淺談提高建筑工程混凝土強度的措施

王永幸

蚌埠市建設工程質量監督站（233000）

0 引言

混凝土強度是否符合設計要求是建筑工程實體質量控制的重中之重。近期一些地方出現了因混凝土強度不滿足設計要求而導致建筑工程局部加固或拆除的情況。如安徽某市住宅樓二層剪力墻混凝土的設計強度等級為C50，經檢測，實際只達到C40 強度等級， 最終按要求進行了結構加固處理；湖南某市住宅的主體結構已建至27 層， 混凝土強度設計為C35，經檢測，實際只達到C15，經多次鑒定，結論為無法做結構加固，最終將12 層以上全部拆除。 由此可見，因混凝土強度不滿足設計要求而造成的社會影響和經濟損失極其嚴重。

1 設計配合比的影響

為保證混凝土的強度要求，混凝土生產對配合比有具體要求，根據現行的《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55—2011）[1]的要求。 當混凝土的設計強度等級小于C60 時， 在95%保證率的情況下:fcu,0≥fcu,k+1.645σ；式中，fcu,o為混凝土配制強度（MPa），fcu,k為混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa），σ 為混凝土強度標準差（C20 取 4.0，C25～C45 取 5.0，C50～C55 取 6.0）。 計算可得 C20 至 C55 的混凝土配制強度 依 次 為 26.6、33.2、38.2、43.2、48.2、53.2、59.9 和64.9，從中，我們可以看到在配合比配制階段，混凝土的設計強度比實際強度高1 至2 個等級。 而一些商品混凝土攪拌站，在原材料漲價的情況下，為了追求經濟效益，過度地優化配合比，甚至沒什么富余量，導致一旦受到原材料或施工等方面的因素影響時，混凝土便出現強度偏低的情況。

2 混凝土原材料的影響

水泥是混凝土中最主要的膠結材料，經過國家多年的控制，水泥本身的質量問題相對較小，但因水泥國家標準的變化， 水泥具有早期強度更高、細度更細、添加劑更多等特性。 在使用時不對這些差別予以充分的注意，就會在使用中出現一些問題。 如水泥品種的選擇，僅要求同標號的水泥是不夠的，因為不同水泥企業之間的原料及其品質都不一樣，尤其是與外加劑的適應性差別很大，如不注意容易造成混凝土的和易性突變。

細骨料砂的主要作用是填充粗集料骨架的空隙。 目前大多數拌合站使用的是細砂，顆粒級配不良、比表面積大，混凝土單方需水量大，增大了混凝土的收縮量，導致開裂風險加大。 很多攪拌站將機制砂和細砂混合使用， 機制砂中的含石量超標，如果不經含石量換算，砂率則嚴重不足，造成集料中單級配含量過高，總體級配不良，影響混凝土強度。由于原材料供應緊張，砂子的含泥量過大，不僅造成需水量增大，還會形成超細黏土團，在混凝土內部形成軟弱區，降低混凝土強度。

粗骨料石子為混凝土的體積穩定提供了最有效的支撐，因此石子的孔隙率對混凝土中的其他材料用量有著直接的影響，進而對混凝土的性能產生影響。 目前大多數拌合站使用的碎石粒型不佳，良好的碎石粒型應接近于正方體，而實際使用的碎石粒型多不規則、棱角分明、針片狀較多，針片狀粒型較多的碎石拌制的混凝土和易性差，石子容易折斷，降低了混凝土強度。 石子孔隙率大造成混凝土體積穩定性嚴重下降。

3 現場施工因素的影響

3.1 現場施工過程中加水的影響

混凝土在攪拌過程中加入的拌和水包括化合水和自由水兩部分。 化合水與水泥礦物質顆粒形成晶體和凝膠，將永存于混凝土內。 而自由水卻隨著混凝土的養護和硬化過程逐漸蒸發，在混凝土內形成空隙，從而降低了混凝土的密實度和強度。 混凝土中的自由水越多，混凝土的密實度就越差，其強度也就越低。 由于建筑工地的混凝土澆筑施工大多采用外包的方式，施工人員流動性大，操作人員不了解混凝土的特點，施工時只追求混凝土澆筑速度。遇到結構梁柱接頭、墻柱連接等鋼筋間距非常小時，就不顧混凝土和易性的好壞， 直接將水管伸進泵車， 通過加水來降低混凝土粘度以滿足施工要求，從而改變了原來的配合比，導致水灰比變大、強度降低；另外，現場加水后攪拌不均勻，產生浮漿，導致混凝土形成薄弱層， 最終影響混凝土的整體強度。 除此之外，隨意加水導致混凝土密實度降低，造成混凝土自防水能力下降，導致混凝土的抗滲性能降低。

3.2 施工工藝方面的影響

混凝土澆筑方法不當。 混凝土澆筑時已初凝、澆筑前已離析等因素均會導致混凝土強度不足。

模板漏漿。 如某工程鋼模嚴重變形、板縫過寬，嚴重漏漿， 實測混凝土28 d 強度僅達設計值的一半。

成型振搗不密實。 混凝土入模時的孔隙率達10%至20%，如果振搗不實或模板漏漿必然影響強度。

養護不到位。 主要是溫度、濕度不夠，早期缺水干燥或早期受凍，造成混凝土強度偏低。

4 提高混凝土強度的措施

為保證混凝土的強度質量，一是要嚴格地按照設計配合比進行拌制。 必須嚴格地按照現行的標準要求配料，并根據不同時期的原材料中的含水率等材料性能，實時地調整混凝土的配合比，保證混凝土的水灰比、砂率滿足設計要求，不能人為地降低保證率和適配性，過度地依賴混凝土的后期強度增長值。 二是要嚴把混凝土原材料的質量。 進料時注重砂的細度控制，盡可能使用中砂；混凝土拌制應堅持先復檢后使用的原則，嚴禁使用含泥量超標的砂，減少含石明顯的砂進場，對含石量較大的，應進行過篩處理；選擇石子時應注意考查其粒型，對粒型差、針片狀顆粒多的石子不得使用；選擇連續級配好的石子并進行孔隙率和含水率檢測。 三是要嚴控施工過程中隨意加水。 對因為溫度過高、運輸距離較長而導致水分大量流失的情況，可以加水調整配合比，但是不能私自加水，要由攪拌站的試驗室按照配合比要求進行加水處理，或者要求攪拌站隨車帶外加劑，通過與攪拌站試驗室溝通，采用添加減水劑或泵送劑的方法來保證混凝土的和易性。

5 結語

混凝土強度是保證混凝土結構安全的關鍵因素。 要控制好混凝土的強度質量，需要各環節都嚴格地按照標準規范的要求進行施工作業。 從設計配合比拌制、原材料中粗細骨料和水泥的質量控制、施工過程中水灰比和塌落度的控制及后期養護，全過程加強混凝土強度的質量控制。