混凝土硬化过程中,在一定范围内( ),混凝土强度越高。

混凝土硬化过程中,在一定范围内( ),混凝土强度越高。

A 、养护温度越高

B 、砂子粒径越大

C 、骨料弹性模量越大

D 、水灰比越小

参考答案:

【正确答案：C】

决定混凝土强度的主要因素有哪些

影响混凝土强度的因素 一、水泥的强度和水灰比 水泥的强度和水灰比是决定混凝土强度的最主要因素。水泥是混凝土中的胶结组分，其强度的大小直接影响混凝土的强度。在配合比相同的条件下，水泥的强度越高，混凝土强度也越高。当采用同一水泥（品种和强度相同）时，混凝土的强度主要决定于水灰比；在混凝土能充分密实的情况下，水灰比愈大，水泥石中的孔隙愈多，强度愈低，与骨料粘结力也愈小，混凝土的强度就愈低。反之水灰比愈小，混凝土的强度愈高。 混凝土的抗压强度与水灰比和水泥强度之间符合以下近似关系： fcu=αafce(C/W—αb)式中，C—每立方米混凝土中的水泥用量，kg； W—每立方米混凝土中的用水量，kg； fcu—混凝土 28d抗压强度，MPa； fce—水泥的实际强度，MPa； αa，αb—经验系数，与骨料品种等有关，其数值需通过试验求得， 通常取值如下：对于碎石：αa=0.46，αb=0.07。 对于卵石：αa=0.48，αb=0.33。 fce应通过试验确定。当无法取得水泥实际强度数值时，可采用下式估计： fce=γc·fce,k 式中，fce,k—水泥强度等级值，MPa； γc—水泥强度等级值的富余系数（一般取1.13）。 二、骨料的影响 骨料的表面状况影响水泥石与骨料的粘结，从而影响混凝土的强度。碎石表面粗糙，粘结力较大；卵石表面光滑，粘结力较小。因此在配合比相同的条件下，碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度高。骨料的最大粒径对混凝土的强度也有影响，骨料的最大粒径愈大，混凝土的强度愈小。 砂率越小，混凝土的抗压强度越高，反之混凝土的抗压强度越低。 三、外加剂和掺合料 在混凝土中掺入外加剂，可使混凝土获得早强和高强性能，混凝土中掺入早强剂，可显著提高早期强度；掺入减水剂可大幅度减少拌合用水量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得很高的28d强度。在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与骨料的界面粘结强度，提高混凝土的长期强度。因此在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料是制备高强和高性能混凝土必需的技术措施。 四、养护的温度和湿度 混凝土的硬化是水泥水化和凝结硬化的结果。养护温度对水泥的水化速度有显著的影响，养护温度高，水泥的初期水化速度快，混凝土早期强度高。湿度大能保证水泥正常水化所需水分，有利于强度的增长。 在20℃以下，养护温度越低，混凝土抗压强度越低，但在20℃~30℃范围内，养护温度对混凝土的抗压强度影响不大。 养护湿度越高，混凝土的抗压强度越高，反之混凝土的抗压强度越低。 五、龄期 混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而增长。最初的7～14d内，强度增长较快，28d以后增长缓慢，龄期延续很长，混凝土的强度仍有所增长。 温度对混凝土性能的影响混凝土的温度，决定于要本身储备的热能，由于混凝土温度与外界气温有差别，在混凝土与周围环境之间就会产生热交换，新拌混凝土热量变化情况，除了水泥的水化增加混凝土热量外，其余都属于混凝土与周围环境的热交换，当环境温度很低时，这种热交换会很快地降低混凝土的温度，对新搅拌混凝土而言，温度降低的快慢决定了水化程度的大小，换而言之，温度降低愈快强度的增长愈慢。当混凝土过早的受冻后，强度就不会再增长，尚在混凝土内部的游离水分也就愈高，结冰后的冻胀应力就愈大，混凝土就容易造成破坏，混凝土强度降低的原因，归纳起来有下列3个方面： ①、水结冰后体积增加9，混凝土内游离水分愈多，冻胀应力就愈大，冻胀了的体积在解冻后不会缩回去，而是保留了下来。因此新拌的混凝土受冻后孔隙度显著提。如果孔隙率增加至15。强度就会下降10。当冻胀应力大到了产生裂缝时，混凝土结构受到破坏，强度就不会在增加了。

②、在骨料周围，有一层水膜或水泥浆膜，在受冻后，其粘结力受到严重损害，解冻后也不能恢复，曾做过实验，如果粘结力完全丧失，强度将降低13。

③、在结冰与溶解过程中，会发生水份转移的现象，受冻时由于混凝土表面温度低，先结冰产生冻胀压力把水份挤向混凝土内部。溶解过程中外部先溶解内部应力大，又将水份向表面挤压，水份反向迁移，由于水份体积的反变化，使混凝土各组分的相对位置发生变化，这对强度还很低的新混凝土很容易造成结构性裂纹。在混凝土浇筑后的最初几个小时是危险性最大的时刻，混凝土的耐久性，可能被一两次冻融循环新严重损坏。通过观察发现只要使新拌混凝土还温一定时间，让混凝土达到一定的强度，就可以不怕冻害，由此引出受冻害的临界强度这一概念。临界强度的概念定义为：新拌混凝土在受冻后再回复还温养护，强度可继续增长，并达到设计标号95以上时，新需要的初时强度。达到临界强度时的混凝土已有相当一部分拌合水固定到已经形成的水化物中，此时不但可冻结的水量较少，混凝土本身已具有了一定强度，产生了一定的抗冻能力。目前临界强度的概念已为许多国家接受，并且在规范中使用。 实际上混凝土的冬季施工最主要解决的是以下两个问题。

①、是防止混凝土受冻。

②、提高混凝土强度，特别是早期强度。 混凝土坍落度损失的原因分析混凝土坍落度损失是一个普遍存在的问题。影响混凝上坍落度损失的原因是多方面的, 且这些因素相互关联。主要包括四个方面:一是水泥方面, 如水泥中的矿物成分种类、不同矿物成分的含量、碱含量的匹配, 细度、颗粒级配等二是化学外加剂方面, 如高效减水剂的化学成分、分子量、交联度、磺化程度、平衡离子浓度以及缓凝剂的种类、用量等三是环境条件, 如温度、湿度、运输时间等四是混凝土木身的水灰比大小、减水剂掺入时间次序、掺和料的品种及掺加比例。

1、水泥中矿物成分的种类及其含量的影响 水泥中的主要矿物成分是C3A,C4AF,C3S,C2S。不同矿物成分对减水剂的吸附作用大小不同。减水剂的主要作用是吸附在水泥矿物的表面, 降低分散体系中两相间的界面自由能。提高分散体系的稳定性。在相同条件下, 水泥成分中对减水剂的吸附性大小依次为C3A&gtC4AF&gtC3S&gtC2S。若水泥中C3A,C4AF 含量较大, 则大量减水剂被其吸附, 占水泥成分较多的C3S,C2S 就显得吸附量不足, 动电电位明显下降, 导致混凝土坍落度损失。这是造成掺减水剂的混凝土坍损的根木原因。所以水泥中C3A,C4AF 含量较高的混凝土坍落度损失较大, 反之较小。因此 如果要生产大流动度的高强混凝土, 而且要求坍落度损失较小, 宜优先选用C3A,C4AF 含量较低的水泥。

2、水泥中调凝剂的形态及掺加量的影响 水泥粉磨时加入石膏作为调凝剂是为了控制熟料中C3A 的水化速率, 调节水泥的凝结时间。水泥浆中的SO42- 主要来源是石膏,若石膏掺入量不足或当水泥中的水很少且水泥中的C3A, C4AF 含量较高、比表而积大时, SO42- 在水泥浆体中的溶出量很少, 就会造成水泥浆体流动性的损失。直接表现为坍落度损失过快。所以应寻求最佳的石膏掺量。水泥中C3A 含量越大、碱含量越大、水泥颗粒越细, 石膏的最佳掺量越大。石膏的最佳掺量还和水泥的早期水化温度有关。掺入不同形态的石膏对水泥水化过程的影响也是不同的。选择最佳的石膏掺量,且掺入的石膏形态搭配合理, 可有效地避免坍损, 从而配制出流动性好、坍落度损失小的混凝上。

3、水泥的细度大小, 颗粒级配的影响 在水泥水化过程中, 3- 30um 的熟料颗粒主要起强度增长作用, 而大于60um 的颗粒则对强度不起作用, 小于l0um 的颗粒主要起早强作用, 3um 以下的颗粒只起早强作用。小于l0um 的颗粒需水量大。流变性好的水泥l0um 以下颗粒应少于10%。颗粒越细, 细颗粒越多, 需水量越大, 早期强度越高, 这必将加剧坍损。

4、环境条件及化学外加剂和掺和料的影响 一般来讲, 环境温度越高, 水泥水化速度越快, 导致混凝土的坍落度损失越大。湿度越大, 混凝土对外失水相对较少, 有利于抑制坍落度损失。相同条件下, 强度越高, 水灰比越小的混凝土坍落度损失越大。同时 掺加需水量小的粉煤灰对于提高混凝土的耐久性, 对抑制坍落度损失有利。 施工现场混凝土试块强度不合格1、现象 出厂检验混凝土强度合格，施工现场交货检验强度不合格，经回弹法或取芯样复检，强度合格。

2、原因分析 （1）计量设备故障，坍落度失控，混凝土强度离散性大。

（2）施工现场取样、试块制作不规范。

（3）试块养护不良，炎热夏季试块脱水，冬季养护温度过低。

3、预防措施 （1）加强计量设备的保养，确保投料准确，控制出机混凝土混合物坍落度。

（2）施工现场取样应在搅拌运输车卸料过程中的1/4~3/4之间抽取，数量应满足混凝土质量检验项目所需用量的1.5倍，且不得少于0.02m3；人工插捣成型试块，应分两层装入试模，每层装料厚度大致相等，每层插捣次数应根据试件的截面而定，一般每100cm2截面积不少于12次。

（3）加强试块养护，标养试件成型后覆盖表面，以防水分蒸发、脱水，隔天拆模后，应放入温度为20±3℃、湿度为90%以上的标准养护室中养护。当无标养室时，混凝土试件可在温度为20±3℃的不流动水中养护，水的pH值不应小于7。

4、治理方法 采用回弹法或钻取芯样复试。

影响混凝土强度的重要因素是什么？

混凝土硬化后最基本的性能就是强度, 混凝土强度有抗

压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密

切的关系。由于它的测定方法比较简单, 同时在混凝土结构

中混凝土主要用来承受压力, 因此 混凝土的抗压强度就成

为评价其质量的最重要的一项指标。

通常所讲的混凝土标号是混凝土的特定抗压强度, 是设

计和施工时的强度指标。混凝土标号是按照标准方法试验测

定的。用边长为15 cm的立方体试件, 在标准条件( 温度为

20±3℃, 相对湿度90%以上) 下养护28天的抗压强度。影响

混凝土强度的因素较多, 但主要是混凝土的构成材料, 施工

中振捣密实强度及混凝土强度增长过程中的养护条件。混凝

土的组成材料包括水泥、集料( 粗、细骨料) 、水。

1 水灰比是决定混凝土强度的关键

水在混凝土中的掺量是决定混凝土强度的主要因素。通

常情况下, 满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。

普通混凝土常用的水灰比为0.4:0.65, 超过水化需要的水主要

是为了满足工作性的需要。超量的水在混凝土内部留下了孔

缝, 使混凝土强度、密度和各种耐久性都受到不利影响, 因

此, 水灰比是决定混凝土强度的关键。在配制混凝土时, 根

据所用的原料( 水泥和石子) , 按照公式: R=ARc ( C/W- B)

⋯⋯⋯⋯ ( 1- 1) 或W/C=ARc/( R+BRc) ⋯⋯⋯⋯ ( 1- 2) 计

算出混凝土的强度或水灰比。

由公式( 1- 1) 中可以看出, 当水泥标号( Rc) 为已知

时, 混凝土强度( R) 与灰水比( C/W, 为水灰比的倒数) 是

线性关系, 即灰水比越大( 水灰比越小) 混凝土强度越高,

灰水比越小( 水灰比越大) 强度越低。

在一般情况下, 集料的强度都高于混凝土强度, 甚至高

出几倍。因此 混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥

石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比, 所

以说水泥石质量决定于水灰比, 可从水在水泥浆体中的存在

形态加以分析。经研究证明, 水泥浆体中的水有四种形态:

( 1) 化合水, 水以原子形态参加晶格, 即水分子有序排

列于水化物晶格之内, 完全与水泥化合而形成新的物质。这

部分约占总量的20~25%。

( 2) 凝胶水, 存在于水化物凝胶中的水为凝胶所包围,

但不与水泥起水化反应。蒸发后在水泥石中留下凝胶孔。

( 3) 毛细水, 存在于毛细孔中的可蒸发水, 蒸发后留下

毛细孔。

( 4) 游离水, 对水泥浆体结构和性能完全属于多余的可

蒸发水, 因此 愈少愈好。但因为混凝土施工需要一定的和

易性, 故游离水不能完全避免。

以上4种存在于水泥浆体的水, 除了化合水外, 其余三种

形态的水, 都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉, 给

水泥石留下的是孔隙, 而任何固体的强度都与所含孔隙率大

小有关, 孔隙率越大强度越低, 孔隙率越小强度越高。所以

混凝土水灰比越大, 孔隙率越大, 强度越低, 水灰比越小,

孔隙率越小, 强度越高。

2 水泥对混凝土强度的影响

水泥标号对混凝土强度的作用是人们所熟知的, 同样配

合比, 水泥标号愈高, 混凝土强度愈高, 水泥标号愈低, 混

凝土强度愈低。

关于水泥用量对混凝土强度的影响, 一般认为“水泥越

多混凝土强度越高”。这个认识是不确切的: 一是没有前提。

这个前提应该是在水灰比不变的情况下。如果水灰比不同,

就无法谈高低问题。二是两者间关系不是永恒的。在水灰比

不变的情况下, 混凝土强度有随水泥用量增加而提高的可能。

但当水泥用量增加到某一极限量时, 混凝土强度不但没有提

高, 反而有下降的趋势。从水泥用量对水泥石孔隙的影响来

分析, 在某一水灰比时, 水泥用量如果恰在水泥全部水化限

度内, 则水泥石的孔隙率是最小的, 也就是水泥石强度是最

高的。如果水泥用量增加, 相应地水也要增加。所以 孔隙

率不会再减少, 相反地增加了水泥石在混凝土整个体积中的

比例。在混凝土中, 水泥石的强度远较集料强度低, 因此

过多的增加水泥不但不会提高混凝土的强度, 很可能要降低

强度, 同时还要浪费水泥, 这在技术上和经济上都是不可取的。

3 集料对混凝土强度的作用

集料本身强度一般都高于混凝土强度, 所以集料强度对

混凝土强度没不利影响。但是集料的一些物理性质, 特别是

集料的表面情况, 颗粒形状( 针片状) 等对混凝土强度有较

大的影响, 相对地讲, 对混凝土的抗拉强度影响更大一些。

集料品种对混凝土强度的影响, 又与水灰比有关。当水灰比

小于0.4, 用碎石制成的混凝土强度较卵石要高, 两者相差值

可达30%以上。随着水灰比的增大, 集料品种的影响减小,

当水灰比为0.65时, 用碎石和卵石制成的混凝土在强度上没

有差异。这是因为碎石表面粗糙, 卵石则表面光滑, 它们与

水泥石间的界面粘结强度不同所致。

粗集料的最大粒径对混凝土的用水量及水泥用量有一定

的影响。粒径大, 其比表面积越小, 因此用于湿润石子表面

的水得以减少, 可降低水灰比而提高混凝土强度, 或在保持

强度不变的情况下, 节省水泥。但当最大粒径超过40 mm以

后, 由于减少加水量获得强度的提高, 却被较小的粘结面及

大粒径石子造成混凝土的连续性的不利影响所抵消, 特别是

水泥用量多的混凝土更为明显。

石子最大粒径为40 mm时, 其混凝土强度最高。所以我

们在选用石子时, 不宜用大于40毫米粒径的石子, 太大的石

子不但强度较低, 且在施工中拌合捣实都不方便, 同时在结

构上也有限制。

集料中所含的有害物质, 如泥土、粉尘、有机物, 硫酸

盐等, 对混凝土强度都是有害的, 所以应尽量减少集料中的

有害物质。

4 振捣密实对混凝土强度的影响

振捣是配制混凝土的一个重要的工艺过程。振捣的目的

是施加某种外力, 抵消混凝土混合物的内聚力, 强制各种材

料互相贴近渗透, 排除空气, 使之形成均匀密实的混凝土构

件或构筑物, 以期达到最高的强度。

为获得密实的混凝土, 所使用的捣实方法有人工捣实和

机械振实两种。由于人工捣实弊端很多一般很少应用, 主要

是机械振实。

振速同振幅( A) 、振频( n) 的关系可用公式表示。

V=OC×A×n ( 1- 3)

振幅与振频: 由公式可见, 在已定振速的情况下, 振幅

大, 振频相应减小, 反之振频相应加大, 在一定临界振速时,

相应于每一振频都有一个临界振幅, 在这个临界振幅作用下,

可使混凝土得到最大的密实度。另外 振幅的大小还与混凝

土混合物颗粒尺寸大小及流动度有关。如果振幅过小, 难以

达到密实, 振幅过大则发生振动不和谐。呈紊乱状态, 这会

导致混凝土的分层现象。由此可见 只要振幅保持在一个适

当的范围之内, 振频对混凝土的密实起主要作用。

振动时间: 现在使用的振动器的振速、振幅、振频等参

数往往都是固定的, 所以应按照具有不同参数的振动器和混

凝土混合物的流动性及结构特性, 决定振动时间, 如果振动

时间太少, 则密实效果不会好, 相反, 振动时间过长, 会使

颗粒大的石子沉底, 上部多是水泥砂浆或水泥浆及浮水, 形

成离析现象, 造成上下不均匀, 降低混凝土强度。

5 养护的种类

所谓混凝土养护, 就是使混凝土在一定的温度、湿度条

件下, 保证凝结硬化的正常进行。有自然养护, 湿热养护,

干湿热养护, 电热养护和红外线养护等, 养护经历的时间称

为养护周期。

6 温度的影响

一般的规律是养护温度高, 水泥水化速度快, 混凝土早

期强度增长的快。这对加速施工进度、提高经济效益是十分

有利的。还应注意, 即早期养护温度超过某一个值时?养护温

度越高, 混凝土的后期强度衰退越多。养护温度高, 混凝土

早期( 1～3天) 强度高, 但养护温度在4～23℃之间的后期混凝

土强度都较养护温度在32～49℃之间的高。

如果是高温( 50～90℃) 蒸汽养护, 混凝土强度还因膨胀

而降低混凝士热胀作用主要是在升温中产生, 因此混凝土应

有一个较长的预养时间, 使得混凝土在常温下获得一定的结

构强度, 并适当的将升温速度减慢, 以尽可能减少热胀的破

坏作用。

当然 在负温度下养护混凝土, 由于水已结冰, 水泥水

化也就停止了, 如不采取升温措施, 混凝土不但获不到强度,

还会使混凝土冻结, 转正温后强度也是很低的, 甚至酥松崩

溃。

混凝土浇捣成型后立即受冻, 其强度损失为50%以上,

如果转正温养护后, 又未使混凝土保持一定的湿度, 情况更

加严重, 混凝土将变为酥松体, 直至崩溃。所以在冬季施工,

禁止混凝土立即受冻, 必须在获得规定强度后, 才允许受冻,

同时转正温后, 应加强浇水养护。对混凝土自身的质量而言,

其养护温度在15~25℃最好。

加强对影响混凝土强度因素的研究, 对于提高现场的施

土质量有着重大的现实作用