影响混凝土强度的成因分析

杨楚彬

(中山市润田混凝土有限公司 528478)

影响混凝土强度的成因分析

杨楚彬

(中山市润田混凝土有限公司 528478)

混凝土是广泛应用的建筑材料。通过选材、配合比优化设计等手段，可制备出性能优良、功能各异、不同强度等级的混凝土。但因原材料、生产控制、养护等多种因素影响，混凝土质量总会出现波动。近几个月来，我公司混凝土强度波动较大，我们通过对公司的水泥和三种不同的粉煤灰试验数据以及不同材料的净浆、砂浆和混凝土进行试验分析，找出影响混凝土强度波动的原因，以便制定相关的控制措施。

混凝土；强度；水泥；粉煤灰

1. 水泥质量的影响

水泥是混凝土中的胶结材料，是混凝土最重要组分，它在混凝土中约占总体积的10%-15%。水泥强度是决定混凝土强度最关键的因素，而水泥本身的物理指标决定了强度。

试验选用我公司使用的华润水泥与市面上粤秀牌水泥进行对比，两种水泥品种和强度等级完全一样。

1.1 水泥比表面积分析

生产用华润水泥比表面积：402 m2/kg；粤秀牌水泥：360 m2/kg很显然，华润水泥比表面积大，颗粒偏细。

1.2 水泥颗粒级配分析

水泥颗粒级配的微观分析，样品送往华南理工大学委托检验，从两种水泥颗粒级配对比分布图表明：华润水泥的粒径过细，级配不均匀，颗粒集中在5μm附近，其中小于5.19μm粒径的占59.22%，粒径单一，在微观上，颗料之间空隙率大；粤秀牌水泥，水泥粒径范围较大，粒径级配相对较好，在微观上，颗粒之间能相互填充，空隙率小，因此华润水泥的粒径分布使得水泥早期水化充分，后期强度增长不足。

1.3 水泥胶砂强度对比分析

华润水泥：3天强度为31.1 MPa，28天强度为52.3 MPa；粤秀水泥：3天强度为33.4MPa ，28天强度为57.3 MPa；试验表明：华润水泥的强度富余系数明显低于粤秀牌水泥。华润水泥还存在早期强度高，后期增长率小的现象，这与颗粒分布的试验结果一致。

2. 粉煤灰质量的影响

粉煤灰是一种火山灰质混合材料，表面光滑呈球形，主要以玻璃体存在。粉煤灰的活性，主要取决于玻璃体的含量，以有无定形的氧化铝和氧化硅的含量，而粉煤灰的细度和需水量比也是影响活性的两个主要物理因素。粉煤灰性质变异因素很多，因此在使用粉煤灰制备混凝土时应对粉煤灰物理性质及化学成分进行分析，以便于确定粉煤灰在混凝土中的应用品种和掺量，从而达到改善混凝土和易性，提高混凝土后期强度，降低混凝土成本的目的。对我公司常用的神湾灰、九江灰、珠海粉煤灰进行了如下统计分析：

2.1 粉煤灰各项指标统计

活性指数：试样总数88，合格数58，合格率65.9%

细度：试样总数88，合格数69，合格率78.4%

需水量比：试样总数88，合格数62，合格率70.5%

可以看出：三个月88个样品中粉煤灰的各项指标合格率都比较低。2.2不同粉煤灰与混凝土强度试验对比分析（相同配合比试验法）

A、神湾灰：7天抗压强度为29.1 MPa；28天抗压强度为38.7 MPa；

B、九江灰：7天抗压强度为30.3 MPa；28天抗压强度为38.1 MPa；

C、神湾灰：7天抗压强度为28.9 MPa；28天抗压强度为42.6 MPa；

试验数据可以看出，珠海灰最好，其他两种粉煤灰强度较接近，从7天到28天强度增长来看，珠海灰的后期强度增长比其他两种灰强度增长明显高。

通过对粉煤灰的试验分析得出，粉煤灰对混凝土的后期强度增长的影响非常明显；粉煤灰强度活性不稳定，给混凝土后期强度的波动带来了显而易见的影响。

3. 骨料质量的影响

砂石作为混凝土中的骨料，其质量的差异也直接影响混凝土的各项性能指标。为判定骨料对混凝土的影响我们采用相同配合比中不同集料替换方法进行试验对比，

A、 砂石都为生产样品：7天抗压强度为28.5MPa，28天抗压强度为37.1 MPa；

B、 砂子用外来样替换：7天抗压强度为30.8MPa，28天抗压强度为40.6 MPa；

C、 石子用外来样替换：7天抗压强度为29.3MPa，28天抗压强度为38.4 MPa；

试验显示，替换生产用砂子，混凝土28d强度明显提高，替换石子对混凝土强度影响较小，说明砂子质量直接影响混凝土强度的波动。

从实际生产的骨料中我们还发现下述情况：

1)骨料中细粉料和石粉量偏多造成混凝土级配不合理，且混凝土粘性较大，需水量高，且细粉料分布不均匀，生产过程很难控制。混凝土破裂后，混凝土试块断裂层有分布在石子和浆料的粘接部位，可能是石子表面石粉过高导致。

2）粗骨料中带入的石粉和细骨料中的含泥量，在混凝土拌合时，吸附外加剂，造成外加剂掺量的显著变化。如果生产控制中不能及时调整，将造成混凝土减水剂掺量时多时少，用水量时大时小，从而导致混凝土强度的波动。

3.水泥、粉煤灰及混凝土强度关系

图1 C30混凝土：水泥、粉煤灰、混凝土富余系数关系图

由上图可知，混凝土富余系数变化范围较大 ，混凝土富余系数从0.9%-1.5%，强度波动大，强度的增长和稳定水平与水泥强度的富余系数、粉煤灰的品质有着极大的正相关。

综上所述，我公司混凝土强度富余不足的原因如下：

1、生产用水泥富余强度偏低，水泥细度颗粒分布不合理，细粉集中，导致混凝土早期强度正常而后期强度增长不理想；

2、集料中，砂的含泥量波动比较大，减水剂的用量、单位用水量都无法准确控制，导致混凝土生产时水胶比失控，从而造成混凝土强度的波动；

3、在强度等级高的混凝土中，后期强度增长更不理想，除了上述原因外，还存在着石子压碎值不达标，导致试件受压时从石子中间破坏。

4、粉煤灰的影响。市场上的粉煤灰质量参差不齐，粉煤灰中玻璃体的含量多少直接决定粉煤灰的质量，而粉煤灰的活性直接影响混凝土后期强度的增长。

G322

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1007-6344（2016）03-0326-01

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