论文部分内容阅读
[摘要]：本文对影响混凝土强度的主要因素作了分析，并就如何控制混凝土强度作了阐述。
[关键词]：混凝土 质量 控制
中图分类号：TU37 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）10- 0049–02
一、前言
混凝土是由胶凝材料，水，粗、细骨料，必要时掺入一定数量的化学外加剂和矿物混合材料，按适当的比例配置，经均匀搅拌，密实成型和养护、硬化而成的人造石材。混凝土由于其具有良好的耐久性、经济型、工作性等诸多优点使它成为建筑领域中用量最大、应用最广的建筑材料之一。混凝土质量的好坏直接对工程产生很大影响，混凝土在施工过程中极易受到外界的干扰，产生各种缺陷，直接影响到建筑结构的安全，因此在施工过程中我们必须对混凝土工程质量有足够的重视。
二、影响混凝土强度主要因素
混凝土的抗压强度是混凝土质量的主要指标之一。大量的混凝土强度试验表明：混凝土的抗压强度与水泥石与骨料的粘接强度有关。而粘接强度取决于水泥的强度等级、水灰比及骨料的性質。此外混凝土强度还受施工质量、养护条件和龄期的影响。
1、水泥的强度等级和水灰比
水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素。水泥是混凝土中的活性成分，当水灰比一定时，水泥的强度等级越高，水泥与骨料的粘接强度越大，配制出的混凝土强度越高。而当水泥的强度等级一定时，水灰比越小，配制出的混凝土强度越大；反之越低。由于水泥水化所需的水量一定，一般占水泥质量的23%，当混凝土硬化后多余的水分残留在混凝土中或蒸发后形成气孔、通道，大大降低了混凝土抵抗荷载破坏的能力。因此水灰比越小，混凝土的强度越高，但水灰比过小，影响混凝土的和易性，难于振捣不利于施工，会给混凝土带来各种缺陷，反而导致了混凝土的强度下降。
2、骨料的影响
（1）粗骨料的影响
粗骨料（石子）对混凝土强度的影响主要体现在粗骨料的强度、颗粒级配和不良成分的含量上。
粗骨料对混凝土强度的影响主要体现在其与混凝土的界面处。若使用高强度的石子配制低强度等级的混凝土，由于二者的弹性模量不匹配（即二者在外力作用下产生的变形不一致），而易使石子与混凝土的界面处产生微裂纹导致结构的破坏；反之，使用与混凝土的弹性模量相近的低强度石子，由于二者在外力作用下变形基本一致，不会使界面处产生应力集中，则混凝土的结构更稳定。因此配制混凝土时，不应盲目追求石子的高强度，而应综合考虑石子与混凝土的弹性模量的匹配程度。
粗骨料颗粒级配也对混凝土性能产生重要影响。从控制生产成本和保持混凝土体积稳定性的角度出发，应选择较小的浆骨比，则可将水泥浆体的化学收缩对混凝土体积稳定性的影响降到最低，这就要求石子大小颗粒级配合理，使其具有较低的孔隙率和较小的比表面积。
我国与国外混凝土质量的差别主要体现在粗骨料的粒形与颗粒级配上，石子中的针片状颗粒对新拌混凝土的和易性与结构混凝土的强度都有较大的负面影响。
骨料中不良成分（石粉、粘土等成分）含量高，会影响骨料与水泥的粘结、加大需水量、引起混凝土体积不稳定，从而使混凝土强度降低。
（2）细骨料的影响
细骨料（砂子）的细度模数、孔隙率和有害物质含量对混凝土质量产生重要影响。砂子细度模数小需水量大，水灰比一定情况下水泥用量就大；孔隙率大，需要填充孔隙的水泥浆量就大，同样增加水泥用量。沙中有害物质对水泥有侵蚀作用，粘土和粉土又会降低混凝土的强度、抗冻性和抗渗性。
另外骨料中活性成分（活性氧化硅成分）含量高时，易与混凝土中的碱性成分发生反应-碱骨料反应，在混凝土内部产生体积应力，从而使混凝土崩溃。
3、养护温度和湿度的影响
混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展的程度和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是影响水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土成型后，必须在一定时间内保持适当的温度和足够的湿度，以使水泥充分水化，这就是混凝土的养护。
养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快，早期强度高；反之亦然。研究资料表明，当养护温度超过40℃以上时，虽然能提高混凝土的早期强度，但28天以后的强度通常比标准养护的低。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。
湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，空气干燥，混凝土中的水分挥发快，致使混凝土缺水而停止水化，混凝土强度发展受阻。另一方面，混凝土养护早期失水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。因此，应特别加强混凝土早期的浇水养护，确保混凝土内部有足够的水分使水泥充分水化。
4、龄期的影响
混凝土在正常的养护条件（保证一定的温度和湿度）下，混凝土的强度将随着龄期的增长而增长。最初的7-14天强度增长快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更趋缓慢，但如果养护得当，可延续几十年之久。
5、施工质量的影响
原材料的计量不准确、搅拌不均匀、混凝土的运输方式不当都将影响到混凝土的强度。
另外机械振捣比人工振捣要密实得多。此外，高频振捣、多频振捣和二次振捣工艺等，均有利于提高混凝土的强度。
三、混凝土的强度控制
1、编制施工组织设计，明确混凝土的配合比。
为了能指导项目施工，确保混凝土的质量，在编制施工组织设计时，应专门编制混凝土工程的施工方法和控制质量的措施，使混凝土的质量处于受控状态。施工现场混凝土的强度评定应明确评定方法（标准差未知的统计方法和非统计方法），特别是高层现浇混凝土结构的检验批的划分，在施工组织设计中应事先做好划分。
按照单位工程中基础及主体的施工过程，从下至上统计所有混凝土的强度等级及其性能、部位和浇筑时间，明确所使用的配合比。
2、混凝土原材料的质量控制 （1）胶凝材料
胶凝材料包括水泥和矿物掺合料（矿粉、粉煤灰等），首先必须有质量证明书，并应对其品种、强度等级、包装日期、出厂日期等进行检查验收。特别是对有复试要求的材料应检查其复试报告。
（2）骨料
骨料应检查其试验报告。为保证混凝土质量，粗骨料应优先选用颗粒级配优良，有害物质含量少，针片状颗粒含量少、含泥量和石粉含量少的碎石。对于高标号的混凝土还应对碎石的压碎指标进行试驗。细骨料应优先选用中砂，同时含泥量和有害物质含量应符合规范要求。当使用海砂时，应检验其氯离子含量。
（3）外加剂
混凝土外加剂的质量，应符合现行国家标准的要求。选用的外加剂应具有质量证明书。
（4）水
混凝土用水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的要求。
3、混凝土配合比
混凝土配合比必须经过试验，满足设计技术指标和施工要求，并经审批后方可使用。混凝土施工配料必须经审核后签发，并严格按签发的混凝土施工配料单进行配料，严禁擅自更改。
4、规范混凝土的施工过程
混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间，同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。
混凝土浇筑前，监理工程师及相关参建单位的质量控制人员应检查混凝土的浇筑方法是否合理；振捣器的类型、规格、数量是否满足混凝土的振捣要求；浇筑期间的气候、气温：夏季，雨季，冬季施工，覆盖材料是否准备充分。针对不同的施工部位：板、梁、柱、剪力墙、薄壁型构件应要求采用不同类型的振捣器；审查确认施工缝位置是否合适，使施工单位安排好浇筑顺序。施工单位应控制好每层混凝土浇筑厚度，振捣器插点应均匀、移动间距符合要求；保证钢筋密集的梁柱节点振捣到位，以防出现蜂窝、麻面。
另外，施工缝、后浇带的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。施工缝的处理和后浇带混凝土的浇筑应按照施工技术方案执行。
5、健全混凝土的养护制度
制定混凝土的养护方案，专人负责。应严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的要求进行养护。
6、做好试块的留置工作
用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土浇筑地点随机抽取，取样与试件留置应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的规定，以便对混凝土的强度进行评定。
四、结束语
混凝土的强度控制是一个复杂的过程，必须对影响混凝土强度的各种因素进行分析，应该从混凝土的原材料、配合比、搅拌、运输以及浇筑多个环节进行有效控制，才能使混凝土强度符合设计及施工要求。
[关键词]：混凝土 质量 控制
中图分类号：TU37 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）10- 0049–02
一、前言
混凝土是由胶凝材料，水，粗、细骨料，必要时掺入一定数量的化学外加剂和矿物混合材料，按适当的比例配置，经均匀搅拌，密实成型和养护、硬化而成的人造石材。混凝土由于其具有良好的耐久性、经济型、工作性等诸多优点使它成为建筑领域中用量最大、应用最广的建筑材料之一。混凝土质量的好坏直接对工程产生很大影响，混凝土在施工过程中极易受到外界的干扰，产生各种缺陷，直接影响到建筑结构的安全，因此在施工过程中我们必须对混凝土工程质量有足够的重视。
二、影响混凝土强度主要因素
混凝土的抗压强度是混凝土质量的主要指标之一。大量的混凝土强度试验表明：混凝土的抗压强度与水泥石与骨料的粘接强度有关。而粘接强度取决于水泥的强度等级、水灰比及骨料的性質。此外混凝土强度还受施工质量、养护条件和龄期的影响。
1、水泥的强度等级和水灰比
水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素。水泥是混凝土中的活性成分，当水灰比一定时，水泥的强度等级越高，水泥与骨料的粘接强度越大，配制出的混凝土强度越高。而当水泥的强度等级一定时，水灰比越小，配制出的混凝土强度越大；反之越低。由于水泥水化所需的水量一定，一般占水泥质量的23%，当混凝土硬化后多余的水分残留在混凝土中或蒸发后形成气孔、通道，大大降低了混凝土抵抗荷载破坏的能力。因此水灰比越小，混凝土的强度越高，但水灰比过小，影响混凝土的和易性，难于振捣不利于施工，会给混凝土带来各种缺陷，反而导致了混凝土的强度下降。
2、骨料的影响
（1）粗骨料的影响
粗骨料（石子）对混凝土强度的影响主要体现在粗骨料的强度、颗粒级配和不良成分的含量上。
粗骨料对混凝土强度的影响主要体现在其与混凝土的界面处。若使用高强度的石子配制低强度等级的混凝土，由于二者的弹性模量不匹配（即二者在外力作用下产生的变形不一致），而易使石子与混凝土的界面处产生微裂纹导致结构的破坏；反之，使用与混凝土的弹性模量相近的低强度石子，由于二者在外力作用下变形基本一致，不会使界面处产生应力集中，则混凝土的结构更稳定。因此配制混凝土时，不应盲目追求石子的高强度，而应综合考虑石子与混凝土的弹性模量的匹配程度。
粗骨料颗粒级配也对混凝土性能产生重要影响。从控制生产成本和保持混凝土体积稳定性的角度出发，应选择较小的浆骨比，则可将水泥浆体的化学收缩对混凝土体积稳定性的影响降到最低，这就要求石子大小颗粒级配合理，使其具有较低的孔隙率和较小的比表面积。
我国与国外混凝土质量的差别主要体现在粗骨料的粒形与颗粒级配上，石子中的针片状颗粒对新拌混凝土的和易性与结构混凝土的强度都有较大的负面影响。
骨料中不良成分（石粉、粘土等成分）含量高，会影响骨料与水泥的粘结、加大需水量、引起混凝土体积不稳定，从而使混凝土强度降低。
（2）细骨料的影响
细骨料（砂子）的细度模数、孔隙率和有害物质含量对混凝土质量产生重要影响。砂子细度模数小需水量大，水灰比一定情况下水泥用量就大；孔隙率大，需要填充孔隙的水泥浆量就大，同样增加水泥用量。沙中有害物质对水泥有侵蚀作用，粘土和粉土又会降低混凝土的强度、抗冻性和抗渗性。
另外骨料中活性成分（活性氧化硅成分）含量高时，易与混凝土中的碱性成分发生反应-碱骨料反应，在混凝土内部产生体积应力，从而使混凝土崩溃。
3、养护温度和湿度的影响
混凝土强度是一个渐进发展的过程，其发展的程度和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是影响水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土成型后，必须在一定时间内保持适当的温度和足够的湿度，以使水泥充分水化，这就是混凝土的养护。
养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快，早期强度高；反之亦然。研究资料表明，当养护温度超过40℃以上时，虽然能提高混凝土的早期强度，但28天以后的强度通常比标准养护的低。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。
湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，空气干燥，混凝土中的水分挥发快，致使混凝土缺水而停止水化，混凝土强度发展受阻。另一方面，混凝土养护早期失水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。因此，应特别加强混凝土早期的浇水养护，确保混凝土内部有足够的水分使水泥充分水化。
4、龄期的影响
混凝土在正常的养护条件（保证一定的温度和湿度）下，混凝土的强度将随着龄期的增长而增长。最初的7-14天强度增长快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更趋缓慢，但如果养护得当，可延续几十年之久。
5、施工质量的影响
原材料的计量不准确、搅拌不均匀、混凝土的运输方式不当都将影响到混凝土的强度。
另外机械振捣比人工振捣要密实得多。此外，高频振捣、多频振捣和二次振捣工艺等，均有利于提高混凝土的强度。
三、混凝土的强度控制
1、编制施工组织设计，明确混凝土的配合比。
为了能指导项目施工，确保混凝土的质量，在编制施工组织设计时，应专门编制混凝土工程的施工方法和控制质量的措施，使混凝土的质量处于受控状态。施工现场混凝土的强度评定应明确评定方法（标准差未知的统计方法和非统计方法），特别是高层现浇混凝土结构的检验批的划分，在施工组织设计中应事先做好划分。
按照单位工程中基础及主体的施工过程，从下至上统计所有混凝土的强度等级及其性能、部位和浇筑时间，明确所使用的配合比。
2、混凝土原材料的质量控制 （1）胶凝材料
胶凝材料包括水泥和矿物掺合料（矿粉、粉煤灰等），首先必须有质量证明书，并应对其品种、强度等级、包装日期、出厂日期等进行检查验收。特别是对有复试要求的材料应检查其复试报告。
（2）骨料
骨料应检查其试验报告。为保证混凝土质量，粗骨料应优先选用颗粒级配优良，有害物质含量少，针片状颗粒含量少、含泥量和石粉含量少的碎石。对于高标号的混凝土还应对碎石的压碎指标进行试驗。细骨料应优先选用中砂，同时含泥量和有害物质含量应符合规范要求。当使用海砂时，应检验其氯离子含量。
（3）外加剂
混凝土外加剂的质量，应符合现行国家标准的要求。选用的外加剂应具有质量证明书。
（4）水
混凝土用水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的要求。
3、混凝土配合比
混凝土配合比必须经过试验，满足设计技术指标和施工要求，并经审批后方可使用。混凝土施工配料必须经审核后签发，并严格按签发的混凝土施工配料单进行配料，严禁擅自更改。
4、规范混凝土的施工过程
混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间，同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。
混凝土浇筑前，监理工程师及相关参建单位的质量控制人员应检查混凝土的浇筑方法是否合理；振捣器的类型、规格、数量是否满足混凝土的振捣要求；浇筑期间的气候、气温：夏季，雨季，冬季施工，覆盖材料是否准备充分。针对不同的施工部位：板、梁、柱、剪力墙、薄壁型构件应要求采用不同类型的振捣器；审查确认施工缝位置是否合适，使施工单位安排好浇筑顺序。施工单位应控制好每层混凝土浇筑厚度，振捣器插点应均匀、移动间距符合要求；保证钢筋密集的梁柱节点振捣到位，以防出现蜂窝、麻面。
另外，施工缝、后浇带的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。施工缝的处理和后浇带混凝土的浇筑应按照施工技术方案执行。
5、健全混凝土的养护制度
制定混凝土的养护方案，专人负责。应严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的要求进行养护。
6、做好试块的留置工作
用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土浇筑地点随机抽取，取样与试件留置应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的规定，以便对混凝土的强度进行评定。
四、结束语
混凝土的强度控制是一个复杂的过程，必须对影响混凝土强度的各种因素进行分析，应该从混凝土的原材料、配合比、搅拌、运输以及浇筑多个环节进行有效控制，才能使混凝土强度符合设计及施工要求。