探究影響混凝土試壓件抗壓強度的因素

李冬平

摘 要：混凝土試壓件的抗壓強度對于建筑施工來說十分重要，是圖紙設計者、施工方、質檢單位都非常重視的一個指標。在結合自己多年的實踐經驗基礎之上，從水灰比、水泥、集料、振搗方式、養護、環境溫度等幾個方面著手，對混凝土試壓件抗壓強度的因素進行了簡單的探究。

關鍵詞：混凝土；試壓件；抗壓；因素

1 原材料對試壓件抗壓強度的影響

1.1 水泥

水泥是普通混凝土的主要原材料，水泥的強度直接影響了混凝土試壓件的抗壓強度。現今我國用于生產混凝土的水泥有六種，每種因其自身的混合材料以及礦物摻量的不同而各有區別。例如，火山灰硅酸鹽水泥的早期強度較低，水泥水化熱不高，抗凍性能不高，但仍有發展后期強度的潛力；礦渣水泥沒有明顯的早期強度，水泥水化熱低，抗凍性較差，不太適合冬季使用，但其生產試壓件的后期強度發展較為迅速；普通硅酸鹽水泥早期強度較高，高于前兩種水泥，因此水泥水化熱也較高，生產試壓件的抗凍性能較高；硅酸鹽水泥的早期強度最為明顯，水泥水化熱高，比較適合冬季進行生產，試壓件的抗凍性較強等。

施工現場，相關工作人員應該按批對水泥進行驗收，只有確保了水泥強度的穩定性才能夠更好地保證混凝土試壓件的抗壓強度。但因為受到一些因素的制約如施工進度等，并不能較有序地對水泥進行按批驗收，而是按照施工的實際需求將水泥陸續引進現場。如若在適配水泥時其強度較高，但施工后期使用的水泥強度不高甚至是不合格，則會直接導致混凝土的強度不高，影響施工質量。

1.2 集料

生產強度MU15以下的混凝土試壓件時，水泥的質量、摻量以及水灰比對其抗壓強度的影響較大。當用于生產混凝土的水泥用量已經達到500kg時，水泥用量的增加對于混凝土試壓件的抗壓強度無顯著作用，這時，集料的表面狀況、直徑以及最佳砂率等是影響混凝土試壓件的主要因素。集料主要有兩種類型，粗集料和細集料。

1.2.1 粗集料。常用粗骨料包括碎石以及卵石兩種。前者表面粗糙，面積較大，有較多棱角，因此與水泥漿的粘結力比較強；卵石的表面則更為光滑，表面積不大，少棱角，因此與水泥漿的粘結力較弱，在水灰比相同的前提下，卵石混凝土試壓件比碎石混凝土試壓件的強度低10%左右。粗集料的合理級配能夠使混凝土更加密實，有利于其強度和耐久性的提高，同時也可能在一定程度上的降低水泥用量。當遇到粗集料不能滿足級配規定要求的情況時，施工人員可以采取人工級配調整，通過利用幾種不同直徑的石子按照一定比例進行投料，從而使粗集料的級配符合要求。一般情況下，較好的粗集料級配應該具有較小的集料空隙率，集料總和也要小于表面積。若要生產出具有高強度的混凝土試壓塊，粗集料可以選擇使用一些堅硬密實的巖類碎石如花崗巖、輝長巖、石灰巖、輝綠巖等。表示粗集料的強度時可以采用巖石立方體強度以及壓碎指標，其中壓碎指標與粗集料的強度成反比，壓碎指標越小意味著粗集料強度越高。但是，當粗集料被風化后會產生較多的軟顆粒，導致混凝土強度的下降。

1.2.2 細集料。相對于粗集料來說，細集料對于混凝土試壓件的抗壓強度影響則較小，但是細集料的直徑及其級配也是施工人員需要考慮的一大因素。細集料主要包括海砂、山砂、河砂幾種類型。海砂因為含有一些有害離子如氯離子，在投入使用之前必須對其進行清洗，在達到規定的標準之后才可使用；山砂具有較高的含泥量，在使用前也需要進行沖洗；河砂的質量則相對較高。但從實驗中可以看出，山砂與水泥的粘結力大于河砂與水泥的粘結力。在生產具有較高抗壓強度的混凝土試壓件時，細集料的細度模數范圍最好在2.6～3.2之內，盡量減少粒徑小于0.315mm的砂子含量。

1.3 粉煤灰

在生產混凝土試壓件中，粉煤灰是其中最大的礦物摻合料。一般情況下，如果需要生產具有高強度的混凝土試壓件，盡量選擇I級的粉煤灰，同時粉煤灰的摻合量盡量保持在水泥重量的25%。強度在28d以下摻合了粉煤灰的混凝土試壓件強度不高于基準混凝土試壓件。值得注意的一點是，已經摻合了粉煤灰的混凝土試壓件最好不要選用火山灰質的硅酸鹽水泥以及粉煤灰硅酸鹽水泥。除此之外，綜合考慮混凝土試壓件的性能要求，一般的混凝土粉煤灰含量適宜保持在水泥用量的50%之下。

2 水灰比

由于干硬性混凝土振動加壓成型的工藝特性，濕性混凝土強度受水灰比的影響要遠小于混凝土試壓件強度受水灰比的影響。從理論的角度來看，使水泥完全水化的水灰比需要達到0.24，如果水灰比大于這一參數，那么混凝土則會存在毛細水。因此，混凝土的用水量在很大程度上能夠滿足其工作性能的標準。

對于混凝土試壓件的水灰比，首先應該考慮其成型性能而非試壓件抗壓強度，成型性能包括混凝土密實度的最大化、成型時間、成型后坯體的穩定度、最佳水灰比。水灰比對混凝土試壓件的強度有一定影響，表1則是不同水灰比對混凝土試壓件強度的影響值。如果能夠達到工藝要求以及試壓件的其他性能標準，在這種情況下，水灰比越小，混凝土試壓件抗壓強度則越高。

表1 混凝土水灰比選用

3 生產工藝和機械設備對試壓件抗壓強度的影響

3.1 成型機振動方式

我國目前混凝土試壓件成型機的振動方式包括兩種，分別是臺振以及模振。前者是將振動電機放于臺座之下，此外也有將振動器裝置于上壓頭的情況，并對試壓件表面施加振動。后者則是將振動器裝置與模箱的側面，振動則能夠直接傳遞給模箱內混凝土，這樣的話試壓件的密實性以及均勻性都比較好。一般情況下，臺振成型機的每塊試壓件配置振動功率處于1.1kW～1.6kW左右的范圍之內，使用臺振成型機生產高強度的試壓件則需要具備一定的條件；而模振成型機每塊試壓件配置振動功率處于3kW～5kW，相比臺振成型機更容易生產出抗壓強度較高的混凝土試壓件。

3.2 養護制度以及環境溫度的影響

水泥水化的反應過程即為混凝土試壓件的硬化過程。下列三個因素直接影響了水泥水化的反應速度：養護時間、濕度和環境溫度。

一般情況下，混凝土試壓件的強度會隨著養護時間的增加而不斷提升，其規律為初期提升較快，后期則較慢。但是，只要存在養護，混凝土的強度仍然會繼續增長。在正常的養護條件下，硅酸鹽水泥最為適宜的養護溫度為13℃。養護溫度處于32℃～49℃范圍之內的混凝土強度較4℃ ～23℃溫度之間的混凝土強度低。一旦混凝土成型后，對抗壓機進行自然養護時，其強度受空氣濕度以及溫度變化的影響更大。

水泥水化指水泥以及水之間的一種化學反應.在反應的過程中水泥顆粒表面需要保證有充足的水分，這樣不會導致水泥過早變干。因此，試壓件養護過程中其環境的相對濕度盡量保持在90%以上。

要使水泥的水化、凝結以及硬化的速度加快，可以通過提高環境溫度來控制。但需要注意的一點事，試壓件的養護初期其溫度不宜過高，這樣有利于使水泥石均勻分布于混凝土內部；如果養護的環境溫度低于O℃，這樣水泥的水化過程將停止，導致水泥難以凝結硬化。

4 結束語

混凝土在建筑工程中的運用十分廣泛，其抗壓強度的高低決定著工程的質量和安全。因此，工作人員應當加強對影響混凝土試壓件抗壓強度因素的重視，從而確保混凝土施工質量，保證整個建筑工程的安全。

參考文獻

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