探究影响混凝土试压件抗压强度的因素

李冬平

摘 要：混凝土试压件的抗压强度对于建筑施工来说十分重要，是图纸设计者、施工方、质检单位都非常重视的一个指标。在结合自己多年的实践经验基础之上，从水灰比、水泥、集料、振捣方式、养护、环境温度等几个方面着手，对混凝土试压件抗压强度的因素进行了简单的探究。

关键词：混凝土；试压件；抗压；因素

1 原材料对试压件抗压强度的影响

1.1 水泥

水泥是普通混凝土的主要原材料，水泥的强度直接影响了混凝土试压件的抗压强度。现今我国用于生产混凝土的水泥有六种，每种因其自身的混合材料以及矿物掺量的不同而各有区别。例如，火山灰硅酸盐水泥的早期强度较低，水泥水化热不高，抗冻性能不高，但仍有发展后期强度的潜力；矿渣水泥没有明显的早期强度，水泥水化热低，抗冻性较差，不太适合冬季使用，但其生产试压件的后期强度发展较为迅速；普通硅酸盐水泥早期强度较高，高于前两种水泥，因此水泥水化热也较高，生产试压件的抗冻性能较高；硅酸盐水泥的早期强度最为明显，水泥水化热高，比较适合冬季进行生产，试压件的抗冻性较强等。

施工现场，相关工作人员应该按批对水泥进行验收，只有确保了水泥强度的稳定性才能够更好地保证混凝土试压件的抗压强度。但因为受到一些因素的制约如施工进度等，并不能较有序地对水泥进行按批验收，而是按照施工的实际需求将水泥陆续引进现场。如若在适配水泥时其强度较高，但施工后期使用的水泥强度不高甚至是不合格，则会直接导致混凝土的强度不高，影响施工质量。

1.2 集料

生产强度MU15以下的混凝土试压件时，水泥的质量、掺量以及水灰比对其抗压强度的影响较大。当用于生产混凝土的水泥用量已经达到500kg时，水泥用量的增加对于混凝土试压件的抗压强度无显著作用，这时，集料的表面状况、直径以及最佳砂率等是影响混凝土试压件的主要因素。集料主要有两种类型，粗集料和细集料。

1.2.1 粗集料。常用粗骨料包括碎石以及卵石两种。前者表面粗糙，面积较大，有较多棱角，因此与水泥浆的粘结力比较强；卵石的表面则更为光滑，表面积不大，少棱角，因此与水泥浆的粘结力较弱，在水灰比相同的前提下，卵石混凝土试压件比碎石混凝土试压件的强度低10%左右。粗集料的合理级配能够使混凝土更加密实，有利于其强度和耐久性的提高，同时也可能在一定程度上的降低水泥用量。当遇到粗集料不能满足级配规定要求的情况时，施工人员可以采取人工级配调整，通过利用几种不同直径的石子按照一定比例进行投料，从而使粗集料的级配符合要求。一般情况下，较好的粗集料级配应该具有较小的集料空隙率，集料总和也要小于表面积。若要生产出具有高强度的混凝土试压块，粗集料可以选择使用一些坚硬密实的岩类碎石如花岗岩、辉长岩、石灰岩、辉绿岩等。表示粗集料的强度时可以采用岩石立方体强度以及压碎指标，其中压碎指标与粗集料的强度成反比，压碎指标越小意味着粗集料强度越高。但是，当粗集料被风化后会产生较多的软颗粒，导致混凝土强度的下降。

1.2.2 细集料。相对于粗集料来说，细集料对于混凝土试压件的抗压强度影响则较小，但是细集料的直径及其级配也是施工人员需要考虑的一大因素。细集料主要包括海砂、山砂、河砂几种类型。海砂因为含有一些有害离子如氯离子，在投入使用之前必须对其进行清洗，在达到规定的标准之后才可使用；山砂具有较高的含泥量，在使用前也需要进行冲洗；河砂的质量则相对较高。但从实验中可以看出，山砂与水泥的粘结力大于河砂与水泥的粘结力。在生产具有较高抗压强度的混凝土试压件时，细集料的细度模数范围最好在2.6～3.2之内，尽量减少粒径小于0.315mm的砂子含量。

1.3 粉煤灰

在生产混凝土试压件中，粉煤灰是其中最大的矿物掺合料。一般情况下，如果需要生产具有高强度的混凝土试压件，尽量选择I级的粉煤灰，同时粉煤灰的掺合量尽量保持在水泥重量的25%。强度在28d以下掺合了粉煤灰的混凝土试压件强度不高于基准混凝土试压件。值得注意的一点是，已经掺合了粉煤灰的混凝土试压件最好不要选用火山灰质的硅酸盐水泥以及粉煤灰硅酸盐水泥。除此之外，综合考虑混凝土试压件的性能要求，一般的混凝土粉煤灰含量适宜保持在水泥用量的50%之下。

2 水灰比

由于干硬性混凝土振动加压成型的工艺特性，湿性混凝土强度受水灰比的影响要远小于混凝土试壓件强度受水灰比的影响。从理论的角度来看，使水泥完全水化的水灰比需要达到0.24，如果水灰比大于这一参数，那么混凝土则会存在毛细水。因此，混凝土的用水量在很大程度上能够满足其工作性能的标准。

对于混凝土试压件的水灰比，首先应该考虑其成型性能而非试压件抗压强度，成型性能包括混凝土密实度的最大化、成型时间、成型后坯体的稳定度、最佳水灰比。水灰比对混凝土试压件的强度有一定影响，表1则是不同水灰比对混凝土试压件强度的影响值。如果能够达到工艺要求以及试压件的其他性能标准，在这种情况下，水灰比越小，混凝土试压件抗压强度则越高。

表1 混凝土水灰比选用

3 生产工艺和机械设备对试压件抗压强度的影响

3.1 成型机振动方式

我国目前混凝土试压件成型机的振动方式包括两种，分别是台振以及模振。前者是将振动电机放于台座之下，此外也有将振动器装置于上压头的情况，并对试压件表面施加振动。后者则是将振动器装置与模箱的侧面，振动则能够直接传递给模箱内混凝土，这样的话试压件的密实性以及均匀性都比较好。一般情况下，台振成型机的每块试压件配置振动功率处于1.1kW～1.6kW左右的范围之内，使用台振成型机生产高强度的试压件则需要具备一定的条件；而模振成型机每块试压件配置振动功率处于3kW～5kW，相比台振成型机更容易生产出抗压强度较高的混凝土试压件。

3.2 养护制度以及环境温度的影响

水泥水化的反应过程即为混凝土试压件的硬化过程。下列三个因素直接影响了水泥水化的反应速度：养护时间、湿度和环境温度。

一般情况下，混凝土试压件的强度会随着养护时间的增加而不断提升，其规律为初期提升较快，后期则较慢。但是，只要存在养护，混凝土的强度仍然会继续增长。在正常的养护条件下，硅酸盐水泥最为适宜的养护温度为13℃。养护温度处于32℃～49℃范围之内的混凝土强度较4℃ ～23℃温度之间的混凝土强度低。一旦混凝土成型后，对抗压机进行自然养护时，其强度受空气湿度以及温度变化的影响更大。

水泥水化指水泥以及水之间的一种化学反应.在反应的过程中水泥颗粒表面需要保证有充足的水分，这样不会导致水泥过早变干。因此，试压件养护过程中其环境的相对湿度尽量保持在90%以上。

要使水泥的水化、凝结以及硬化的速度加快，可以通过提高环境温度来控制。但需要注意的一点事，试压件的养护初期其温度不宜过高，这样有利于使水泥石均匀分布于混凝土内部；如果养护的环境温度低于O℃，这样水泥的水化过程将停止，导致水泥难以凝结硬化。

4 结束语

混凝土在建筑工程中的运用十分广泛，其抗压强度的高低决定着工程的质量和安全。因此，工作人员应当加强对影响混凝土试压件抗压强度因素的重视，从而确保混凝土施工质量，保证整个建筑工程的安全。

参考文献

[1]傅标.混凝土抗压强度分布概率密度的参数估计[J].新型建筑材料，2005（4）.

[2]孙惠镐.混凝土小型空心砌块生产技术[M].中国建材工业出版社，2006（3）.

[3]吴培明.混凝土结构（上册）[M].武汉工业大学出版社，2002（8）.