2020年巖土工程師答疑:影響混凝土強度的因素?


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問題:
影響混凝土強度的因素?
答疑:
混凝土強度主要決定于水泥石強度及其與骨料表面的粘結強度。而水泥石強度及其與骨料的粘結強度是與水泥強度、水灰比及骨料的性質有密切關系。此外,混凝土強度還受施工質量,養護條件及齡期的影響。
(1)水灰比和水泥強度(強度等級)是決定混凝土強度的主要因素。在配合比相同的條件下,所用水泥強度(強度等級)愈高,制成的混凝土強度也愈高。當用同―種水泥(品種及強度等級相同)時,水灰比愈小(至某―限度),混凝土強度愈高,呈曲線關系。混凝土強度與水灰比則成直線關系。
骨料的種類:在水泥強度和水灰比相同的條件下,碎石混凝土的強度要高于卵石混凝土的強度,因碎石表面粗糙,與水泥石的粘結力比卵石的大。
根據工程實踐經驗式中
A、B是經驗系數,與骨料品種、水泥品種等因素有關,其數值通過試驗求得。
利用強度公式,可根據所用水泥強度和水灰比來估計所制成混凝土的強度;也可根據水泥強度和要求的混凝土強度等級來計算應采用的水灰比。
(2)養護的溫度和濕度。溫度對水泥水化有顯著影響,溫度高,水泥水化速度加快,混凝土強度發展快,但對后期強度發展不利;溫度較低,水化緩慢,混凝土強度發展較慢,但有利于后期強度的發展。當溫度降低至冰點以下,混凝土強度停止發展,且因孔隙內水分結冰膨脹產生的巨大壓力,使混凝土結構遭受破壞。使已獲得的強度受到損失。
環境濕度對水泥水化作用能否正常進行有顯著影響,濕度適當,水化便順利進行,混凝土強度可充分發展;濕度不夠,影響水化的正常進行,甚至停止水化,嚴重降低混凝土強度。因此,在混凝土成型后的―定時間內,應使環境保持―定的溫度和濕度。
(3)齡期:混凝土在正常養護條件下,其強度將隨著齡期的增加而增長。最初7—14d內,強度增長較快,28 d以后增長緩慢。
普通水泥制成的混凝土,在標準養護條件下,混凝土強度的發展,大致與其齡期的對數成正比關系,即
式中,fn為nd齡期混凝土的抗壓強度,MPa;f28為28 d齡期混凝土的抗壓強度,MPa;n——養護齡期D.,n≥3。
(4)施工條件。施工條件是確保混凝土強度能否達到設計要求的基本條件,只有攪拌均勻,振搗密實,良好養護才能使混凝土達到預定的強度。
5.提高混凝土強度和促進混凝土強度發展的措施
(1)采用高強度等級水泥和快硬早強類水泥。
(2)采用干硬性混凝土。
(3)采用濕熱處理:蒸汽養護、壓蒸養護。
(4)采用機械攪拌和振搗。
(5)摻入混凝土外加劑、摻合料。外加劑如減水劑、早強劑等;摻合料如硅粉、粉煤灰等。
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