制约及影响混凝土硬化强度因素

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1、制约及影响混凝土硬化强度因素摘要：混凝土的强度是混凝土固有的特性，也是它最重要的特性。在生产生活中，混凝土工程设计，施工，监理各方面对混凝土强度都有很高的要求。但是混凝土强度受很多因素制约和影响。关键词：水灰比，密实度，孔隙率，拌合水，骨料，龄期，裂缝，养护，水化，湿度工程实践表明，龄期一定，养护温度一定的混凝土的强度取决于以下几个主要因素：一、水灰比；二、密实度，三、裂缝，四、养护。在水泥水化的任何阶段，水灰比决定硬化水泥浆的孔隙率，因而水灰比与密实度两者都影响混凝土的空隙体积，严格的说混凝土的强

2、度是受混凝土中全部空隙体积的影响。固体颗粒的形状及其弹性模量也影响混凝土内的应力分布。6水灰比定则的有效范围是有限的，水灰比很低和水泥用量极高的拌合物，表现出强度的衰退，特别是采用大粒径骨料更是如此。因此在这一类拌合物中，低的水灰比在后期也不会得到高的强度。这一特征可能是由于收缩应力所致，收缩受骨料颗粒的约束引起水泥浆开裂，或使水泥与骨料的粘结力降低（1.2）。水灰比定则是一个基本的规律。在实用中水灰比仍是充分密实混凝土强度的唯一的最重要因素。对给定的水泥和适当的骨料，如果由水泥，骨料和水配制的拌合

3、物具有良好的和易性且浇筑得当，其发展强度（搅拌，养护，试验条件相同）受以下因素的影响：（1）水泥和拌合水之比；（2）水泥与骨料之比；（3）骨料颗粒的级配，表面质地，形状，强度与坚硬度；（4）骨料的最大粒径。混凝土的强度来源：（1）砂浆强度；（2）砂浆与粗骨料的粘结力；（3）粗骨料的颗粒强度，即抵抗外力的能力。混凝土裂缝形成时的应力主要与粗骨料的性质有关，即表面光滑的砾石比粗糙有棱角的碎石出现裂缝的应力低，大半是因为表面性质影响机械粘结，而粗骨料的形状在一定程度上也影响粘结。骨料性质影响开裂时的（不同

4、于极限的）受压荷载和弯曲强度的情形相同，因而这两个量之间的关系不受骨料的种类影响。相反，弯曲和抗压强度的关系却和粗骨料的种类有关，因为（除高强混凝土外）骨料的性质，尤其是其表面质地对抗压的极限强度比抗拉强度或受压的开裂荷载的影响小的多。如在试验性混凝土中，用十分光滑的粗骨料比用粗糙骨料其抗压强度一般将降低10%。1裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。6混凝土硬化期间水泥放出大量

5、水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承

6、担，容易出现裂缝。2温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。6（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转

7、时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类：（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已

8、知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响。3温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施：6（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土