混凝土性能的影響因素研究

張勇

摘要：指出了在我國社會主義現代化建設進程飛速發展的過程中，建筑行業的發展也是日新月異，尤其是許多大型工程比如我國的道路建筑與橋梁建筑。研究混凝土的各個性能并且專門研制出提高其性能的具體措施可為我國的社會主義現代化建設作出了貢獻。從混凝土的強度、混凝土的和易性、混凝土的耐久性幾個方面進行了詳細地論述并且給出了具體的解決方法。

關鍵詞：混凝土性能；影響因素；混凝土強度；混凝土耐久性

中圖分類號：TU528.1

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）16020502

1混凝土強度對混凝土性能的影響因素

抗壓強度在混凝土中得到了較好的體現，但是混凝土的抗拉性能卻不盡如人意，這是顯而易見的，混凝土的抗拉強度僅在0.06～0.12之間，這對于目前的建筑行業來說還是有些不夠的。這其中混凝土的抗拉劈裂強度根據公式 f=得混凝土的劈裂強度僅為0.673 P/a2。其中P代表混凝土所能承受的在不破壞它的情況下最大的荷載，單位為牛頓（N）；a為實驗時所采用的立方體混凝土物件的邊長，單位為毫米（mm）。目前已知混凝土的抗壓強度遠遠高于它的抗拉強度（主要是抗拉劈裂強度），因此在設計的一般混凝土中對于這種混凝土的抗拉強度給與忽略。但是某些建筑物的抗拉強度不能忽略，這一類的建筑物（比如路面的建筑和大橋的建筑）對于混凝土的抗拉劈裂強度要求較高，因此在設計建筑物和在對其施工時必須將混凝土的抗拉度抗裂度列入考慮之中，甚至在某些情況下要將這種混凝土的抗拉度列為首要考察指標。

1.1會對混凝土強度造成影響的因素

根據大量的實驗與實踐經驗可以知道有許多因素均會對混凝土的強度造成影響，但是最主要的影響因素不外乎以下幾點。

1.1.1水泥石（混凝土的主要原料）的強度

作為混凝土的最主要原料，毫無疑問混凝土的強度取決于水泥石的強度。但是水泥石的強度影響因素分為兩部分一部分是礦物組成（這是自然條件與出產地等自然條件有關）另一部分是孔隙率（這是人為在配置水泥時所調節的灰與水之比）。

1.1.2黏合強度對混凝土的影響

這里所說的黏合強度主要是指骨料和水泥石之間的黏合。水泥強度如果越高，那么混凝土的水灰比就會越低，這種情況下骨料與水泥石就會黏合得越好。除此之外，骨料與水泥石之間的黏合程度還與骨料的外部特性有關，研究中采用控制變量的方法可以得到卵石混凝土的黏合程度高于碎石混凝土。在采用《普通混凝土配合比設計范圍》所提供的回歸系數后可以得到在卵石混凝土的黏合強度分別為0.47 和0.34 時，碎石混凝土的黏合強度在同種情況下卻僅為0.44和0.08。

1.1.3對混凝土的振蕩程度與混合程度對混凝土的影響

混凝土硬化后的強度還與混合的程度有關。對于混合均勻后的混凝土我們不難發現混凝土的強度不僅較大，而且混凝土混合后的各處強度較為均勻甚至一樣。這種情況在配制水泥時的水灰比較低的情況下尤其明顯。假使這個混凝土的水灰比很大時，這個混凝土的振蕩效果將不會得到體現（這是顯而易見的，水泥比如果很大，那么這種混凝土必然會很稀松），就算不怎么進行振蕩，這個混凝土的流動性也會非常好。另外，必須說明的是機器的振蕩頻率與混合效率均要高于人工水平。

1.1.4混凝土所處的環境（尤其是溫度和濕度）對混凝土的影響

混凝土制成后的養護措施也會對日后使用混凝土的強度造成影響。當周圍的空氣溫度或地表溫度很高時會加速水泥中吸水這一進程的加速，可稱之為水化進程，這一進程會幫助水泥石的形成，而且此時如若制成混凝土那么該混凝土的強度會發生急劇變化，向強度更高的方向發展。當然，如果水泥石所處地域氣溫較低時，混凝土就會以一個較慢的速度變硬（需要說明的是，若在0℃以上，不論氣溫或高或低，混凝土均會越來越硬，強度越來越大，只是強度變大的速率有所不同罷了，可以近似認為混凝土強度變大的速率與氣溫成正比）。在我國北方寒冷的冬季，氣溫大多在零度以下，這時混凝土的表面會出現孔縫，內部結構也會變為疏松多孔結構，這甚至對于接下來要討論的耐久性都是極為有害的。

1.1.5混凝土的使用時間對混凝土的影響

在一般情況下，在混凝土的硬度未達到最硬之前，可以大致認為混凝土的使用時間越久。混凝土的強度也就越大，一般2～6 d后混凝土的強度變硬進入黃金時段，之后的混凝土強度變化速率就會變緩，預計27 d后強度達到最硬，這種變化曲線可以近似認為是類對數曲線，這種硬度可以維持數10年之久。

2和易性對混凝土所造成的影響

一般情況下，和易性是指在使用混凝土時對混凝土的一系列操作包括運輸，混合，壓實等步驟后所獲得的最終的混凝土。經過上述一系列步驟后所獲得的混凝土一般質量分布均勻。和易性性能不是單獨一項評價指標，而是一項綜合廣泛的評價指標。它對于混凝土的各個性能均有所包含并會在評價中有所體現。這些混凝土獨有的性質可以通過維波稠度試驗和坍落度實驗來進行定量操作予以確定。

2.1水泥石對混凝土所造成的影響

在進行混凝土的攪拌這一工序時，水泥石會和水混合，這時的產物便稱之為水泥漿。水泥漿在混凝土中的具體作用便是在混凝土混合物的表面起到黏合作用與固結作用。除此之外，水泥漿由于自身較好的流動性還會流入混凝土之間的內部孔隙之中，起到填充補充的作用。但是需要注意的是水泥漿的用量一定要適當，不能太多也不能太少：如果太多的話便會造成水泥漿的穩定性變弱，流動性過強；但如果太少的話，光是混凝土內部的孔隙很可能就填不滿，更不要說留在混凝土的外部表面起到黏合與固結的作用了，這時的穩定性也會變弱。

2.2混凝土含砂率對混凝土的影響

含砂率是指混凝土的水泥漿中所含砂子的比重。混凝土的含砂率可以近似反應混凝土的粗糙程度，它會對水泥漿中的骨料之中的孔隙和混凝土的外部粗糙程度產生重大影響。由于砂子是剛體，當水泥漿的含砂率過高時不僅會占用掉大量的水泥漿，也會造成這層含有砂石的混凝土摩擦力增大，流動性變弱。但是物極必反，當混凝土中的含砂率很低時，也會對混凝土的流動性造成影響，這時的砂石就像滾珠軸承，會增大混凝土的水泥漿之間的流動性。由此看來，只有保持適當的含砂率才能使得混凝土的流動性在一個較高的水平上，滿足其它性能（比如混凝土的水泥漿不漏水，混凝土中的較重物不會形成沉積物而是分布于混凝土內部）也保持良好。endprint

2.3混凝土中的含水量對混凝土所造成的影響

一般用另一種方式來表示混凝土的含水量——水灰比。混凝土中水泥漿的粘稠度的一個決定性因素便是水灰比。這個不難理解，當水泥漿中的水灰比較低時（也就是這是水泥漿的灰所占比例較大），混凝土的粘稠度變大，這是會造成混凝土的水泥漿流動性變差；但是當水灰比較高時，由于水多了，水泥漿的流動性固然變好了，但就在同時也造成了另外的問題，比如混凝土中質量較重的物體就會沉積于水泥漿的底部，此外，水泥漿由于黏稠度較小也會造成外流。因此要盡可能地配制水灰比合適的水泥漿，經過多次實踐證明，在實際的生產過程中宜配制較為黏稠的水泥漿（也就是水灰比要小一些為好，但也不是越大越好，還要具有一定的流動性）。

3耐久性對混凝土的影響

任何一個建筑物均要經過時間與陽光與風雨的洗禮。當建筑物暴露在自然環境時，便是對混凝土的耐久性最直接的檢驗。可以近似認為混凝土的耐久性就是指混凝土的耐用性。經過長時間的物理與化學作用，混凝土的物理性質又有多少發生了改變，便是指混凝土的耐久性。它主要包括抗凍性，耐腐蝕性和抗滲性。這其中抗滲性是決定性因素。抗滲性分為五個等級，等級越高，和混凝土內部的孔隙就越少。目前已知較為有效地提高抗滲性的方法為提高混凝土的水灰比，再攪拌混合時盡可能均勻。此外抗凍性是指在混凝土經過寒冷低溫，并且經過解化之后保持原來性質的能力。質量分布越均勻的混凝土，其抗凍性也就越好。據此，筆者提出了幾點建議：在不摻雜硅石的情況下適當地降低水灰比，混凝土完工前要進行補氣處理，如果可能的話使用富含硅酸鹽成分的水泥。最后一個耐腐蝕性主要是指混凝土對于化學反應地惰性。由于混凝土中或多或少地均會含有硅酸鹽成份并且呈酸性，因此在選用骨料時要避免選用強堿性金屬骨料（比如氧化鈉，氧化鉀骨料）。

4結語

研究對混凝土性能造成影響的因素，會有助于人們對混凝土構件的破壞做好準備。當災害發生時，如何采取相應的措施會有幫助。此外，混凝土更多性能的影響因素還需要通過不斷地實踐來完成，對影響因素有一個正確地掌握，會對提高混凝土的性能更加有幫助。

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