影響混凝土強度的成因分析

楊楚彬

(中山市潤田混凝土有限公司 528478)

影響混凝土強度的成因分析

楊楚彬

(中山市潤田混凝土有限公司 528478)

混凝土是廣泛應用的建筑材料。通過選材、配合比優化設計等手段，可制備出性能優良、功能各異、不同強度等級的混凝土。但因原材料、生產控制、養護等多種因素影響，混凝土質量總會出現波動。近幾個月來，我公司混凝土強度波動較大，我們通過對公司的水泥和三種不同的粉煤灰試驗數據以及不同材料的凈漿、砂漿和混凝土進行試驗分析，找出影響混凝土強度波動的原因，以便制定相關的控制措施。

混凝土；強度；水泥；粉煤灰

1. 水泥質量的影響

水泥是混凝土中的膠結材料，是混凝土最重要組分，它在混凝土中約占總體積的10%-15%。水泥強度是決定混凝土強度最關鍵的因素，而水泥本身的物理指標決定了強度。

試驗選用我公司使用的華潤水泥與市面上粵秀牌水泥進行對比，兩種水泥品種和強度等級完全一樣。

1.1 水泥比表面積分析

生產用華潤水泥比表面積：402 m2/kg；粵秀牌水泥：360 m2/kg很顯然，華潤水泥比表面積大，顆粒偏細。

1.2 水泥顆粒級配分析

水泥顆粒級配的微觀分析，樣品送往華南理工大學委托檢驗，從兩種水泥顆粒級配對比分布圖表明：華潤水泥的粒徑過細，級配不均勻，顆粒集中在5μm附近，其中小于5.19μm粒徑的占59.22%，粒徑單一，在微觀上，顆料之間空隙率大；粵秀牌水泥，水泥粒徑范圍較大，粒徑級配相對較好，在微觀上，顆粒之間能相互填充，空隙率小，因此華潤水泥的粒徑分布使得水泥早期水化充分，后期強度增長不足。

1.3 水泥膠砂強度對比分析

華潤水泥：3天強度為31.1 MPa，28天強度為52.3 MPa；粵秀水泥：3天強度為33.4MPa ，28天強度為57.3 MPa；試驗表明：華潤水泥的強度富余系數明顯低于粵秀牌水泥。華潤水泥還存在早期強度高，后期增長率小的現象，這與顆粒分布的試驗結果一致。

2. 粉煤灰質量的影響

粉煤灰是一種火山灰質混合材料，表面光滑呈球形，主要以玻璃體存在。粉煤灰的活性，主要取決于玻璃體的含量，以有無定形的氧化鋁和氧化硅的含量，而粉煤灰的細度和需水量比也是影響活性的兩個主要物理因素。粉煤灰性質變異因素很多，因此在使用粉煤灰制備混凝土時應對粉煤灰物理性質及化學成分進行分析，以便于確定粉煤灰在混凝土中的應用品種和摻量，從而達到改善混凝土和易性，提高混凝土后期強度，降低混凝土成本的目的。對我公司常用的神灣灰、九江灰、珠海粉煤灰進行了如下統計分析：

2.1 粉煤灰各項指標統計

活性指數：試樣總數88，合格數58，合格率65.9%

細度：試樣總數88，合格數69，合格率78.4%

需水量比：試樣總數88，合格數62，合格率70.5%

可以看出：三個月88個樣品中粉煤灰的各項指標合格率都比較低。2.2不同粉煤灰與混凝土強度試驗對比分析（相同配合比試驗法）

A、神灣灰：7天抗壓強度為29.1 MPa；28天抗壓強度為38.7 MPa；

B、九江灰：7天抗壓強度為30.3 MPa；28天抗壓強度為38.1 MPa；

C、神灣灰：7天抗壓強度為28.9 MPa；28天抗壓強度為42.6 MPa；

試驗數據可以看出，珠海灰最好，其他兩種粉煤灰強度較接近，從7天到28天強度增長來看，珠海灰的后期強度增長比其他兩種灰強度增長明顯高。

通過對粉煤灰的試驗分析得出，粉煤灰對混凝土的后期強度增長的影響非常明顯；粉煤灰強度活性不穩定，給混凝土后期強度的波動帶來了顯而易見的影響。

3. 骨料質量的影響

砂石作為混凝土中的骨料，其質量的差異也直接影響混凝土的各項性能指標。為判定骨料對混凝土的影響我們采用相同配合比中不同集料替換方法進行試驗對比，

A、 砂石都為生產樣品：7天抗壓強度為28.5MPa，28天抗壓強度為37.1 MPa；

B、 砂子用外來樣替換：7天抗壓強度為30.8MPa，28天抗壓強度為40.6 MPa；

C、 石子用外來樣替換：7天抗壓強度為29.3MPa，28天抗壓強度為38.4 MPa；

試驗顯示，替換生產用砂子，混凝土28d強度明顯提高，替換石子對混凝土強度影響較小，說明砂子質量直接影響混凝土強度的波動。

從實際生產的骨料中我們還發現下述情況：

1)骨料中細粉料和石粉量偏多造成混凝土級配不合理，且混凝土粘性較大，需水量高，且細粉料分布不均勻，生產過程很難控制。混凝土破裂后，混凝土試塊斷裂層有分布在石子和漿料的粘接部位，可能是石子表面石粉過高導致。

2）粗骨料中帶入的石粉和細骨料中的含泥量，在混凝土拌合時，吸附外加劑，造成外加劑摻量的顯著變化。如果生產控制中不能及時調整，將造成混凝土減水劑摻量時多時少，用水量時大時小，從而導致混凝土強度的波動。

3.水泥、粉煤灰及混凝土強度關系

圖1 C30混凝土：水泥、粉煤灰、混凝土富余系數關系圖

由上圖可知，混凝土富余系數變化范圍較大 ，混凝土富余系數從0.9%-1.5%，強度波動大，強度的增長和穩定水平與水泥強度的富余系數、粉煤灰的品質有著極大的正相關。

綜上所述，我公司混凝土強度富余不足的原因如下：

1、生產用水泥富余強度偏低，水泥細度顆粒分布不合理，細粉集中，導致混凝土早期強度正常而后期強度增長不理想；

2、集料中，砂的含泥量波動比較大，減水劑的用量、單位用水量都無法準確控制，導致混凝土生產時水膠比失控，從而造成混凝土強度的波動；

3、在強度等級高的混凝土中，后期強度增長更不理想，除了上述原因外，還存在著石子壓碎值不達標，導致試件受壓時從石子中間破壞。

4、粉煤灰的影響。市場上的粉煤灰質量參差不齊，粉煤灰中玻璃體的含量多少直接決定粉煤灰的質量，而粉煤灰的活性直接影響混凝土后期強度的增長。

G322

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1007-6344（2016）03-0326-01

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