浅析影响混凝土质量的因素

2016-04-10陈忱

四川水泥 2016年3期

关键词：砂率水灰比粉煤灰

陈忱

（辽宁大学后勤工作处辽宁沈阳 110000）

浅析影响混凝土质量的因素

陈忱

（辽宁大学后勤工作处辽宁沈阳 110000）

影响混凝土质量的因素是多方面的,本文从混凝土的原材料、配合比、运输以及浇筑和养护措施等方面分析了不同因素对混凝土质量的影响。

混凝土；质量；影响；因素

一、原材料对混凝土质量的影响

（一）水泥对混凝土质量的影响

混凝土以抗压强度作为混凝土质量要求和验收标准。水泥是混凝土中的活性成分，它的强度和体积安定性直接影响混凝土的质量。水泥的强度发生波动，混凝土强度也会随之波动; 水泥安定性不稳定，混凝土会产生膨胀性裂缝。水泥中的矿物成分硅酸三钙( C3S) 、硅酸二钙( C2S) 、铝酸三钙( C3A) 等是水泥强度的主要来源，增加水泥中C3S、C3A 的含量，再加上低水灰比、高水泥用量、混凝土强度尤其是早期强度不断提高，后期强度增长慢。C2S 早期强度低，后期强度高。水泥磨得越细，越能提高水泥的水化速率，提高早期强度，后期甚至出现强度严重倒缩现象。水泥在追求早期强度同时也提高了水化热，混凝土因温度收缩、自收缩、干燥收缩等原因而产生裂缝，裂缝是影响结构混凝土耐久性最重要的因素。

根据工程所处的环境及性能要求，合理选择水泥品种，选择水泥要选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准，应尽量避免使用早强水泥。

（二）骨料对混凝土质量的影响

混凝土体积中所占比例在70%至80%的骨料对混凝土的影响较大。骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。细骨料黄砂，要重点检查其级配、细度模数、含泥量和有害物质含量，最关键的是细度模数和含泥量，砂子太细或含泥过多，会增加混凝土的干缩裂缝。混凝土最好采用中粗砂，在砂特别粗或特别细时还需调整掺合料用量和水泥用量，以确保混凝土强度。粗骨料石子，主要控制好级配、针片状含量和压碎值、含泥量及最大粒径。石子基本粒形好，混凝土空隙率减小，流动性好，可节约水泥浆体量，增大混凝土流动性，提高混凝土强度。如果砂、石含泥量偏高，为保证原来的混凝土配制强度，需增加大约5%的水泥用量，而且影响抗冻性、抗渗性和耐久性。不论细骨料还是粗骨料，其杂质含量必须满足规范要求。

二、配合比对混凝土质量的影响

混凝土的单位用水量、粉煤灰、聚丙烯纤维、水灰比及其砂率构成了配合比中的重要影响要素，它们和混泥土的各个性能之间有着非常密切的关联。

（一）粉煤灰对混凝土质量的影响

粉煤灰掺入到商品混凝土中能提高商品混凝土后期强度，但这里存在一个粉煤灰掺量的问题；当掺量较大时，水泥水化所产生的氢氧化钙并不能激发粉煤灰的活性,粉煤灰的密实填充效应和活性效应所带来的商品混凝土强度的增加并不能补偿因水泥用量减少而引起的强度下降。同时有研究表明:掺粉煤灰的商品混凝土后期强度的增长率较高,并随着粉煤灰掺量的增加而增加。然而随着粉煤灰掺量增加后期强度并不是随其增大,这个掺量随着粉煤灰的成分、细度、颗粒结构形态以及所用水泥品种等差异而有所不同。图1是对比12%粉煤灰掺入后对混凝土外观质量的影响。

（二）聚丙烯纤维对混凝土质量的影响

聚丙烯纤维的弹性模量低(约为混凝土的 1/10) 、具有一定的增稠作用和弱界面效应,但由于聚丙烯纤维在混凝土中常用的体积掺量很低,以上不利因素对混凝土强度的影响并不显著。许多试件的测试结果也表明,掺入聚丙烯纤维对混凝土的强度无显著影响或使混凝土的强度稍有降低。而有些工程技术工作人员，习惯于通过试件的抗压或抗折强度判定材料性能水平，他们的结论是:聚丙烯纤维虽能阻止早期混凝土发生塑性开裂,但对硬化混凝土无增强作用。

（三）砂率对混凝土质量的影响

在砂子填满石子空隙留有一定富余量,使得石子间有一定厚度的砂浆层形成,使得粗骨料间的摩擦力减少,混凝土流动性达到最大值,即合理的砂率。砂率的合理是混凝土拌合物工作性良好的保障，在搅拌、运输和成型过程中，对施工所需的流动性、粘聚性和保水性的满足。砂率确定的原则是保证混凝土拌合物不分层离析、不泌水，在搅拌、车辆运输和浇筑成型施工中，具有流动性、粘聚性和保水性，在这样前提下水泥浆最小值时的最优砂率。砂率易控制在35%－45%范围内，泵送混凝土的砂率应比普通混凝土提高 4%－6%，混凝土抗拉强度会随砂率的增大出现最大值。对给定配合比的混凝土，存在一个最佳砂率可以使混凝土的强度最高，这主要是因为在保证混凝土坍落度基本相同的条件下，最佳砂率对水灰比有影响，水灰比又会直接影响混凝土的强度。

（四）水灰比对混凝土质量的影响

水灰比的大小不仅影响混凝土的强度和密实性，而且也影响着混凝土的抗渗性、抗冻性、抗蚀性和抗碳化性能。混凝土凝固理论证明：全部拌和用水量并非全部参与了水泥的水化反应，只有1/3～1/2的拌和用水参加了水泥的水化反应。其余的拌和用水，均用来增加拌和物的工作度，使混凝土便于浇捣，有助于保证混凝土的施工质量。因此水灰比确定后，拌合物用水量必须确保适量。若水多会导致拌合物的和易性及其他性能变差，若水少了，拌合物不再容易浇捣，非常容易出现麻面、蜂窝、空洞和露筋等质量问题。因此水灰比在混凝土施工中必须经过严格控制。

三、运输过程对混凝土质量的影响

混凝土从预拌完成到浇筑地点，有一定的距离，关键是如何控制混凝土塌落度、和易性，以最短的运输时间使混凝土在初凝前浇筑完毕。运输过程的控制，特别是长距离运输或在闹市区运输，应跟据工程特点、混凝土工程量、运输距离、交通状况、气候条件和运输机械进行综合考虑。高温天气，混凝土搅拌车尾部的混凝土水份蒸发较快，塌落度损失大; 雨水天气，混凝土搅拌车尾部的混凝土水份较大，容易产生离析。搅拌车搅拌桶转速对混凝土质量有影响，转速快，水泥水化程度加快，塌落度损失增大，和易性变差快; 转速慢，容易产生浆石分离、沉降等不良现象。运输过程中，搅拌车搅拌桶转速保持在每分钟约六转，到达工地后应高速转动四至五分钟，使混凝土浇筑前再次搅拌均匀。如遇塌落度有所损失，可后掺一定的外加剂二次搅拌以达到理想效果。混凝土运输前，搅拌车罐中有水未放干净而继续向罐中装混凝土，或者搅拌车在工地加水，都会增大混凝土实际水灰比，导致混凝土强度变低。