混凝土质量的影响因素分析

徐雅丽

(郑州工业应用技术学院,河南 新郑 451150)

混凝土结构常常被应用于土木工程施工中,具有结构性能好、施工简单、造价低等明显优点,但是混凝土是由水泥、外加剂、砂、粗细集料等拌合而成,因此,在施工过程中混凝土质量极易受到环境、人工、材料以及配合比等多方因素的影响。下面就对影响混凝土结构质量的因素一一进行分析。

1 水灰的比例

高强度的混凝土应当根据实验资料进行配比调和。如果按照普通的方法进行调和,混凝土的结构质量将会大打折扣,从而达不到预期的效果。然后按照实验的数据计算出最优的比例,以最优的比例作为一个参照,其它配合比的水灰比应该在最优水灰比很小的范围内浮动,数据大概是0.02-0.03[1]。如果比例得当,那么混凝土的结构质量将会大大提高。所以,水灰比是影响其中一个很重要的因素。

2 用水量

水是混凝土形成的必备条件,适当的用水量可以提升混凝土质量,同时也对其性能起着至关重要的作用。水泥用量一定时,水的用量较少,混凝土拌合物较为干涩,减少了混凝土的塌落度,会使得混凝土凝结后表面形成很多孔洞,影响建筑物的美观,为建筑物埋下了安全隐患,减少了建筑物的使用寿命。如果用水量多的话,会造成拌合物渗水、分崩离析、粘底和易性不佳等情况,使用寿命同样会大大缩短,混凝土质量和强度大大降低。所以,较为适宜的用水量会影响混凝土结构的质量。在我国,搅拌混凝土用水一般是以水泵为工具,以秒为单位。这种用水方法往往不好掌控,还有气候等因素的影响,会使水的温度发生变化,所以混凝土的质量也飘忽不定[3]。而大部分情况下,为了避免这个因素的影响,在实际施工中,施工人员往往会根据实际情况进行调整。

3 水泥

水泥是一种粉状硬性无机胶凝材料,加水搅拌后会形成浆体,暴露在空气中会硬化,但是在水中可以更好的硬化,在硬化过程中会把砂石等的物质凝结在一起,从而提高水泥的质量。水泥有很多种分类,按照用途分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥；按照主要水硬性物质可分为：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、以火山灰或潜在水硬性材料及其它活性材料为主要成分的水泥；按照主要技术特性分为：水硬性、水化热、抗硫酸盐性、膨胀性、耐高温性。水泥的凝结和硬化的原理方程式为：①3CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O(凝胶)+Ca(OH)2；②2CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O(凝胶)+Ca(OH)2；③3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O(水化铝酸钙,不稳定)；3CaO·Al2O3+3CaSO4·2H2O+26H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(钙矾石,三硫型水化铝酸钙)；3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2〔3CaO·Al2O3〕+4H2O→〔3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O〕(单硫型水化铝酸钙)；④4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O。

现在有了水泥的各种分类和原理方程式,施工过程中最主要的就是按照建筑的用途选择适合的水泥,水泥合适了,混凝土的质量在水泥方面的质量就有了保障。水泥的强度和混凝土的强度成正比,水泥的强度越大,它与骨料之间的黏连度就越高,混凝土的强度就越高。水泥的强度越低,它与骨料的黏连度就越低,混凝土的强度也就越低,混凝土的质量也就越低。水泥完全水化的理论上的需水量约是水泥的23%左右。

4 集料

4.1 细集料

细集料包括表观密度、堆积密度、孔隙率等。细集料中含有很多的物质,也有很多的分类,其中,河砂的品质最好。但是,不论我们在施工过程中使用何种砂子,有害物质的含量均不能超过标准。云母做为砂中的有害物质,光滑的表面会降低摩擦,与水泥的结合不牢固,降低了混凝土的强度[2]。硫酸盐以及硫化物具有酸碱性,含量超标会对建筑物有侵袭作用。所以,在设计以及施工中都应该根据情况选择相应的水泥。砂的级配对混凝土质量的影响也有着决定性的作用。砂的粗细程度和颗粒的大小是评定砂质量的两项重要的指标。砂从粗细的角度可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂等几种。在用砂量不变的情况下,越粗的砂的表面积越小,所粘的水泥的量越小,也就越节省建筑成本。相反地,如果所用砂的直径越小,也就是砂子越细,其总的表面积就越大,所粘的水泥的量也就相应的变多了。所以,如果从经济的角度考虑,可以选择直径较大的砂子。但是如果砂子的直径过大,混凝土的拌合物就会容易离析、渗水,影响混凝土的强度。过粗过细的砂子都会产生不好的影响,因而,在实际操作中人们经常会选择中砂来保障混凝土的强度和质量。

4.2 粗集料

在混合料中,粗集料是指颗粒直径大于2.36mm以上的碎石、破碎的砾石、筛选砾石和矿渣等。在水泥混凝土中,粗集料是指颗粒直径大于4.75mm的碎石砾石和破碎砾石。粗集料有卵石和碎石两种。卵石是表面光滑的孔隙率和表面积较小,所以总的表面积就大,相应的,所用的水泥的量就大,水泥和卵石的黏连性就降低了。从上面的分析中不难看出,不管从经济的角度还是从混凝土质量的角度来看,卵石都不是最优的选择。再来看碎石,碎石的表面因断面不规则,所以表面比卵石要粗糙很多,棱角也比较多,孔隙率和表面积也较大,因摩擦力较大,碎石和水泥的结合也比较结实,水泥的总量也比较少,可以节省水泥的成本。但是在实际的操作中,因存在很多的未知因素以及现实因素,所以选择哪种粗集料还需根据具体情况来定。粗集料中也含有很多的有害杂质,如云母、沙土、泥石等。有些化学物质,会在搅拌过程中发生某些化学反应[4],从而影响混凝土的强度,降低其实用性。在实际操作中,应该严格把控有害物质的含量,只有检测合格的粗集料,才能进场投入使用。

5 其它因素

5.1 施工条件

施工条件的好与坏直接影响了混凝土的最终质量。在施工过程中必须把各种材料搅拌均匀,浇筑之后必须用力的压制,捣固,使各种材料紧密粘合在一起,然后施工人员在后期细心的养护,才能使混凝土的强度在预期的效果之内甚至超过预期。做到这些条件必备的是要有先进的设备,比如先进的搅拌机等大型机械。还有就是施工人员的技术以及责任心,只有施工人员认真负责的做好自己的工作,才会减少人为等外在因素对于混凝土最终质量的影响。除了这些可控的施工条件对混凝土的影响外,还有不可控的因素,比如说天气,良好的气候条件可以给水泥、砂砾等的固体材料在与水发生化学反应时提供更加优越的环境,可以使水泥和骨料更好的粘合,从而提高混凝土的质量。

5.2 养护条件

为了保证水泥后期水化的正常进行,施工人员应当对已成型的混凝土在一定的条件下进行养护,也包括养护温度,这样才能获得良好的混凝土。空气的湿度也是一个保障水泥水化的一个重要的条件。如果空气中的湿度是在适当的范围内,水泥就可以正常的水化,使混凝土的强度也在正常的范围内。如果自然条件达不到,也就是空气的湿度不足,可以进行人为地补水,可以在混凝土的表面洒水来养护混凝土。温度也是一个很重要的因素。如果温度过高,混凝土内的水分就会有部分蒸发掉,可以通过向空中洒水降低温度增加湿度的方法来养护混凝土。但是在初期养护期间,混凝土的温度不能过低,这也会影响混凝土的质量。

[1]游君.建筑工程中混凝土施工质量控制措施探微[J].中国房地产业,2017(05)．

[2]刘红仙.建筑工程中混凝土结构耐久性的影响因素与控制要点分析[J].建筑建材装饰,2017(16)．

[3]张波,丰春,徐熙禄.影响混凝土质量的原因分析与控制措施[J].商品混凝土,2017(05)．

[4]杨瑞.建筑混凝土质量的影响因素及检测方法初探[J].江西建材.2014(22)．