談對混凝土強度的分析

王彩蓮

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西 陽泉 045008)

1 某混凝土工程的強度狀況

以某混凝土工程為例，該段施工C30P8 等級的混凝土，但施工期間發現混凝土抗滲等級偏低，并且伴隨存在嚴重滲水現象。其中混凝土結構體積穩定性的保持，原則上需要具備足夠的抗變形能力，但本工程的實際施工，所使用混凝土在物理作用或者化學作用條件下，其體積不穩定，抗滲性、耐久性都偏低，其中主材料為水泥、砂、石骨料、外加劑、摻合料、水等，部分材料質量不過關，使得混凝土澆筑后極容易開裂，譬如石骨料表面附帶太多泥粉，將弱化與水泥砂漿的粘結能力，澆筑后混凝土結構界面結構抗拉強度不高，另外在外界因素作用下，開裂的可能性更高。再如外加劑摻入量太大，則混凝土初期干縮值會隨著增加，早期養護條件不佳時，容易誘發膨脹裂縫。與此同時本工程混凝土夏季施工時，現場施工人員沒有考慮到混凝土和易性與流動性較差的問題，而摻入大量水，使得混凝土強度降低，另外預留孔洞時沒有加強鋼筋、結構位置模板支撐不當、混凝土養護管理不嚴格、現澆混凝土時未能處理好接頭位置、混凝土振搗方式不當等，均可能誘發施工裂縫。

2 案例工程混凝土強度提升的技術建議

圍繞案例工程混凝土強度現狀分析結果，從正面可看出該工程混凝土強度提高的必要性。

2.1 材料控制技術

本工程混凝土施工，參照《混凝土耐久性設計規范》相關要求，將工程混凝土設計使用年限定為100年，期間工程混凝土施工所處的施工環境有一般環境、氯化物環境、化學腐蝕環境，其中不同的環境，對其強度等級、最大水膠比、鋼筋保護層厚度，均有差異性的參數標準。具體如下:

1)一般環境。

混凝土強度等級C30，C35，C40，C45;最大水膠比0.55;混凝土鋼筋保護層厚度25 mm。

2)氯化物環境。

混凝土強度等級C45，C50，C55;最大水膠比0.4;混凝土鋼筋保護層厚度45 mm。

3)化學腐蝕環境。

混凝土強度等級C45，C50，C55;最大水膠比0.36;混凝土鋼筋混凝土保護層厚50 mm。

至于本工程關鍵部位混凝土的材料等級，應考慮相應功能作用。

本工程其混凝土材料標準應定為:最大水灰比0.45、最小水泥用量300 kg/m3、最低混凝土強度等級C45、最大氣體含量占水泥0.1%、最大堿含量3 kg/m3。

除此之外，本工程施工環境中，存在大量氣體，這是需克服混凝土耐久性障礙的關鍵性環境。本工程以40 m 作為單位檢測距離，并且每個單位距離檢查的縱向受力鋼筋檢查數量至少為6 根，基本確定混凝土的偏差允許值在-5 mm～+8 mm 范圍內，合格率達到99%。在混凝土擴散體系中，氣體是衡量混凝土擴散性的重要參數，氣體以擴散、滲透、吸附等方式，入侵至混凝土中。筆者認為不同體系膠凝材料與混凝土氯氣體擴散系數成反比關系，要求在控制材料質量時，擬定膠凝材料用量的增加，以便填充密實骨料之間的空隙和提高堿性，并促使粉煤灰和火山灰等發生效應，最終提高混凝土的抗滲強度水平。

2.2 配合比控制技術

在把關混凝土材料質量的基礎上，攪拌站配合比控制，同樣是混凝土強度提高的關鍵層面。針對本工程混凝土的強度要求，筆者對工程攪拌站各種材料的配合比進行如下設計:

1)水泥:本工程使用P.C42.5 硅酸鹽水泥，配合比設計時，分別將水泥比表面積、含堿量、總含堿量、游離氧化鈣、水溶性氣體含量控制在350 m2/kg～400 m2/kg，0.6%～0.75%，3 kg/m3，1.5%，0.04%范圍內。

2)磨細礦粉:本工程使用S95 級礦粉，配合比設計時，分別將其比表面積、三氧化硫含量、水溶性氣體含量、可溶性堿含量控制在350 m2/kg～450 m2/kg，3%，0.02%，0.45%范圍內。

3)粉煤灰:本工程使用Ⅰ級粉煤灰，配合比設計時分別將其細度、燒失量、需水量、三氧化硫含量、水溶性氣體含量、可溶性堿含量控制在12%，4%，95%，3%，0.02%，0.3%范圍內。

4)砂:本工程選用細度模數2.7 的河砂，配合比設計時，分別將含泥量、輕物質含量、水溶性氣體含量控制在2%，1%，0.01%范圍內，并確保砂材料中沒有任何堿活性物質。

5)石子:本工程選用平均連續級配5 mm～31.5 mm 的碎石，其堆積密度在1 450 kg/m3之上，在配合比設計時，分別將吸水率、空隙率、壓碎指標、針片狀顆粒含量、含泥量、水溶性氣體含量控制在2%，42%，7%，5%，1.5%，0.01%范圍內，同時確保材料中沒有任何堿活性物質。

6)其他材料:除了以上的材料，包括水、減水劑、高性能礦物外加劑等，同樣需要在配合比設計時，控制相應物質的含量，其中水的氣體含量、硫酸鹽含量分別控制在200 mg/L，0.22%范圍內;減水劑的水溶性氣體含量控制在0.2%范圍內;高性能礦物質外加劑的三氧化硫含硫量、水溶性氣體含量、可溶性堿含量，分別控制在3%，0.02%，0.45%范圍內。

根據以上指標進行混凝土配合比控制，在正式施工之前試配，基本可測量混凝土的強度指標達標，其中包括混凝土的工作性能、強度、抗滲性、抗裂性等，均符合本工程的施工標準。

2.3 施工控制技術

混凝土施工時，水泥強度、水灰比、齡期、溫度是保證混凝土強度的關鍵性因素，在施工期間可借助以下的控制技術:

1)水泥強度和水灰比。

混凝土的強度水平，與所使用水泥強度成正比關系。一般情況下，水灰比不變時，使用高標號的水泥，混凝土的抗壓強度水平會得以提升，因此在混凝土施工時，需要選擇合適的水泥標號，但我們不能夠以增加水泥用量的方法，來提高混凝土的強度水平，這是混凝土施工的常見誤區。當水泥強度保持不變時，水灰比增大，混凝土的強度水平也會隨著加大，這說明控制混凝土的強度水平，不僅要保證水泥強度的合適，而且還要調整好水灰比，這是混凝土施工時不可忽視的重要因素。

2)齡期。

混凝土施工后，科學的養護工作，需要確保齡期的合理。實踐證明，混凝土的強度水平與其齡期有關，當后者增加時，前者必然得以提升。就本工程的實際情況，混凝土在7 d～14 d 內，強度提升速度最快，在28 d 后，基本處于緩慢狀態，因此混凝土的養護工作，需在7 d～14 d 完成，方可保證混凝土強度的達標。

3)溫度。

混凝土需要在一定的溫度下養護，才有利于其強度的保證，本工程的混凝土養護適宜溫度，在18 ℃～23 ℃之間，而且溫度越高，其強度水平提升速度越快。按照該標準做好溫度控制工作，實踐證明混凝土基本能達到預期強度標準，但具體的適宜溫度，不同工程還要進行因地制宜地界定。

3 結語

當前很多建筑工程忽視了混凝土強度水平的控制，以致投入施工混凝土的抗滲性、抗凍性、堿骨料反應、抗碳化性等性能不佳，為提高工程施工中混凝土的強度水平，文章將以某混凝土工程為例，通過研究，基本明確了混凝土強度水平提高的方法，其他工程應用時，還需要根據具體工程的實際情況，予以靈活參考借鑒。

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