4.2.3影響混凝土強(qiáng)度的主要因素4

建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)主講人：李穎穎

時(shí)間：2020.02《建筑材料》四水泥混凝土與建筑砂漿工程造價(jià)目錄/CONTENT02標(biāo)題文字03標(biāo)題文字04標(biāo)題文字01普通混凝土的組成材料04混凝土的變形0306混凝土的外加劑05硬化后混凝土的耐久性03混凝土的強(qiáng)度02混凝土拌合物的性質(zhì)07混凝土的配合比08建筑砂漿混凝土的強(qiáng)度PART

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影響混凝土強(qiáng)度的主要因素混凝土的強(qiáng)度混凝土受壓破壞的三種形式？水泥石與骨料的界面之間的粘結(jié)破壞骨料劈裂破壞水泥石發(fā)生拉伸或剪切破壞骨料和水泥石分界面上的粘結(jié)面破壞，這是最常見(jiàn)的破壞形式?；炷恋膹?qiáng)度主要取決于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度原材料因素生產(chǎn)工藝因素試驗(yàn)因素分析思路：

材料的強(qiáng)度與其組成、結(jié)構(gòu)密切有關(guān)。組成影響因素：水泥、骨料和水及其特性與摻量；結(jié)構(gòu)影響因素：組成材料及其分布、生產(chǎn)工藝與條件、澆灌與養(yǎng)護(hù)制度等混凝土強(qiáng)度的影響因素–原材料原材料的影響水泥石強(qiáng)度骨料性能水泥石-骨料界面過(guò)渡區(qū)水灰比水泥品種外加劑(化學(xué)外加劑、礦物外加劑)拌合水水泥石強(qiáng)度的影響因素水灰比的影響水泥水化所需的水量遠(yuǎn)少于為保證混凝土拌和物和易性所需的水量，剩余水將在混凝土中留下大量孔隙，而材料強(qiáng)度與孔隙率呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系；采用同種水泥時(shí)，混凝土強(qiáng)度主要決定于水灰比。滿(mǎn)足和易性要求時(shí)，水灰比越小，水泥石強(qiáng)度越高。水泥品種的影響水泥品種通過(guò)下列幾方面影響混凝土的強(qiáng)度：水泥的強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度成正比；水泥細(xì)度水泥比表面積越大，水化速度越快，混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快；水泥礦物組成由于90天齡期以后，水泥的水化度基本相同，因此，水泥礦物組成主要影響早期強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量需水量低則有利于降低水灰比和孔隙率，從而提高水泥石和混凝土的強(qiáng)度。由于外加劑技術(shù)的發(fā)展，水灰比（水膠比）從>0.5降低到0.15~0.30；混凝土抗壓強(qiáng)度從~30MPa提高到200~800MPa！化學(xué)外加劑礦物摻合料

外加劑的影響化學(xué)外加劑減水劑通過(guò)降低水灰比、減少用水量，從而改善混凝土密實(shí)性和均質(zhì)性，提高混凝土強(qiáng)度緩凝劑或早強(qiáng)劑通過(guò)影響水泥石強(qiáng)度及其發(fā)展，調(diào)節(jié)水化放熱速度，從而改變其強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律礦物摻合料減少水泥用量改善水泥石密實(shí)性提高界面區(qū)密實(shí)度

骨料性能的影響因素骨料最大粒徑經(jīng)濟(jì)上，應(yīng)盡可能低選用大粒徑的粗骨料；大粒徑的粗骨料可以降低混凝土的用水量；粗骨料的粒徑越大，過(guò)渡區(qū)就將越薄弱，并將含有更多的微裂縫，降低強(qiáng)度。骨料礦物組成石灰石骨料可以產(chǎn)生較高的強(qiáng)度，因?yàn)樵诮缑孢^(guò)渡區(qū)形成CaCO3.Ca(OH)2.xH2O；界面過(guò)渡區(qū)化學(xué)增強(qiáng)。骨料的形狀和表面特征粗糙表面有利于增加過(guò)渡區(qū)的粘結(jié)強(qiáng)度；針片狀骨料容易引起應(yīng)力集中，降低混凝土破壞的極限應(yīng)力，因而降低強(qiáng)度。水泥石、骨料

界面過(guò)渡區(qū)的共同影響鮑羅米公式：混凝土強(qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系為：

混凝土強(qiáng)度的影響因素–生產(chǎn)工藝攪拌、澆筑養(yǎng)護(hù)攪拌：人工攪拌、機(jī)械攪拌；機(jī)械攪拌的方式澆筑振搗：人工振搗、機(jī)械振搗搗實(shí)方法對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響水灰比抗壓強(qiáng)度，MPa0.30.40.50.65040302010121——人工搗實(shí)2——機(jī)械搗實(shí)養(yǎng)護(hù)

溫度：新拌漿自身的溫度（澆筑溫度）、環(huán)境溫度

濕度：環(huán)境濕度齡期：養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度高，水泥水化速度加快，混凝土早期強(qiáng)度高；反之亦然。若溫度在冰點(diǎn)以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰凍導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度嚴(yán)重降低，尤其是早期混凝土應(yīng)特別加強(qiáng)防凍措施。為加快水泥的水化速度，采用濕熱養(yǎng)護(hù)的方法，即蒸氣養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)。

濕度通常指的是空氣相對(duì)濕度。相對(duì)濕度低，混凝土中的水份揮發(fā)快，混凝土因缺水而停止水化，強(qiáng)度發(fā)展受阻。另一方面，混凝土在強(qiáng)度較低時(shí)失水過(guò)快，極易引起干縮，影響混凝土耐久性。一般在混凝土澆筑完畢后12h內(nèi)應(yīng)開(kāi)始對(duì)混凝土加以覆蓋或澆水。

養(yǎng)護(hù)溫度和濕度的影響抗壓強(qiáng)度,MPa齡期，d養(yǎng)護(hù)28天強(qiáng)度，%4℃18℃38℃齡期，d保持潮濕1d保持潮濕3d保持潮濕7d長(zhǎng)期保持潮濕混凝土強(qiáng)度與保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間的關(guān)系養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響?zhàn)B護(hù)濕度的控制

混凝土自然養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，保持一定的濕度，一般是表面覆蓋草袋等物并不斷澆水。使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥，澆水保濕應(yīng)不少于7d；火山灰水泥和粉煤灰水泥或摻有緩凝劑或有抗?jié)B要求時(shí)不少于14d；高鋁水泥不少于3d。齡期的影響

混凝土強(qiáng)度在最初3~7d增長(zhǎng)較快，然后逐漸緩慢下來(lái)。其隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)大致符合對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系：

fcu,n/fcu,a

=lgn/lga

式中：

fcu,n—n天齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度

fcu,a

—a天齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度齡期

齡期，dfn=f28———Ln(n)Ln(28)fn——nd齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度，MPa；f28——28d齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度，MPa；

n——養(yǎng)護(hù)齡期（n≥3d）抗壓強(qiáng)度,MPa3728混凝土強(qiáng)度的影響因素——試驗(yàn)條件試件形狀尺寸：試件尺寸會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果。試件尺寸越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越低。當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件時(shí)，應(yīng)將其抗壓強(qiáng)度折算為標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度。表面狀態(tài)：當(dāng)混凝土受壓面非常光滑時(shí)（如有油脂），由于壓板與試件表面的磨擦力減小，使環(huán)箍效應(yīng)減小，試件將出現(xiàn)垂直裂紋而破壞，測(cè)得的混凝土強(qiáng)度值較低。混凝土強(qiáng)度的影響因素——試驗(yàn)條件含水程度：混凝土試件含水率越高，其強(qiáng)度越低。干燥試件比飽水試件強(qiáng)度高20—25%

加荷速度：在進(jìn)行混凝土試件抗壓試驗(yàn)時(shí)，若加荷速度過(guò)快，材料裂紋擴(kuò)展的速度慢于荷載增加速度，會(huì)造成測(cè)得的強(qiáng)度值偏高。故在進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的加荷速度進(jìn)行；試件平整度。試件尺寸的影響試件尺寸越大，混凝土強(qiáng)度測(cè)試值越偏低；試件尺寸越小，混凝土強(qiáng)度測(cè)試值越偏高；相對(duì)強(qiáng)度(％)試件尺寸(cm)0

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304050607080其原因：環(huán)箍效應(yīng)，尺寸小，環(huán)箍效應(yīng)明顯缺陷概率，尺寸大，缺陷概率大試件尺寸(mm)骨料最大粒徑(mm)強(qiáng)度換算系數(shù)100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05環(huán)箍效應(yīng)：壓力機(jī)墊板的橫向摩擦約束，造成混凝土試塊端部處在多軸受力狀態(tài)，就象在試件上下端各加了一個(gè)套箍，致使破壞時(shí)形成兩個(gè)對(duì)頂?shù)慕清F破壞面，抗壓強(qiáng)度高于無(wú)約束情況。未采取減摩措施采取減摩措施提高混凝土強(qiáng)度的措施原材料的選擇水泥品種與強(qiáng)度等級(jí)骨料品種、粒徑、級(jí)配外加劑原材料之間的比例配制：配合比設(shè)計(jì)水灰比砂率用水量或膠凝材料用量澆灌和養(yǎng)護(hù)溫度濕度時(shí)間提高混凝土強(qiáng)度的措施

采用高等級(jí)水泥使用高效減水劑，摻入礦物細(xì)粉摻合料（尤其是硅灰）,采用低水膠比。

采用強(qiáng)度高，級(jí)配合理的骨料。機(jī)械攪拌和振搗，可使混凝土拌合物很好充滿(mǎn)模板，內(nèi)部孔隙大大減小，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高；采用濕熱處理（蒸汽養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)