混凝土结构强度显著影响因素及影响程度

杜广攀1赵辉2

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摘要：近年来，混凝土结构实体强度达不到设计要求的现象时有发生，为更好地保证工程混凝土主体质量，本文就混凝土结构强度的显著影响因素及其影响程度进行分析和讨论。

关键词：混凝土；耐久性；影响因素；措施

一、混凝土材料自身的强度影响因素

1、水灰比

在混凝土配制过程中，为了能够使其工作性能良好，则往往其水灰比较高，这也就导致了混凝土具有较高的孔隙率，而且毛细孔较多，在这种情况下，混凝土结构会受到外界水分、各种侵蚀性介质、氧化、二氧化碳及一些有害物质的影响，使混凝土内部结构受到破坏，从而导致其耐久性受到影响。

2、温湿度

在高温环境下进行混凝土浇筑时，由于其内部水分蒸发速度较快，在拉应力作用下，混凝土表面极易出现细小裂缝，这种细小裂缝长期在外界条件及荷载作用下则会向内部结构进行延伸，一旦这种延伸达到一定程度后，则会导致混凝土结构的使用性能受到影响，耐久性降低。而且在干燥环境下，混凝土浇筑完成后其在失水作用下会出现收缩，再加之荷载作用，混凝土结构会有一些微裂缝产生，从而会导致各种介质沿着这些微裂缝进入到混凝土内部，导致混凝土性能受到影响，其耐久性下降。

3、掺合料

在混凝土中掺入掺合料后，可以有效改善混凝土浆体结构，使其内部孔隙得到一定填充，降低其毛细孔隙率，阻断孔的连通性，从而有效的降低混凝土的渗透性。通过对普通混凝土和粉煤灰混凝土在抗渗性能对比中即可发现，在养护时间达到28天时，粉煤灰混凝土的渗透性明显高于

普通混凝土，而在90天后再进行测试表明，粉煤灰混凝土的渗透性要低于普通混凝土。这主要是由于粉煤灰中的火山灰效应有效的发挥出来，对浆体结构起到了较大的改善作用，降低了其连通性，从而使粉煤灰混凝土抗渗性能得到提升。

4、孔结构

混凝土的渗透性受混凝土强度的影响较大，而且混凝土强度和混凝土渗透性之间具有一定的联系，这是由于混凝土渗透性与连通的孔隙有关，而且总的孔隙率还会对抗压强度进行控制。孔隙率的大小会直接影响关系到渗透性的高低。而当混凝土的总孔隙率较高时，混凝土的强度也会受到较大的影响。

二、现场施工引入的过程因素

预拌混凝土现场交货以后，混凝土在浇筑、振捣、养护等施工过程中、可能引入操作不当或措施不当等过程影响因素，客观上造成了混凝土结构强度的损失，促使了混凝土材料强度与结构强度发生偏离，最终导致混凝土结构实体强度达不到设计要求的严重后果。

1、用水量单值变化因素

水灰比定则是重要的混凝土强度理论之一，长期以来，世界各国的混凝土强度设计一直遵循这一理论。基于此理论，人们常说：水灰比是影响混凝土强度的第一要素。在配合比一定且其他材料用量不变情况下，用水量发生的单相数值变化，使混凝土的水胶比发生了实质性改变，混凝土强度也必然随着水胶比的变化而变化。预拌混凝土现场加水现象，就属于这种情况。不幸的是，“加水”导致了混凝土强度与配合比设计的强度预期背-道而驰。在生产实践中，我们也针对不同强度等级的普通混凝土，进行了一些验证性试验，数据表明：用水量增加5kg/m3，混凝土强度较基准混凝土强度下降2Mpa左右（1.7Mpa-2.2Mpa，具体随强度等级和掺合料掺量而变化）。正是因为加水对混凝土强度的巨大危害，现行《混凝土质量控制标准》、《混凝土结构过程施工规范》和《预拌混凝土》都一致强调“不得”随意加水。

2、混凝土养护条件因素

关于温度对混凝土强度的影响，负温养护施工方法是值得注意的问题。混凝土中掺加防冻剂，只能保证混凝土中的水在规定的负温条件下不结冰，从而保证混凝土的持续凝结硬化。但是，必须明白，在低温下混凝土强度的增长速度很慢，根本无法适应正常的施工节奏，就连已经放缓了的冬期施工节奏也难以适应。因此，要想使混凝土强度增长快一些，必须采取必要的保温措施。

（1）湿养护时间对混凝土强度的影响

混凝土初期湿养护是非常必要的，少于7d湿养护的结构混凝土，其28d强度无法达到标准养护条件下同龄期的混凝土材料强度水平，对于养护湿度具有敏感性的混凝土，保持14d的湿养护，对混凝土结构实体强度的保证是有利的。因此，混凝土养护时间最低不应少于7d，采用缓凝型外加剂、大掺量矿物掺合料配制的混凝土不应少于14d。同时，明确告诫“混凝土养护是水泥水化及混凝土硬化正常发展的重要条件，混凝土养护不好往往会前功尽弃”。

（2）养护湿度对混凝土强度的影响

来自建筑材料研究院和华南理工大学材料学院的研究数据，清楚地描述了混凝土强度在不同养护湿度条件下的7d和28d强度发展趋势。研究采用了A、B、C、D四种配合比，四种不同的湿养护条件：Cure1（20±2℃，湿度≥95%）、Cure2（20±2℃，湿度≥85%）、Cure3（20±2℃，湿度≥70%）、Cure4（20±2℃，湿度≥55%），得到了不同湿度条件下混凝土7d和28d抗压强度，其不同湿度对混凝土强度的影响。高湿度养护，混凝土抗压强度随龄期延长表现出良好的增长趋势；低湿度养护对混凝土7d强度影响不大，但会大幅度降低混凝土28天抗压强度；和纯水泥混凝土相比，掺加掺合料的混凝土（B、C、D）抗压强度受湿度影响更大，且掺量越大，受湿度影响也越大。

3、混凝土拌合物工作性因素

所谓工作性是指在一定施工条件下，便于施工操作且能保证获得均匀密实的混凝土，混凝土拌合物应具备的性能，主要包括流动性、黏聚性和保水性。在混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性之间存在着既相互关联又相互矛盾的关系，工作性良好的混凝土拌合物实际上是对三者的合理平衡。

泵送混凝土坍落度控制是一个经常被忽视的问题，为便于施工和保证混凝土的黏聚性，《混凝土质量控制标准》GB50164-2011给出泵送混凝土坍落度设计值不宜大于180mm的控制要求。工程实践中，施工方总是希望混凝土坍落度大一些，忽视了坍落度增大对黏聚性的不利影响，造成混凝土墙、柱上部与下部的抗压强度明显差异。这种差异导致混凝土强度的标准差增大，影响混凝土强度的合格评定。

4、裂缝控制的主要措施

混凝土产生裂缝最本质的原因是混凝土中所产生的拉应力超过混凝土自身的抗拉强度。混凝土中拉应力的产生主要是因为混凝土在温度变化时所产生的温度应力以及混凝土在变形过程中受到约束的限制而产生的。因此，根据混凝土裂缝产生的原因，对于裂缝的控制可以从温度应力和抗拉强度这两个方面出发。

降低温度应力的措施有：选用水化热较低的材料，从而控制混凝土内部的温度，减少内外温差；在施工过程中，采取措施降低混凝土降温的速度，同时减小混凝土浇筑时的温度；在养护过程中，采取措施提高混凝土表面的温度，从而减小混凝土的内外温差。提高混凝土自身抗拉强度的措施有：通过配合比试验设计最佳的配合比，减少水泥的用量，同时在其中掺加减水剂和外掺剂。

结束语

混凝土材料强度合格是混凝土结构强度合格的基础保障，材料强度不合格时结构强度一定不会合格，材料强度合格也不能完全保证结构强度一定合格，因此，材料强度合格是结构强度合格的必要条件而不是充分条件。

参考文献：

[1]王金龙，翟爱良，陈博，等.新型透水混凝土强度和透水性能主要影响因素研究[J].新型建筑材料，2017，44（11）：71-74.

[2]陈军.混凝土结构强度显著影响因素及影响程度[J].工程技术：引文版，2016（6）：15-15.