设计提供理论依据。 关键词：耐久混凝土；抗压强度；影响因素；钢筋混凝土结构耐久性设计 中图分类号： TU375 文献标识码： A 前言 工程实践和实验室试验均表明，钢筋混凝土结构易受海水中的氯离子侵蚀，引发钢筋锈蚀，导致 表面混凝土开裂和剥落，甚至结构早期破坏为确保钢筋混凝土结构的。耐久性，需要采取各种有效措施缓解
2、氯离子侵蚀目前，有效措。施主要包括：耐久性基本措施和耐久性附加措施耐久性基本。措施是通过混凝土材料和结构的优化设计，最大限度地降低混凝土本身的渗透性，以限制周围环境的氯离子侵入到混凝土中，预防钢筋锈蚀和混凝土结构早期破坏，如降低水胶比、适当优、化骨料级配采用高强度等级优质水泥掺入一定量的矿物掺合料等耐久性附加措施是指另外增加的其他措施，如混凝土。表面涂覆防腐涂料等因此，除了通过试验来确定各种因素对。混凝土氯离子扩散 系数的影响外，还需要量化各因素对混凝土抗压强度的影响目前，国内外学者在此方面已经做了一些工作， Bouzoubaa 等人和鲁丽华等人研究了粉煤灰掺量对混凝土强度的影响；在掺加硅粉的
3、情况下，Rao 分析了水胶比对混凝土抗压强度的影响； Kim 等人讨论了温度和龄期对混凝土抗压强度的影响，但是，骨料级配最大骨料直径和耐蚀剂对混凝土抗压强度影响的研究目前还不多见为此，本文在前人工。作的基础上，通过试验系统地研究了龄期、水胶比、粉煤灰掺量骨料级配最大骨料直径和掺耐蚀剂对耐久性混凝土抗压强度、的影响，所得结论可为钢筋混凝土结构 耐久性设计提供参考。 1 试验材料和混凝土配合比设计 本试验采用钱潮水泥厂生产的 P O42.5级水泥。粗细骨料分别采用富勒和等体积级配，采用震击式两用振摆筛选机及手工筛对骨料进行筛分，最小骨料直径为 0.15mm，最大骨料直径分别为 16、 19mm和
4、26.5mm，粗骨料表观密度为 2776kg/m3，吸水率为 0.92%，细骨料表观密度为 2620kg/m3，吸水率为 1.6%采用杭州博能热电有限公司生产的 II 级粉煤灰，其表观密度为2180kg/m3，比表面积为 720m/kg，含水率为 0.15%所用的 FMA-H抗渗耐蚀剂由杭州三狮公司生产，表观密度为 2620kg/m3，比表面积为 420m/kg3，含水率为 3%采用杭州建筑构件公司外。加剂厂生产的 SN-II 高效减水剂混凝土拌和和养护用水均为自来水， pH 值为 6.5。 在混凝土配合比设计中主要考虑 3 种不同的水胶比、 3 种不同掺量的粉煤灰、单一掺量的耐蚀剂、两种骨料
5、级配和 3种不同的最大骨料直径，具体如表 1 所示 混凝土试件浇筑成立方体，其尺寸为 100mm100mm100mm 试件浇筑 1d后脱模、编号、脱模后的试件放在温度为（ 202 ） 、相对湿 度为 90%的养护室中养护，试件养护时间分别 28d 和 90d，养护结束后进行抗压强度试验。 2 抗压强度测定和试验结果分析 混凝土抗压强度按式（ 1）计算： 式中： fcu 混凝土立方体抗压强度（简称为抗压强度）； F 试件的破坏荷载； A 试件的承压面积； 0.95 尺寸换算系数。 配合比编号为 1、 2 和 3 的试样各做了两组，一组龄期为 28d，另一组龄期为 90d，对于给定的龄期，混凝土抗
6、压强度均随着水胶比的增大而减小，当水胶 比从 0.4 增大到 0.6 时，龄期为 28d 和 90d 混凝土的抗压强度分别减小36%和 34%，这是因为水灰比越大，总孔隙率（包括凝胶孔和毛细孔）越大，混凝土抗压强度越低，这符合 Abrams 定律，对于给定的水胶比，混凝土抗压强度。随着龄期的增长而增大，当龄期从 28d 增长到 90d 时，水胶比为0.4、 0.5和 0.6混凝土的抗压强度分别增大 12%、 19%和 16%，主要是因为混凝土总孔隙率随着龄期的增长而不断减小的缘故，而且随着水化反应的进行，混凝土中的自由水不断减小，水化反应速率降低，因而混凝土后期强度发展比较缓慢。 配合 比编号
7、为 4、 5和 6的试样主要是用来分析粉煤灰掺、量对混凝土抗压强度的影响，与普通混凝土相比，掺加粉煤灰使得混凝土抗压强度减小，而且随着粉煤灰掺量的增大，抗压强度不断减小。如掺加 20%粉。煤灰时，28d 的抗压强度为普通混凝土抗压强度的 93%， 90d 的抗压强度为普通混凝土抗压强度的 96%；掺加 40%粉煤灰时， 28d 的抗压强度为普通混凝土抗压强度的 77.2%， 90d 的抗压强度为普通混凝土抗压强度的 84%。由于粉煤灰取代部分水泥。后，拌合料的活性降低，水化反应速率降低，但随着龄期的增长，后期强度均有较大的提高，因为 在混凝土硬化的过程中，水泥熟料矿物的水化反应在先，粉煤灰的二
8、次水化反应在后，水化反应初期，水胶比较高，绝大部分水泥水化有充足的自由水供应，使得不掺粉煤灰混凝土的密实度比掺粉煤灰混凝土的密实度高但到了后期，水泥熟料的水化反应的产物之一氢氧化钙。不断侵蚀粉煤灰玻璃微珠的致密表层，粉煤灰由外向内逐渐水化，再加上粉煤灰的火山灰和微集料填充效应，使得掺粉煤灰混凝土的后期强度有所提高。 配合比编号为 2、 7、 8 和 9 的试样主要研究最大骨料直径和骨料级配对混凝土抗压强度的影响，当最大骨料直径从 16mm 增大到 19mm 时，。 28d 和90d的混凝土抗压强度分别增大 9.6%和 11%；而当最大骨料直径从 16mm增大到 26.5mm 时， 28d 和
9、90d 的混凝土抗压强度分别减小 2.1%和 3.9%一方面，理论分析和计算机。模拟已经证实，普通混凝土中骨料与水泥石基体之间存在高孔隙率的界面层，是混凝土中最薄弱的环节，界面体积百分数随着最大骨料直径的增大而减小，因而混凝土抗压强度随着最大骨料直径的增大而增大另一方面，混凝土中还存在着骨料分布。的边壁效应，最大骨料直径越大，边壁效应越明显，混凝土抗压强度越低因此，当前一种效应大于后一种效应时，混 凝土抗。压强度随着最大骨料直径的增大而增大；当后一种效应大于前一种效应时，混凝土抗压强度随着最大骨料直径的增大而减小；当前一种效应与后一种效应相等时，混凝土抗压强度达到最大值，用等体积级配骨料配制混
10、凝土的抗压强度明。显低于用富勒级配骨料配制混凝土的抗压强度，当龄期为 28d 和 90d 时，分别降低 39%和 29%这是由于在最大骨料直径相。等的前提下，等体积级配骨料中包含更多的小尺寸骨料，导致更大的界面体积百分数。 配合比编号为 1、 2、 3、 10、 11和 12试样主要研究掺耐蚀剂、对混凝土抗压强度的影响， 可见，当水灰比为 0.4时，掺耐蚀剂混凝土抗压强度与普通混凝土抗压强度基本一致；当水灰比为 0.5时，掺耐蚀剂混凝土抗压强度略低于普通混凝土抗压强度；而当水灰比为 0.6时，掺耐蚀剂混凝土抗压强度高于普通混凝土抗压强度因此，在混凝土中。掺耐蚀剂基本不会降低混凝土抗压强度。 3
11、 结论 （ 1）混凝土抗压强度随着水胶比的增大而减小，但随着龄期的延长而增大。 （ 2）对于给定的水胶比，混凝土抗压强度先随着最大骨料直径的增大而增大，达到最大值后再随着最大骨料直径的增大而减小；骨料级配对混凝土抗压强 度的影响较大。 （ 3）掺加粉煤灰会降低混凝土抗压强度，而且降低程度随着粉煤灰掺量的增加而增大；掺耐蚀剂基本不会降低混凝土抗压强度。 参考文献： 张宝胜，干伟忠，陈涛 .杭州湾跨海大桥混凝土结构耐久性解决方案 J.土木工程学报， 2006,39（ 6） .72-77. 鲁丽华，潘桂生，陈四利，等不同掺量粉煤灰混凝土的强度试验沈阳工业大学学报， 2009,31(1):107-111.
