建筑施工中影响混凝土强度的因素分析
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内容摘要：混凝土由水泥、粗细骨料、水和外加剂组成，一般认为其结构包括三个相，即骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的界面过渡区。在界面区域，有许多缺陷的存在，对混凝土的承载力和强度有着较大的影响。因为，混凝土作为一种结构工程材料，在选用时首先关注其承载力大小，因此强度通常是首先要评价的性质。
关键词：建筑 施工影响混凝土强度因素
混凝土由水泥、粗细骨料、水和外加剂组成，一般认为其结构包括三个相，即骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的界面过渡区。在界面区域，这些缺陷的存在，对混凝土的承载力和强度有着较大的影响。因为，混凝土作为一种结构工程材料，在选用时首先关注其承载力大小，因此强度通常是首先要评价的性质。强度是硬化混凝土最重要的技术性质。混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度和抗剪强度，其中抗压强度是确定混凝土强度等级的依据，与其他强度有一定的相关性，可根据抗压强度的大小估计其他强度。
一．混凝土的抗压强度
混凝土的抗压强度包括立方体抗压强度和轴心抗压强度。
（1）立方体抗压强度
采用标准试验方法是为了使测试结果具有可比性。测定混凝土立方体试件抗压强度，也
可以按粗骨料最大粒径选用不同的试件尺寸。但在计算其抗压强度时，应乘以换算系数。这
是因为试件尺寸的大小，会影响抗压强度的测定值，试件尺寸越大，测得的抗压强度值越小.
（2）混凝土受压变形及破坏过程
混凝土受外力作用时，很容易在具有几何形状为楔形的微裂缝顶部形成应力集中，随着应力的逐渐增大，微裂缝将进一步延伸、连通、扩大，最后形成几条可见的裂缝。试件就随着这些裂缝的发展而破坏。荷载与变形的关系是内部微裂缝发展规律的体现。混凝土在外力作用下的变形和破坏过程，也就是内部裂缝的发生和发展过程，它是一个从量变发展到质变的过程。只有当混凝土内部的微观破坏发展到一定量级时才使混凝土的整体遭受破坏。
(3)混凝土立方体抗压标准强度与强度等级
混凝土立方体抗压标准强度又称立方体抗压强度标准值，是按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，用标准试验方法测得的28d强度总体中具有不低于95％保证率的抗压强度值，以ƒcu,k表示。混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值的依据，同时也是混凝土施工中控制工程质量和工程验收时的重要依据。
(4)混凝土轴心抗压强度
立方体抗压强度并不能代表混凝土抗压强度的真实值。混凝土立方试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向变形。试件破坏以后，其上下部分各呈一个较完整的棱锥体，这种约束作用的结果通常称为环箍效应。环筢效应会使实测强度高于真实值。
二.混凝土的抗拉强度
混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1／10～1／20，且随着混凝土强度等级的提高，比值有所降低。混凝土直接受拉时，在变形很小的情况下就会突然开裂。因此钢筋混凝土结构的拉应力往往由钢筋承担，并不是依靠混凝土的抗拉强度来抵抗破坏。但抗拉强度对于开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。有时也用它来间接衡量混凝土与钢筋的粘结强度。
三．混凝土的抗折强度
抗折强度又称弯曲抗拉强度，是混凝土的一项重要强度指标。弯曲破坏是钢筋混凝土结构破坏的主要形式，例如，路面、桥梁以及工业与民用建筑中的梁、板、柱等，由于混凝土的脆性，使其破坏时没有明显的特征，故称为抗折强度。我国《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012―94)规定，道路与机场路面用水泥混凝土的强度控制指标以抗折强度为准，抗压强度仅作为参考指标。
四．影响混凝土强度的因素
界面过渡区是普通混凝土的薄弱部位，普通混凝土受力破坏一般出现在骨料和水泥石的
分界面上。当水泥石强度较低时，水泥石本身的破坏也是常见的破坏形式。在普通混凝土中，
由于骨料的强度往往比水泥石和粘结面的强度高很多，骨料首先破坏的可能性较小。因此，混凝土的强度主要决定于水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度。而水泥石强度及其与骨料的粘结强度又与水泥强度、水灰比及骨料的性质有密切关系。此外，混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。
1、水灰比和水泥强度
水灰比和水泥强度是决定普通混凝土强度的主要因素。在配合比相同的条件下，水泥强度越高，制成的混凝土强度也越高。当水泥强度一定时，混凝土的强度主要决定于水灰比。水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥质量的23％左右，但在拌制混凝土拌和物时，为了获得必要的流动性，常需用较多的水(约占水泥质量的40％～70％)。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，大大地减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面。因此，在水泥强度相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力也愈大，混凝土的强度就愈高。但如果加水太少(水灰比太小)，拌和物过于干硬，在一定的捣实成型条件下，无法保证浇灌质量，混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞，强度也将下降。
2、养护温度和湿度
混凝土所处的环境温度和湿度对其强度发展具有重要影响，养护温度高可以加快初期水化速度，提高混凝土初期强度。但急速的初期水化会导致水化产物分布不均匀，水化产：物稠密程度低的区域将成为水泥石中的薄弱点，从而降低整体的强度；水化产物稠密程度高的区域，水化产物包裹在水泥粒子的周围，会妨碍水化反应的继续进行，对后期强度的发展不利。而在养护温度较低的情况下，由于水化缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物在水泥石中均匀分布，有利于后期强度的发展。当温度降至冰点以下时，由于混凝土中的水分大部分结冰，水泥颗粒不能和冰发生化学反应，不仅混凝土的强度停止发展，而且孔隙内的水分因结冰而引起膨胀(水结冰体积可膨胀约9％)，会产生相当大的压力，作用在孔隙、毛细管内壁，使混凝土的内部结构遭受破坏，已经获得的强度(如果在结冰前混凝土已经不同程度地硬化的话)受到损失。但气温如再升高时，冰又开始融化。如耽反复冻融，混凝土内部的微裂缝会逐渐增长、扩大，使混凝土强度逐渐降低，表面开始剥落，甚至混凝土完全崩溃。混凝土早期强度低时更容易冻坏。所以应当特别防止混凝土早期受冻。
周围环境的湿度对水泥的水化作用有显著影响，湿度适当时水泥水化能顺利进行，混凝土强度得到充分发展；如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化，造成混凝土结构疏松，渗水性增大或形成干缩裂缝，从而影响混凝土的耐久性。