1、谈影响混凝土强度的原因混凝土硬化后最基本的性能就是强度，混凝土强度有抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单，同时在混凝土结构中混凝土主要用来承受压力，因此，混凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要的一项指标。通常所讲的混凝土标号是混凝土的特定抗压强度，是设计和施工时的强度指标。 【摘要】本文从水灰比、水泥、集料、施工振捣、养护等几个方面简要阐述影响水泥混凝土强度的几个主要因素，为水泥混凝土结构的设计、施工及试验分析提供一些思路。 【关键词】水泥混凝土 强度 影响因素 中图分类号： TU528.45 文献标识码： A 文章编号： 混凝土标号是按照
2、标准方法试验测定的。用边长为 15?的立方体试件，在标准条件（温度为 203，相对湿度 90%以上）下养护 28 天的抗压强度。影响混凝土强度的因素较多，但主要是混凝土的构成材料，施工中振捣密实强度及混凝土强度增长过程中的养护条件。混凝土的组成材料包括水泥、集料（粗、细骨料） 、水。 水灰比是决定混凝土强度的关键 水在混凝土中的参量是决定混凝土强度的主要因素。通常情况下，满足水泥水化所需要的水量不超过水泥重量的 25%。普通混凝土常用的水灰比为 0.4 ：0.65，超过水化所需的主要是为了满足工作性的需要。超量的水在混凝土内部留下了孔缝，使混凝土强度、密度和各种耐久性都受到不利影响，因此，水灰
3、比是决定混凝土强度的关键。当水泥标号（Rc）为已知时，混凝土强度（R）与灰水比（C?W,为水灰比的倒数）是线性关系，即灰水比越大（水灰比越小）混凝土强度越高，灰水比越小（水灰比越大）强度较低。在一般情况下，集料的强度都高于混凝土强度，甚至高出几倍。因此，混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比，所以说水泥石质量决定于水灰比，可从水在水泥浆体中的存在形态加以分析。经研究证明，水泥浆体中的水有四中形态： ）化合水，水以原子形态参加晶格，即水分子有序排列于水化物晶格之内，完全与水泥化合而形成新的物质。这部分占总量的 2025%。 ）凝胶谁，存在于水化物凝
4、胶中的水为凝胶所包围，但不与水泥起水化反应。蒸发后在水泥石中留下凝胶孔。 ）毛细水，存在于毛细孔中的可蒸发水，蒸发后留下毛细孔。 ）游离水，对水泥浆体结构和性能完全属于多余的可蒸发水，因此，愈少愈好。但因为混凝土施工需要一定的和易性，故游离水不能完全避免。以上 4 种存在于水泥浆体的水，除了化合水外，其余三种形态的水，都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉，给水泥石留下的是孔隙，而任何固体的强度都与所含孔隙大小有关，孔隙率越大强度越低，孔隙率越小强度越高，所以混凝土水灰比越大，孔隙率越大，强度越第，水灰比越小，孔隙率越小，强度越高。 然而，形成水化物需要一个最小的水量： （W?C）min=0.
5、42a 即完成水化（a=1.0）的 W?C 不应低于 0.42.显然在低 W?C 时预期残留的未水化水泥能够在将体内继续长期存在，亦即 W?C 低于 0.42，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低 W?C 比要高于 0.42。在实际中，我们可以通过规定的 W?C 来保证充分密实的混凝土在规定龄期的强度，保证混凝土的性能。 2 水泥对混凝土强度的影响 水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度（C3S）及后期强度(C2S),而且这些影响贯穿于混凝土中。用 C3S 含量较高的水泥来制作混凝土，其强度增长快，但在后期可能以比较低的强度而告终。而无论通过改变成分、掩护
6、条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可以是水泥产生较高的最终强度。 水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高 W?C 区域。另外，研究表明，直径大于 60pm的颗粒对强度是没什么贡献的。 关于水泥用量对混凝土强度的影响，一般认为“水泥越多混凝土强度越高” 。这个认识是不确切的：一是没有前提。这个前提应该是在水泥水灰比不变的情况下。如果水灰比不同，就无法谈高低问题。二是两者间关系不是永恒的。在水灰比不变的情况下，混凝土强度有随水泥用量增加而提升的可能。但水泥用量增加到某一极限量时混凝土强度不
7、但没有提高，反而有下降的趋势。从水泥用量对水泥石孔隙的影响来分析，在某一水灰比时，水泥用量如果恰在水泥全部水化限度内，则水泥石的孔隙率是最小的，也就是水泥石强度是最高的。如果水泥用量增加，相应地水也要增加。所以，孔隙率不会再减少，相反地增加水泥不但不会提高混凝土的强度，很可能要降低强度，同时还要浪费水泥，这在技术上和经济上都是可取的。 3 集料对混凝土强度的作用 集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及极配。集料本身的强度不太重要，因为集料强度一般都要高于混凝土的设计抗压强度。在承载时混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度。 骨料颗粒强度比混凝土基体和过渡区的强度要大。大多数
8、天然骨料，其强度几乎不被利用，因为破坏决定于其它两项（水泥浆基体和过渡区） 。一般而言，强度和弹性模量高的集料可以制得质量好的混凝土。但过强、过硬的集料不但没有必要，相反，还可能在混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂。 骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。 4 振捣密实对混凝土强度的影响 振捣是配制混凝土的一个重要的工艺过程。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，排除空气，使之形成均匀密实的混凝土构件或构筑物，以期达到最高的强度。为获得密实的混凝土，所使用的捣实方法有
9、工人捣实和机械振实。振速同振幅（A） 、振频（n）的关系可用公式表示：V=ocxAxn(1-3) 振幅与振频：由公式可见，在已定振速的情况下，振幅大，振频相应减小，反之振频相应加大，在一定临界振幅作用下，可使混凝土得到最大的密实度。此外，振幅的大小还与混凝土混合物颗粒尺寸大小及流动度有关。如果振幅过小，难以达到密实，振幅过大则发生振动不和谐。呈紊乱状态，这会导致混凝土的分层现象。由此可见，只要振幅保持在一个适当的范围内，振频对混凝土的密实起主要作用。振动时间：现在使用的振动器的振速、振幅、振频等参数往往都是固定的，所以应按照具有不同参数的振动器和混凝土混合物的流动性及结构特性，决定了振动时间，
10、如果振动时间太少，则密实效果不会好，相反，振动时间过长，会使颗粒大的石子沉底，上部都是水泥砂浆或水泥浆及浮水泥浆及浮水，形成离析现象，造成上下不均匀，降低混凝土强度。 5 养护条件和温度的影响 为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生，因此，必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发失去，而且，在水泥水化过程在产生的水泥凝胶具有很大的比表面积，大量自由水变为表面吸附水。这时，如果不让水分入水泥石，则供水化反应的水就会越来越少，在水灰比小于 0.5的情况下会出现自干现象，使水泥水化不能继续进行。因此，在养护期内必须保持混凝土的饱水状态，或者接近于这个状态。只有在饱水状态下，水泥水化速度才能最大的。在混凝土早期养护时期，存在着一个最佳养护温度，在此情况下混凝土在某一龄期时的强度最大。在试验条件下， 硅酸盐水泥的最佳温度约为 13 ，而快硬硅酸盐水泥则为 4。所以，在夏天浇筑的混凝土要较同样的混凝土在冬天浇筑时强度要低。 作者简历： 佟晟钢(1961-),男，辽宁凤城人，凤城市房地产管理处，高级工程师。 研究方向：房屋建筑
