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摘要：从水泥混凝土所用原材料、配合比、搅拌质量、养护条件与龄期等几个方面来阐述影响水泥混凝土强度的因素，可为水泥混凝土结构设计及试验分析提供帮助。
关键词：混凝土;配合比;强度;影响因素
Abstract: From the cement concrete raw materials used, mix proportion, mixing quality, curing conditions and the age of several aspects influencing factors on strength of cement concrete, it can provide help for the design and test analysis of cement concrete structure.
Key words: concrete; mix ratio; strength; influencing factors
中图分类号：TV544+.922
前言：
随着我国各项基本建设的飞速发展，水泥混凝土的使用越来越广泛。混凝土结构物主要是用于承受荷载或抵抗各种作用力，混凝土硬化后最基本的性能就是强度，因此强度是结构混凝土最重要的力学性能指标。由于混凝土抗壓强度的测定方法比较简单，同时在混凝土结构中主要用来承受压力，因此，混凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要一项指标。下面结合本人工作实践经验，浅谈影响水泥混凝土强度的因素。
1 原材料的影响
在混凝土组成材料中，砂、石是集料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的集料填充大颗粒的空隙；水泥和水组成水泥浆，包裹在所有粗、细集料的表面并填充在集料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌和物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把粗、细集料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材。
1.1 水泥：水泥标号对混凝土强度起决定的作用，应符合国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175）的规定。一般情况选用水泥的标号应与所配制的混凝土强度等级相适应。配制普通混凝土时，通常水泥强度为混凝土设计强度的1~2倍；配制高强混凝土时，为混凝土设计强度的0.9~1.5倍。但是，随着科技的进步与外加剂的研发，混凝土强度等级不断提高，高强度混凝土并不受此比例的约束。
1.2 细骨料：一般是天然砂和机制砂，不宜采用海砂。在混凝土工程中，要符合建筑用砂技术要求。用于桥涵施工时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）技术指标要求。
1.3 粗骨料：粗集料应选用强度高、连续级配好、同颜色、含泥量小于等于1%和不带杂质的集料。施工过程中一定要控制好级配、针片状含量和压碎值指标。用于桥涵施工时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）技术指标要求。
（1）集料本身的强度：为保证混凝土强度，要求粗集料必须具有一定的强度，碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值指标表示。碎石和卵石要求的压碎值指标值，根据混凝土强度等级确定标准。
（2）级配的影响：为获得密实、高强度的混凝土，要求粗集料组成要有良好的级配。粗集料分单粒级和连续级配，连续级配为拌制混凝土的首选，它使混凝土工作性好，不宜产生离析，宜使混凝土密实成型。
（3）最大粒径的影响：随着最大粒径的增大，单位用水量相应减少。在固定用水量和水灰比的条件下，增大集料粒径，可获得好的和易性或减少水灰比而提高强度和耐久性。通常在结构截面允许的条件下可适当增大粗集料的粒径以节约水泥用量。
1.4 水的影响
水是混凝土中的主要成分，水中带有的杂质会对混凝土带来负面影响。一般采用自来水和河水或地下水。不应含有影响水泥正常凝结于硬化的有害物质或油脂、糖类及游离酸等。2 配合比的影响
混凝土配合比时决定强度的重要因素之一，其中水灰比的大小直接影响混凝土强度，其他如砂率、外掺剂等也影响混凝土的各种性能。
2.1 水灰比的影响
水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶凝作用的水泥石的质量，水泥石的质量则取决于水泥的特性和水灰比。
在单位混凝土拌和物中，水灰比即决定水泥浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌和物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限以下时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌和物的流动性较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限以下时，将产生严重的离析、泌水现象，从而会使粗集料裸露大大降低混凝土强度。
2.2 砂率的影响
最佳含砂率是指在砂石骨料级配的规定条件下，选择能同时满足混凝土质量和易性要求的砂最佳含量。当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌和物就显得干稠。当砂率过小时，虽然骨料的总表面积减少，但由于砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使混凝土拌和物的流动性降低，影响混凝土拌和物的粘聚性，使拌和物显得粗涩、粗骨料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。
2.3外加剂与掺合料的影响
所使用的外加剂与水泥、矿物掺合料之间应具有良好的相容性。合理选用混凝土外加剂与掺合料品种，严格控制产品质量及正确使用方法。混凝土外加剂应选用合理，达到相关国家检测标准。对粉煤灰和硅灰等外加掺合料的要求应满足设计和规范技术指标。外加剂与掺合料的掺量一定要符合设计要求。掺量少不起作用，掺量过多会使混凝土离析、泌水等直接影响混凝土强度。
3 混凝土的搅拌质量控制
混凝土采用机械搅拌，根据现场砂、石含水量及时调整用水量，按理论配合比计算生产配合比。搅拌时间应符合有关规定。随时检查混凝土搅拌是否均匀、颜色是否一致，并在混凝土搅拌地点和浇注地点检测混凝土拌合物的和易性及坍落度，观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。混凝土运输应以最少的转运次数、最短的运距从搅拌地点送至浇注位置为原则。提前安排机修人员对拌合设备和运输设备进行检查和修理工作，确保拌合设备和运输设备能够正常运转，确保施工过程中能够及时提供过程所需用量的混凝土。
4 混凝土浇注质量控制
4.1 混凝土的浇注
混凝土的浇注，无论是按从一端向另一端，或从中部向两端对称，呈斜面层次，全断面而推进的浇注方法，还是按从下到上一层层的，呈水平层次的浇注方法，都必须分段、分层地进行浇注作业。在混凝土拌和物未初凝的可重塑时间内，完成混凝土的分层拼茬和分段接茬。根据混凝土浇注时的气温条件，防止混凝土浇捣面上水分蒸发过多造成接茬不良。若发生混凝土拌和物表面失水而初凝的“假凝”时，可先用振捣棒振动，使其液化后再接茬浇注。
4.2 混凝土的振捣
混凝土振实过程，时混凝土拌和物在所浇部位上进行的：一是液化，二是振动。三是捣实。为达到混凝土均匀密实的效果，要采用前面浇注后面振捣的配合步骤，切忌早振。特别是在箱梁和盖梁以及防撞墙护栏等混凝土浇注时，要时刻关注在每层混凝土振捣作业时，始终保持“浇”与“振”前后相差一定距离。若浇铺长度为10m，则振捣长度为9m，即最前沿一段至少相当于振捣棒作用半径2倍范围内的混凝土，不要急于振捣，待下一段浇铺接茬后再振。
5 养护条件与龄期的影响
为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后应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，养护条件包括环境的温度和湿度以及最佳养护龄期。
5.1 温度和湿度的影响
混凝土在浇注后水分的蒸发，取决于周围空气的温度和湿度，以及引起混凝土表面空气湿度变化的风度。混凝土和周围空气的温差，也会影响失水。例如，在白天饱水的混凝土比温度低的晚上会失水；寒冷气候中浇注的混凝土，即使在饱水和空气中，也会失水。因此，结合不同的外界环境及混凝土的性能采用不同的养护方案。
5.2 龄期的影响
混凝土在正常养护温度下，最佳养护龄期是大于7d。其强度将随着龄期的增加而增大，最初7~14d内，强度增大较快，以后逐渐缓慢，28d后更慢。《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）规定评定水泥混凝土的抗压强度，应以标准养生28d龄期的试件为准。试件为边长150mm的立方体。试件3个为1组，制取的组数应符合规定要求。
必须注意：一定要使结构混凝土强度达到设计要求后或利用仪器设备检测合格后经专家论证同意方可使用。
6 结束语
水泥混凝土由于自身具有的性能在建筑工程上发挥着重要作用。其性能体现在具有较高的强度和耐久性。总之，影响混凝土强度的因素很多，在混凝土配合比设计及施工过程中，应注重细节，严把混凝土质量关，使混凝土结构安全。可靠地发挥其作用，才能很好的保证工程质量。
参考文献
[1] 中交第一公路工程局有限公司主编，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）人民交通出版社，2011年7月 第1版。
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部主编，《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）中国建筑工业出版社，2011年7月 第1版。
[3] 交通部公路科学研究所主编，《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 人民交通出版社，2004年10月 第1版。
关键词：混凝土;配合比;强度;影响因素
Abstract: From the cement concrete raw materials used, mix proportion, mixing quality, curing conditions and the age of several aspects influencing factors on strength of cement concrete, it can provide help for the design and test analysis of cement concrete structure.
Key words: concrete; mix ratio; strength; influencing factors
中图分类号：TV544+.922
前言：
随着我国各项基本建设的飞速发展，水泥混凝土的使用越来越广泛。混凝土结构物主要是用于承受荷载或抵抗各种作用力，混凝土硬化后最基本的性能就是强度，因此强度是结构混凝土最重要的力学性能指标。由于混凝土抗壓强度的测定方法比较简单，同时在混凝土结构中主要用来承受压力，因此，混凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要一项指标。下面结合本人工作实践经验，浅谈影响水泥混凝土强度的因素。
1 原材料的影响
在混凝土组成材料中，砂、石是集料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的集料填充大颗粒的空隙；水泥和水组成水泥浆，包裹在所有粗、细集料的表面并填充在集料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌和物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把粗、细集料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材。
1.1 水泥：水泥标号对混凝土强度起决定的作用，应符合国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175）的规定。一般情况选用水泥的标号应与所配制的混凝土强度等级相适应。配制普通混凝土时，通常水泥强度为混凝土设计强度的1~2倍；配制高强混凝土时，为混凝土设计强度的0.9~1.5倍。但是，随着科技的进步与外加剂的研发，混凝土强度等级不断提高，高强度混凝土并不受此比例的约束。
1.2 细骨料：一般是天然砂和机制砂，不宜采用海砂。在混凝土工程中，要符合建筑用砂技术要求。用于桥涵施工时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）技术指标要求。
1.3 粗骨料：粗集料应选用强度高、连续级配好、同颜色、含泥量小于等于1%和不带杂质的集料。施工过程中一定要控制好级配、针片状含量和压碎值指标。用于桥涵施工时，应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）技术指标要求。
（1）集料本身的强度：为保证混凝土强度，要求粗集料必须具有一定的强度，碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值指标表示。碎石和卵石要求的压碎值指标值，根据混凝土强度等级确定标准。
（2）级配的影响：为获得密实、高强度的混凝土，要求粗集料组成要有良好的级配。粗集料分单粒级和连续级配，连续级配为拌制混凝土的首选，它使混凝土工作性好，不宜产生离析，宜使混凝土密实成型。
（3）最大粒径的影响：随着最大粒径的增大，单位用水量相应减少。在固定用水量和水灰比的条件下，增大集料粒径，可获得好的和易性或减少水灰比而提高强度和耐久性。通常在结构截面允许的条件下可适当增大粗集料的粒径以节约水泥用量。
1.4 水的影响
水是混凝土中的主要成分，水中带有的杂质会对混凝土带来负面影响。一般采用自来水和河水或地下水。不应含有影响水泥正常凝结于硬化的有害物质或油脂、糖类及游离酸等。2 配合比的影响
混凝土配合比时决定强度的重要因素之一，其中水灰比的大小直接影响混凝土强度，其他如砂率、外掺剂等也影响混凝土的各种性能。
2.1 水灰比的影响
水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶凝作用的水泥石的质量，水泥石的质量则取决于水泥的特性和水灰比。
在单位混凝土拌和物中，水灰比即决定水泥浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌和物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限以下时，在一定施工方法下就不能保证密实成型；反之，水灰比较大，水泥浆较稀，混凝土拌和物的流动性较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限以下时，将产生严重的离析、泌水现象，从而会使粗集料裸露大大降低混凝土强度。
2.2 砂率的影响
最佳含砂率是指在砂石骨料级配的规定条件下，选择能同时满足混凝土质量和易性要求的砂最佳含量。当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌和物就显得干稠。当砂率过小时，虽然骨料的总表面积减少，但由于砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使混凝土拌和物的流动性降低，影响混凝土拌和物的粘聚性，使拌和物显得粗涩、粗骨料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。
2.3外加剂与掺合料的影响
所使用的外加剂与水泥、矿物掺合料之间应具有良好的相容性。合理选用混凝土外加剂与掺合料品种，严格控制产品质量及正确使用方法。混凝土外加剂应选用合理，达到相关国家检测标准。对粉煤灰和硅灰等外加掺合料的要求应满足设计和规范技术指标。外加剂与掺合料的掺量一定要符合设计要求。掺量少不起作用，掺量过多会使混凝土离析、泌水等直接影响混凝土强度。
3 混凝土的搅拌质量控制
混凝土采用机械搅拌，根据现场砂、石含水量及时调整用水量，按理论配合比计算生产配合比。搅拌时间应符合有关规定。随时检查混凝土搅拌是否均匀、颜色是否一致，并在混凝土搅拌地点和浇注地点检测混凝土拌合物的和易性及坍落度，观察混凝土拌合物的粘聚性和保水性。混凝土运输应以最少的转运次数、最短的运距从搅拌地点送至浇注位置为原则。提前安排机修人员对拌合设备和运输设备进行检查和修理工作，确保拌合设备和运输设备能够正常运转，确保施工过程中能够及时提供过程所需用量的混凝土。
4 混凝土浇注质量控制
4.1 混凝土的浇注
混凝土的浇注，无论是按从一端向另一端，或从中部向两端对称，呈斜面层次，全断面而推进的浇注方法，还是按从下到上一层层的，呈水平层次的浇注方法，都必须分段、分层地进行浇注作业。在混凝土拌和物未初凝的可重塑时间内，完成混凝土的分层拼茬和分段接茬。根据混凝土浇注时的气温条件，防止混凝土浇捣面上水分蒸发过多造成接茬不良。若发生混凝土拌和物表面失水而初凝的“假凝”时，可先用振捣棒振动，使其液化后再接茬浇注。
4.2 混凝土的振捣
混凝土振实过程，时混凝土拌和物在所浇部位上进行的：一是液化，二是振动。三是捣实。为达到混凝土均匀密实的效果，要采用前面浇注后面振捣的配合步骤，切忌早振。特别是在箱梁和盖梁以及防撞墙护栏等混凝土浇注时，要时刻关注在每层混凝土振捣作业时，始终保持“浇”与“振”前后相差一定距离。若浇铺长度为10m，则振捣长度为9m，即最前沿一段至少相当于振捣棒作用半径2倍范围内的混凝土，不要急于振捣，待下一段浇铺接茬后再振。
5 养护条件与龄期的影响
为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后应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，养护条件包括环境的温度和湿度以及最佳养护龄期。
5.1 温度和湿度的影响
混凝土在浇注后水分的蒸发，取决于周围空气的温度和湿度，以及引起混凝土表面空气湿度变化的风度。混凝土和周围空气的温差，也会影响失水。例如，在白天饱水的混凝土比温度低的晚上会失水；寒冷气候中浇注的混凝土，即使在饱水和空气中，也会失水。因此，结合不同的外界环境及混凝土的性能采用不同的养护方案。
5.2 龄期的影响
混凝土在正常养护温度下，最佳养护龄期是大于7d。其强度将随着龄期的增加而增大，最初7~14d内，强度增大较快，以后逐渐缓慢，28d后更慢。《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）规定评定水泥混凝土的抗压强度，应以标准养生28d龄期的试件为准。试件为边长150mm的立方体。试件3个为1组，制取的组数应符合规定要求。
必须注意：一定要使结构混凝土强度达到设计要求后或利用仪器设备检测合格后经专家论证同意方可使用。
6 结束语
水泥混凝土由于自身具有的性能在建筑工程上发挥着重要作用。其性能体现在具有较高的强度和耐久性。总之，影响混凝土强度的因素很多，在混凝土配合比设计及施工过程中，应注重细节，严把混凝土质量关，使混凝土结构安全。可靠地发挥其作用，才能很好的保证工程质量。
参考文献
[1] 中交第一公路工程局有限公司主编，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）人民交通出版社，2011年7月 第1版。
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部主编，《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）中国建筑工业出版社，2011年7月 第1版。
[3] 交通部公路科学研究所主编，《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 人民交通出版社，2004年10月 第1版。