淺談提高混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性的方法
混凝土是一種非常重要的建筑材料，在工業(yè)與民用建筑、市政、國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著十分重要的作用。在混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制過程中，試驗(yàn)所得出的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，很有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不完全一致的高、低現(xiàn)象，可以稱其為具有一定的波動(dòng)性?；炷翉?qiáng)度的數(shù)據(jù)波動(dòng)比較小時(shí)，充分說明混凝土本身的質(zhì)量比較穩(wěn)定，生產(chǎn)控制水平較高；反之則說明混凝土自身的質(zhì)量穩(wěn)定性比較差。如果強(qiáng)度穩(wěn)定，那么標(biāo)準(zhǔn)偏差就少，根據(jù)混凝土配制強(qiáng)度公式fcu,o≥fcu,k+1.645，配制混凝土?xí)r就可以適當(dāng)降低配制強(qiáng)度，達(dá)到減少水泥用量，節(jié)約成本的目的。這里對(duì)混凝土配料所用的原料的選用、生產(chǎn)過程控制、標(biāo)準(zhǔn)試塊的制作與養(yǎng)護(hù)、試塊的破型等方面進(jìn)行分析與控制，從而達(dá)到確保強(qiáng)度的穩(wěn)定性。
1 混凝土原材料的質(zhì)量控制
1.1水泥的質(zhì)量控制
水泥是生產(chǎn)混凝土最重要的原材料，水泥的質(zhì)量狀況直接影響混凝土的質(zhì)量。目前，大部分混凝土公司是采用硅酸鹽水泥或者是普通硅酸鹽水泥。在選用水泥時(shí)一定要優(yōu)先選用日產(chǎn)5000T及以上的新型干法窯生產(chǎn)的水泥，其次要固定使用同一廠家同一品種的水泥，保持水泥膠砂強(qiáng)度的相對(duì)穩(wěn)定性，這樣可以減少混凝土強(qiáng)度的波動(dòng)。在選擇水泥品種時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥（PII），因?yàn)楣杷猁}水泥在生產(chǎn)過程中摻的混合材較少，不同批次的混合材的活性是不同的，摻量越大對(duì)水泥的強(qiáng)度影響越大。不管用哪種水泥都必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行入場(chǎng)檢測(cè)，如安定性、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、膠砂強(qiáng)度等。待其安定性與早期強(qiáng)度（3天后方可確定）合格之后，并根據(jù)回歸方程預(yù)測(cè)其28d強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)，確認(rèn)合格后方可使用。根據(jù)不同強(qiáng)度的水泥設(shè)計(jì)不同配方，不宜長(zhǎng)期固定。另外要選用需水量少的水泥，水泥與外加劑的適應(yīng)性要好。
1.2骨料的質(zhì)量控制
生產(chǎn)混凝土有粗、細(xì)兩種骨料。粗骨料主要選用連續(xù)級(jí)配碎石，碎石的針片狀含量應(yīng)小于10％。如果碎石的級(jí)配不好或針片狀含量太高就會(huì)影響混凝土的和易性和密實(shí)度，也會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。碎石中石粉的含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度有比較大的影響。實(shí)際證明：碎石中石粉含量大時(shí)，單方混凝土的用水量會(huì)大增，坍落度損失會(huì)很大，混凝土的強(qiáng)度會(huì)降低。必須要增加水泥用量或加大外加劑摻量才能正常生產(chǎn)。細(xì)骨料一般為河砂。生產(chǎn)普通混凝土一般使用細(xì)度模數(shù)為2.5～2.8的中砂（泵送混凝土用砂通過0.3mm篩孔，顆粒不宜小于15%），太細(xì)的河砂用水量會(huì)變大，強(qiáng)度會(huì)變低，且容易收縮開裂，太粗會(huì)影響混凝土的和易性。由于河砂資源當(dāng)前面臨著緊缺的現(xiàn)象，人工砂和山砂的使用日益增多。含泥量高的砂對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響很大，含泥量越大，用水量也就越大。另外，砂含泥量大，外加劑的減水作用也受到很大的影響，最終會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度有很大的波動(dòng)。因此，在骨料控制方面主要是控制碎石的石粉含量、顆粒級(jí)配、針片狀含量，砂的細(xì)度模數(shù)、含泥量等。
1.3粉煤灰的質(zhì)量控制
從20世紀(jì)70年代開始，粉煤灰在混凝土行業(yè)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。人們利用粉煤灰來配制混凝土，是因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的粉煤灰對(duì)于混凝土的力學(xué)性能、耐久性能以及工作性能的提高是十分顯著的。首先是因?yàn)榉勖夯以趽饺牖炷林锌扇〈糠炙啵档土松a(chǎn)成本；其次，粉煤灰的摻入使混凝土的和易性得到明顯改善，而且粉煤灰在混凝土中能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次水化反應(yīng)，從而使所配制出來的混凝土更致密，混凝土各項(xiàng)物理力學(xué)性能更優(yōu)越。粉煤灰能夠提高混凝土的強(qiáng)度，是因?yàn)榉勖夯抑泻写罅康墓?、鋁氧化物，這些硅、鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次水化反應(yīng)。粉煤灰的顆粒越細(xì)，能夠參與二次水化反應(yīng)的界面增加了，因?yàn)榉勖夯覇挝恢亓康谋缺砻娣e提高了。細(xì)度更小的粉煤灰在混凝土中能夠分散得更均勻，二次水化反應(yīng)也更充分。齡期越長(zhǎng)，反應(yīng)越完全，混凝土越密實(shí)，混凝土強(qiáng)度也越高。因此，控制粉煤灰的細(xì)度是很重要的。需水量比是評(píng)定粉煤灰對(duì)混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。需水量比與混凝土早期強(qiáng)度的相關(guān)性比比后期的強(qiáng)度相關(guān)性更高。需水量比越少說明粉煤灰的質(zhì)量越好，能起到物理減水的作用。優(yōu)質(zhì)粉煤灰的作用還與其顆粒結(jié)構(gòu)的形態(tài)有關(guān)。優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含有70%以上的球狀玻璃體，這些球狀玻璃體表面減小了摩擦阻力，有效改善了混凝土的和易性。除此之外，一定程度上還能有效地降低混凝土的水化熱與收縮，同時(shí)還能夠增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性與耐腐蝕性等多種性能。因此，在粉煤灰的質(zhì)量控制方面主要是細(xì)度（篩余小于25%）、需水量比（小于105%）、燒失量（小于4%）、抗壓強(qiáng)度比（不小于70%），而且質(zhì)量要穩(wěn)定，一定要選用大廠的原狀粉煤灰。
1.4外加劑的質(zhì)量控制
外加劑的主要作用是減少用水量、緩凝、增強(qiáng)，還能改善拌合物的性能，提高混凝土的耐久性。外加劑的減水率高，單方混凝土的用水量就可以降下來，可以有效的保證混凝土強(qiáng)度。新拌混凝土中一定量的氣泡可以起到軸承的作用，坍落度一般會(huì)增大，有利于泵送。硬化混凝土內(nèi)均勻分布的細(xì)小孔隙，可以阻斷混凝土內(nèi)部水分及有害物質(zhì)的遷移，還可吸收混凝土受凍融時(shí)的壓力，從而提高抗?jié)B能力和抗凍能力，但是含氣量太高就會(huì)影響強(qiáng)度。不同的外加劑對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的作用是不同的，即抗壓強(qiáng)度比是有一定差異的。因此，對(duì)外加劑的的減水率、抗壓強(qiáng)度比、含氣量一定要嚴(yán)格控制，并保持相對(duì)的穩(wěn)定。
2 混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量控制
提高混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定性最重要的是生產(chǎn)過程控制，就算原材料再穩(wěn)定，如果生產(chǎn)過程沒有控制好，強(qiáng)度還是不穩(wěn)定的。在生產(chǎn)過程中因計(jì)量設(shè)備、原材料等方面的原因會(huì)產(chǎn)生一定的波動(dòng)。生產(chǎn)控制主要從水灰比、坍落度、砂率三方面入手。理論配合比在試驗(yàn)室做試配時(shí)強(qiáng)度不會(huì)有太大的偏差，但是生產(chǎn)過程就不一樣了，同一個(gè)配方生產(chǎn)的混凝土強(qiáng)度可能會(huì)相差很大。強(qiáng)度相差很大的原因是多方面的，與水泥的膠砂強(qiáng)度、粉煤灰的活性、取樣時(shí)的坍落度、生產(chǎn)時(shí)實(shí)際水灰比等都有關(guān)，但是最重的因素應(yīng)該是水灰比的變化。實(shí)際生產(chǎn)過程中因水泥的需水量、砂的細(xì)度及含泥量、粉煤灰的需水量比、石粉含量、外加劑的減水率等變化會(huì)導(dǎo)致實(shí)際用水量的變化，從而引起強(qiáng)度的變化。在生產(chǎn)過程中控制水灰比是非常重要的。有條件的要建設(shè)封閉式砂、石堆場(chǎng)，避免因天氣變化而影響砂、石含水率。每班次檢測(cè)砂石含水率至少一次。生產(chǎn)控制所用的砂、石含水率要與實(shí)測(cè)值保持一致，如果兩者有較大的偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)分析原因。同時(shí)要對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整，如增加水泥用量、增大外加劑摻量、調(diào)整砂率和粉煤灰的取代率等。為了控制生產(chǎn)成本，通常情況下是增加外加劑摻量提高減水率來控制水灰比。只要水灰比波動(dòng)較少，那么強(qiáng)度不會(huì)有太大的波動(dòng)。另一方面就是要嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，取樣成型時(shí)的坍落度要在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。如果實(shí)際坍落度比設(shè)計(jì)坍落度小，強(qiáng)度就會(huì)高；如果實(shí)際坍落度比設(shè)計(jì)坍落度大，強(qiáng)度就可能會(huì)低。因此，在生產(chǎn)過程控制中，最重要的是控制水灰比和坍落度在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。最終將C20以下的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差控制在小于3，C20～C40的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差控制在小于3.5，C45及以上的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差小于4。
3 標(biāo)準(zhǔn)試塊的制作與養(yǎng)護(hù)
試塊的制作與養(yǎng)護(hù)對(duì)強(qiáng)度也有很大的影響。成型試塊所用試模一定要符合要求，不得有變形或開裂。根據(jù)混凝土拌合物的稠度確定混凝土的成型方法。取樣量應(yīng)多于試驗(yàn)所需量的1.5倍，且不能小于20L，成型前要翻拌均勻。坍落度不大于70mm的混凝土宜用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)。振動(dòng)成型時(shí)將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時(shí)應(yīng)用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試?？?，振動(dòng)時(shí)試模不得有任何跳動(dòng)，振動(dòng)應(yīng)持續(xù)到表面出漿為止，不得過振。坍落度大于70mm的宜用搗棒人工搗實(shí)。成型時(shí)混凝土拌合物應(yīng)分兩層裝入模內(nèi)，每層的裝料厚度大致相等，插搗就應(yīng)按螺旋方向從邊緣向中心均勻進(jìn)行，每層插搗次數(shù)在10000mm2截面內(nèi)不得少于12次，插搗后應(yīng)用橡皮錘輕輕敲擊試模四周。試塊成型后靜置1～2天后拆模，在拆模和搬運(yùn)過程中應(yīng)輕拿輕放，防止缺棱掉角而影響受力面積。試塊拆模后立即放入溫度為20±2℃、相對(duì)濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。試塊應(yīng)放在支架上，彼此間隔10～20mm，試件表面應(yīng)保持潮濕，并不得被水直接沖淋。每天應(yīng)至少記錄2次溫、濕度值。取樣一定要有代表性，如果坍落度、砂率等與設(shè)計(jì)要求有較大偏差時(shí)應(yīng)舍棄重新取樣。
4 試塊的破型
成型的試塊到齡期后就要進(jìn)行試壓。試壓前要注意試件是否有破損，測(cè)量其受壓面的盡寸。根據(jù)試塊的強(qiáng)度等級(jí)選擇壓力機(jī)合適的量程（壓力峰值在壓力機(jī)量程的20%～80%之間），在試驗(yàn)過程中應(yīng)連續(xù)均勻地加荷?；炷翉?qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí)，加荷速度取每秒鐘0.3～0.5MPa；混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于等于C30小于C60時(shí)，加荷速度取每秒鐘0.5～0.8MPa；混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C60時(shí)，加荷速度取每秒鐘0.8～1.0MPa。當(dāng)試件接近破壞開始急劇變形時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門直至破壞。確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5 加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析
每月將各強(qiáng)度等級(jí)混凝土28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)匯總，了解各等級(jí)混凝土強(qiáng)度的最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析存在偏差的原因，并制定必要的措施進(jìn)行改善，并不斷提高混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定性。
6 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，提高混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中具有十分重要的作用和地位，一方面代表了一個(gè)公司的質(zhì)量控制水平，另一方面可以降低消耗。由此可見，必須加強(qiáng)對(duì)混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定性問題的重視，并通過一系列的方法和手段進(jìn)行嚴(yán)格的控制，為混凝土工程建設(shè)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以便取得更好的發(fā)展前景。
來源：基業(yè)長(zhǎng)青
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