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1、水泥混凝土強度應注意的幾個影響因素 摘要:本文從水灰比、水泥、集料、集灰比、養(yǎng)護等幾個方面簡要闡述影響水泥混凝土強度的幾個主要因素,為水泥混凝土結構的設計、施工及試驗分析提供一些思路?! £P鍵詞:水泥混凝土;強度;影響;因素任何混凝土結構物主要都是用于承受荷載或抵抗各種作用力的,強度是混凝土最重要的力學性能。工程上對混凝土的其它性能要求,如不透水性、抗凍性等,而這些性能與混凝土強度往往存在著密切的聯(lián)系。一般說來,混凝土的強度愈高,其剛性、不透水性、抵抗風化和某些侵蝕介質的能力也愈高;而強度愈高,往往其干縮也較大
2、,同時較脆、易裂。因此,通常用強度來評定和控制混凝土的質量以及評價各種因素影響程度的指標?! ?、水灰比水泥混凝土強度主要取決于毛細管孔隙率或膠空比,但這些指標都難于測定或估計。而充分密實的混凝土在任何水灰比程度下的毛細管孔隙率由水灰比所確定。 毛細孔隙率Pc=W/C–0.36α膠空比x=0.68α/(0.32α+W/C) 其中:W/C—水灰比α—水化程度DuffAbrams的混凝土強度水灰比定則指出:“對于一定材料,強度取決于一個因素,即水灰比。”由此看來,水灰比—孔隙率關系無疑是最重要的因素。它影響著水
3、泥漿基體和粗骨料間過渡區(qū)這兩者的孔隙率,水泥石在水化過程中的孔隙率取決于水灰比,水灰比和混凝土的振搗密實程度兩者都對混凝土體積有影響,當混凝土混合料能被充分搗實時,混凝土的強度隨水灰比的降低而提高。然而,形成水化物需要一個最小的水量?! 。╓/C)min=0.42α即完成水化(α=1.0)的W/C不應低于0.42.顯然在低W/C時預期殘留的未水化水泥能夠在漿體內繼續(xù)長期存在,亦即W/C低于0.42,漿體將自我干燥。為避免這種現(xiàn)象,有效的最低W/C比要高于0.42.在實際中,我們可以通過規(guī)定的W/C來保證充分密實
4、的混凝土在規(guī)定齡期的強度,保證混凝土的性能?! ?、水泥水泥混凝土的影響取決于水泥的化學成分及細度?! ∷鄰姸戎饕獊碜杂谠缙趶姸龋–3S)及后期強度(C2S),而且這些影響貫穿于混凝土中。用C3S含量較高的水泥來制作混凝土,其強度增長較快,但在后期可能以較低的強度而告終。而無論通過改變成分、養(yǎng)護條件或者利用外加劑而比較緩慢地水化,都可使水泥產生較高的最終強度?! ∷嗉毝葘炷翉姸鹊挠绊懸埠艽?。隨著細度增加,水化速率增大,就導致較高的強度增長率。但應避免細磨粉的含量。因為當顆粒很細時,間隙水可引起一些高W/
5、C區(qū)域。另外,研究表明,直徑大于60pm的顆粒對強度是沒什么貢獻的。3 而水泥質量的波動對混凝土強度的影響,應引起注意。水泥廠生產的同一品種同一標號的水泥,不可避免地會在質量上有波動。水泥質量的波動,毫無疑問地在混凝土強度上反映出來。采用具有相同平均強度而離散系數(shù)小的水泥,可以降低混凝土的水泥用量。水泥質量波動大多是由于水泥細度和C3S含量的差異引起的。而這些因素在早期的影響最大。隨著時間的延長其影響就不再是最重要的了。即水泥質量波動引起的混凝土強度的標準離差,不隨齡期而增大,但混凝土強度的離散系數(shù)卻因強度隨
6、齡期的增大而減小。因此,水泥質量波動對混凝土早期強度影響大。 3、集料集料極重要的參數(shù)是集料的形狀、結構、最大尺寸及級配?! 〖媳旧淼膹姸炔惶匾驗榧蠌姸纫话愣家哂诨炷恋脑O計抗壓強度。在承載時混凝土中集料所能承受的應力大大超過混凝土的抗壓強度?! 」橇项w粒強度比混凝土基體和過渡區(qū)的強度要大。大多數(shù)天然骨料,其強度幾乎不被利用,因為破壞決定于其它兩項(水泥漿基體及過渡區(qū))。一般而言,強度和彈性模量高的集料可以制得質量好的混凝土。但過強、過硬的集料不但沒有必要,相反,還可能在混凝土因溫度或濕度等原因發(fā)
7、生體積變化時,使水泥石受到較大的應力而開裂?! 」橇项w粒的粒形、粒徑、表面結構和礦物成分,往往影響混凝土過渡區(qū)的特性,從而影響混凝土的強度?! 〖壟淞己玫拇止橇细淖兤渥畲罅綄炷翉姸扔兄鴥煞N不同的影響。水泥用量和稠度一樣時,含較大骨料粒徑混凝土拌和物比含較小粒徑的強度小,其集料的表面積小,所需拌和水較少,較大骨料趨于形成微裂縫的弱過渡區(qū),其最終影響隨混凝土水灰比和所加應力而不同。在低水灰比時,降低過渡區(qū)孔隙率同樣對混凝土強度一開始就起重要作用。在一定拌和物中,水灰比一定時抗拉強度與抗壓強度之比將隨粗骨料粒徑
8、的降低而增加。試驗表明,增加骨料粒徑對高強混凝土起反作用,低強度混凝土在一定水灰比時,骨料粒徑似乎無大的影響。另外,在同一條件下,以鈣質代硅質骨料會使混凝土強度明顯改善?! ?、集灰比對于強度大于35Mpa的混凝土,集灰比的影響就較為明顯地表現(xiàn)出來?! ≡谙嗤冶葧r,混凝土強度隨著集灰比的增大而提高。這是因為:集料數(shù)量增大,吸水量也增大,從而有效水灰比降低;混凝土內孔隙總體積減小;集