谈对混凝土强度的分析

王彩莲

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045008)

1 某混凝土工程的强度状况

以某混凝土工程为例，该段施工C30P8 等级的混凝土，但施工期间发现混凝土抗渗等级偏低，并且伴随存在严重渗水现象。其中混凝土结构体积稳定性的保持，原则上需要具备足够的抗变形能力，但本工程的实际施工，所使用混凝土在物理作用或者化学作用条件下，其体积不稳定，抗渗性、耐久性都偏低，其中主材料为水泥、砂、石骨料、外加剂、掺合料、水等，部分材料质量不过关，使得混凝土浇筑后极容易开裂，譬如石骨料表面附带太多泥粉，将弱化与水泥砂浆的粘结能力，浇筑后混凝土结构界面结构抗拉强度不高，另外在外界因素作用下，开裂的可能性更高。再如外加剂掺入量太大，则混凝土初期干缩值会随着增加，早期养护条件不佳时，容易诱发膨胀裂缝。与此同时本工程混凝土夏季施工时，现场施工人员没有考虑到混凝土和易性与流动性较差的问题，而掺入大量水，使得混凝土强度降低，另外预留孔洞时没有加强钢筋、结构位置模板支撑不当、混凝土养护管理不严格、现浇混凝土时未能处理好接头位置、混凝土振捣方式不当等，均可能诱发施工裂缝。

2 案例工程混凝土强度提升的技术建议

围绕案例工程混凝土强度现状分析结果，从正面可看出该工程混凝土强度提高的必要性。

2.1 材料控制技术

本工程混凝土施工，参照《混凝土耐久性设计规范》相关要求，将工程混凝土设计使用年限定为100年，期间工程混凝土施工所处的施工环境有一般环境、氯化物环境、化学腐蚀环境，其中不同的环境，对其强度等级、最大水胶比、钢筋保护层厚度，均有差异性的参数标准。具体如下:

1)一般环境。

混凝土强度等级C30，C35，C40，C45;最大水胶比0.55;混凝土钢筋保护层厚度25 mm。

2)氯化物环境。

混凝土强度等级C45，C50，C55;最大水胶比0.4;混凝土钢筋保护层厚度45 mm。

3)化学腐蚀环境。

混凝土强度等级C45，C50，C55;最大水胶比0.36;混凝土钢筋混凝土保护层厚50 mm。

至于本工程关键部位混凝土的材料等级，应考虑相应功能作用。

本工程其混凝土材料标准应定为:最大水灰比0.45、最小水泥用量300 kg/m3、最低混凝土强度等级C45、最大气体含量占水泥0.1%、最大碱含量3 kg/m3。

除此之外，本工程施工环境中，存在大量气体，这是需克服混凝土耐久性障碍的关键性环境。本工程以40 m 作为单位检测距离，并且每个单位距离检查的纵向受力钢筋检查数量至少为6 根，基本确定混凝土的偏差允许值在-5 mm～+8 mm 范围内，合格率达到99%。在混凝土扩散体系中，气体是衡量混凝土扩散性的重要参数，气体以扩散、渗透、吸附等方式，入侵至混凝土中。笔者认为不同体系胶凝材料与混凝土氯气体扩散系数成反比关系，要求在控制材料质量时，拟定胶凝材料用量的增加，以便填充密实骨料之间的空隙和提高碱性，并促使粉煤灰和火山灰等发生效应，最终提高混凝土的抗渗强度水平。

2.2 配合比控制技术

在把关混凝土材料质量的基础上，搅拌站配合比控制，同样是混凝土强度提高的关键层面。针对本工程混凝土的强度要求，笔者对工程搅拌站各种材料的配合比进行如下设计:

1)水泥:本工程使用P.C42.5 硅酸盐水泥，配合比设计时，分别将水泥比表面积、含碱量、总含碱量、游离氧化钙、水溶性气体含量控制在350 m2/kg～400 m2/kg，0.6%～0.75%，3 kg/m3，1.5%，0.04%范围内。

2)磨细矿粉:本工程使用S95 级矿粉，配合比设计时，分别将其比表面积、三氧化硫含量、水溶性气体含量、可溶性碱含量控制在350 m2/kg～450 m2/kg，3%，0.02%，0.45%范围内。

3)粉煤灰:本工程使用Ⅰ级粉煤灰，配合比设计时分别将其细度、烧失量、需水量、三氧化硫含量、水溶性气体含量、可溶性碱含量控制在12%，4%，95%，3%，0.02%，0.3%范围内。

4)砂:本工程选用细度模数2.7 的河砂，配合比设计时，分别将含泥量、轻物质含量、水溶性气体含量控制在2%，1%，0.01%范围内，并确保砂材料中没有任何碱活性物质。

5)石子:本工程选用平均连续级配5 mm～31.5 mm 的碎石，其堆积密度在1 450 kg/m3之上，在配合比设计时，分别将吸水率、空隙率、压碎指标、针片状颗粒含量、含泥量、水溶性气体含量控制在2%，42%，7%，5%，1.5%，0.01%范围内，同时确保材料中没有任何碱活性物质。

6)其他材料:除了以上的材料，包括水、减水剂、高性能矿物外加剂等，同样需要在配合比设计时，控制相应物质的含量，其中水的气体含量、硫酸盐含量分别控制在200 mg/L，0.22%范围内;减水剂的水溶性气体含量控制在0.2%范围内;高性能矿物质外加剂的三氧化硫含硫量、水溶性气体含量、可溶性碱含量，分别控制在3%，0.02%，0.45%范围内。

根据以上指标进行混凝土配合比控制，在正式施工之前试配，基本可测量混凝土的强度指标达标，其中包括混凝土的工作性能、强度、抗渗性、抗裂性等，均符合本工程的施工标准。

2.3 施工控制技术

混凝土施工时，水泥强度、水灰比、龄期、温度是保证混凝土强度的关键性因素，在施工期间可借助以下的控制技术:

1)水泥强度和水灰比。

混凝土的强度水平，与所使用水泥强度成正比关系。一般情况下，水灰比不变时，使用高标号的水泥，混凝土的抗压强度水平会得以提升，因此在混凝土施工时，需要选择合适的水泥标号，但我们不能够以增加水泥用量的方法，来提高混凝土的强度水平，这是混凝土施工的常见误区。当水泥强度保持不变时，水灰比增大，混凝土的强度水平也会随着加大，这说明控制混凝土的强度水平，不仅要保证水泥强度的合适，而且还要调整好水灰比，这是混凝土施工时不可忽视的重要因素。

2)龄期。

混凝土施工后，科学的养护工作，需要确保龄期的合理。实践证明，混凝土的强度水平与其龄期有关，当后者增加时，前者必然得以提升。就本工程的实际情况，混凝土在7 d～14 d 内，强度提升速度最快，在28 d 后，基本处于缓慢状态，因此混凝土的养护工作，需在7 d～14 d 完成，方可保证混凝土强度的达标。

3)温度。

混凝土需要在一定的温度下养护，才有利于其强度的保证，本工程的混凝土养护适宜温度，在18 ℃～23 ℃之间，而且温度越高，其强度水平提升速度越快。按照该标准做好温度控制工作，实践证明混凝土基本能达到预期强度标准，但具体的适宜温度，不同工程还要进行因地制宜地界定。

3 结语

当前很多建筑工程忽视了混凝土强度水平的控制，以致投入施工混凝土的抗渗性、抗冻性、碱骨料反应、抗碳化性等性能不佳，为提高工程施工中混凝土的强度水平，文章将以某混凝土工程为例，通过研究，基本明确了混凝土强度水平提高的方法，其他工程应用时，还需要根据具体工程的实际情况，予以灵活参考借鉴。

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