影响混凝土强度因素分析及施工质量控制

张荣海

（山东济宁北湖建设集团，山东 济宁 272017）

1 影响混凝土强度的主要因素

混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，从混凝土强度表达式不难看出，混凝土抗压强度与混凝土使用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外，水灰比也与混凝土强度在成正比，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。

如上所述，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。其次粗骨料对混凝土强度也有一定影响，当石质强度相等时，碎石表面比卵石粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。因此我们一般对混凝上的粗骨料的粒径控制在2～3cm左右，细骨料品种对混凝土强度影响程度比粗骨料小，另外砂石质量必须符合混凝土各标号所用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。混凝土强度只有在温度、湿度在正常范围条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定给予养护。夏季要防暴晒脱水，冬季要保湿防冻害，一般采取贯穿蓄热法及蒸养法。

2 外加剂使用不当而造成质量事故

2.1 此类事故的表现：①混凝土浇筑后，局部或大部长时间不凝结硬化。②已浇筑完的混凝土结构物表面鼓包。

2.2 避免这类质量事故发生必须重视的问题：①外加剂与水泥的适应性。外加剂进场后，首先检查是否有出厂合格证，然后进行试配，掌握其特性：坍落度的耗时损失、凝结时间、减水率等，以确定能否使用；对于硬石膏作调？凝剂的水泥，这点尤其重要，以免混凝土搅拌成后，发生速凝或坍落度损失过快的问题。②外加剂的每一次投料，都必须严格按照配合比计量。计量器具必须经常进行校验，保证其灵敏度和准确度。③粉状外加剂要保持干燥状态，防止受潮结块。已经结块的粉状外加剂，应烘干、碾碎，过0.6mm筛后使用，以免含未碾成粉状的颗粒遇水膨胀，造成混凝土表面鼓包。

3 因混凝土出现裂缝而造成的质量事故

混凝土裂缝主要分为三类：一是由外部荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝。二是内部应力(包括温度变化、体积收缩、不均匀沉降、化学反应等)引起的裂缝。三是由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)不当引起的裂缝。这里仅对内部应力引起的裂缝进行探讨。

3.1 温度变化。混凝土由于温度变化发生体积变形、膨胀或收缩，这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力，这种应力如果超过了混凝土的抗拉强度，就会引起开裂。

3.2 体积收缩。混凝土的收缩分为自身收缩，即水泥水化作用引起的体积收缩；塑性收缩，即在初凝结过程中发生化学的收缩；炭化收缩，即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起的收缩、干缩；湿度收缩，即混凝土中多余水分蒸发，随着温度降低体积减少而发生的收缩，其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小，在其内部也会产生内应力，当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时，也会引起混凝土裂缝。

3.3 不均匀沉降。如果结构物的基础不牢固，发生了不均匀沉降，导致结构变形，也会在其内部产生应力而造成混凝土构件开裂。这种情况在日常工作中也会时有发生。

3.4 化学反应也会引起混凝土开裂。例如，碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂。

4 混凝土施工中的质量控制

要在施工中严格的控制混凝土的质量就要从施工机械、运输、浇筑、捣固、气候条件等方面进行有效控制。

4.1 混凝土对运输的要求。在运输过程中应保持混凝土的均质性，避免产生离析、泌水、流动性减少等现象。混凝土应以最少的转运次数和最短的时间从搅拌地点运至浇筑地点并且及时浇筑。距离比较远的应采用搅拌车运输，并且每分钟转鼓3～5次，现场搅拌站可用小型机动翻斗车、双轮手推车等。

4.2 混凝土的浇筑

4.2.1 浇筑前的准备。在混凝土浇筑前，应检查模板的标高位置、尺寸强度和刚度是否符合要求；检查钢筋和预埋件的位置、数量和保护层的厚度，将检查结果填入隐蔽工程记录表；选用表面平整、光洁度好的钢制摸板或有加固系统的涂胶板，清除模板内的杂物和钢筋的油污对模板的接缝和空洞应堵严，以防漏浆。浇筑前应用清水润湿模板。在地基或基础土浇筑前，应清除杂物并应有排水和防水措施。对于未风化的岩土应用水清洗，但表面不得留有积水。

4.2.2 混凝土的振捣。混凝土的振捣就是使入模的混凝土完成成型与密实的过程，保证混凝土结构构件外型正确，表面平整光滑，混凝土的强度和其他性能符合设计的要求。混凝土振捣采用插入式振捣器时，振捣器应该距离模板5cm～10cm，振动棒垂直快速插入混凝土内，每一个位置上的振动时间应保证混凝土获得足够的密实度，并将混凝土靠近摸板边的气泡赶出，但注意不能过振，防止混凝土产生分层，表面出现砂面。振动棒拔出速度要慢，保证振动棒周围的空气能够跟随振动棒引出。

4.2.3 伸缩缝和后浇带。为了防止混凝土因温度收缩而产生裂缝，需要在混凝土中切出一道道的施工缝以补偿温度应力产生的收缩。一般应该在混凝土初凝后临近终凝的时候人工或机械切出施工缝。对于大面积的楼板应该根据设计规范进行预留，在混凝土浇筑后两个月以上在对后浇带进行施工，以最大限度的减少因收缩引起的裂缝。混凝土浇筑应该尽量避免大风和炎热的天气，夏天可以尽量在夜间施工；严禁在雨雪天气浇筑混凝土。混凝土浇筑应该连续不间断，以免产生施工冷锋，影响结构的安全性和质量。

4.2.4 特殊混凝土施工工艺。对于大体积混凝土应该提前编写施工方案，采取跳仓作业，分层浇筑，有必要时应该预埋冷凝管和测温探头，密切关注混凝土的内部温度，以免裂缝产生，大面积混凝土应分块浇筑，按要求留设伸缩缝。

4.3 混凝土的养护控制温度、湿度直接影响混凝土的强度，所以混凝土的养护，主要目的在于保持适宜的温湿度条件，一方面使混凝土免受不利温、湿度变化的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

混凝土的养护方法、时间与自然温度、混凝土成分有关，当平均温度高于+5℃的条件下，用适当的材料对混凝土表面加以覆盖并浇水，应在混凝土浇筑完毕后的12h内进行，最少不得少于7d。当平均气温低于+5℃或混凝土的表面不便浇水时，也可使用塑料薄膜布养护和涂刷薄膜养生液，防止混凝土内部水分蒸发的方法进行养护。冬季施工一般采取综合蓄热及蒸养法。混凝土结构浇筑后，达到一定强度，方可拆模，不能急于拆模，以免引起混凝土表面的早期裂缝破坏混凝土结构。

4.4 混凝土质量的验收

验收可以分成两个方面，一是外观和几何尺寸。二是内在质量，即实际强度。这两方面相辅相成，缺一不可并且在很多情况下，通过外观质量也可以反映出内在质量的优劣。外观检查主要是观察有无裂缝。蜂窝、麻面、露筋、空洞、连接部位疏松。锚筋松动等严重缺陷，如有发生，应进行返工或采取加固措施。几何尺寸检查主要是通过施测实量，确定构件是否能满足使用功能以及下步施工的要求，并对该产品的质量等级予以评定。

[1]张明爽.混凝土工程施工技术[M].山西科学技术出版社.2009.

[2]张爱勤，朱霞.土木工程材料[M].人民交通出版社.2009.