浅谈影响混凝土强度的主要因素

第３７卷第２６期　２　０　１　１年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏｌ｜３７　Ｎｏ．２６　Ｓｅｐ．　２０１１　・ｌ３５・　

・建筑材料及应用・　

文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）２６－０１３５—０３　

浅谈影响混凝土强度的主要因素　

刘　强　

摘要：简要介绍了混凝土的组成，结合混凝土裂缝形成机理，分别探讨了水泥强度等级、水灰比、骨料、养护温度、龄期　

等因素对混凝土强度的影响，以期指导实践，保证混凝土质量。　

关键词：混凝土，强度，水灰比，龄期　

中图分类号：ＴＵ５２８．０６　文献标识码：Ａ　

１　混凝土　

混凝土是由胶凝材料，水，粗、细骨料，必要时掺人一定数量　

的化学外加剂和矿物混合材料，按适当的比例配置，经均匀搅拌，　

密实成型和养护、硬化而成的人造石材。　

混凝土作为目前使用最广泛的结构材料之一，它的生产供应　

是一个连续过程，但混凝土又是一种成品后不能马上被后续检验　工作完全证实是否合格而要立即浇筑使用的产品。在它的生产　

过程中常受不同方面因素影响，均会使生产出的混凝土质量产生　

变异。我国正处于基础设施建设的高峰期，如果在生产过程中对　

质量不够重视，将会带来巨大代价。　

２影响混凝土强度的主要因素　

硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，化学收缩和物理收　

减少温差。ｂ．浇筑混凝土前应充分湿润模板，防止混凝土表面水　用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，未贯穿、深度未达到钢　

分被模板吸收且得不到补充，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。　筋表面的裂缝，不漏水或开裂已经稳定的裂缝。表面贴补法（土　Ｃ．尽量避免混凝土因水分散失而引起的体积收缩变形，混凝土中　工模或其他防水片）适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定　

的水和周围的空气处于某一平衡状态，如果周围介质空气的状态　具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。　

发生变化，如温度降低或温度升高，混凝土就会发生干燥收缩。　２）填充法。用修补材料（一般使用环氧树脂）直接填充裂缝，　

特别是坍落度大的混凝土含水率就大，易引起失水收缩产生裂　常常用来修补较宽的裂缝（ｔ＞０．４＿ｍｍ）。当宽度小于０．４　ｍｍ且　

缝。ｄ．避免模板拆除过早，地下室墙体表面积较大，过早拆模容　深度较浅的裂缝；或是裂缝中有杂物，用灌浆法很难达到效果的裂　

易导致表面水分丧失过快和降温过快。模板在混凝土终凝后一　缝，以及个别裂缝的简易处理可采取开Ｖ形槽，然后作填充处理。　

定的时间内可以起到很好的保温保湿的作用，适当延长拆模时　３）灌浆法。分高压注入和低压注入两种方式，此法应用范围　

间，有利于混凝土的强度和裂缝的控制。有些地区习惯浇灌混凝　广，对混凝土的细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。　

土后２４　ｈ就拆模并进行浇水养护，这种做法不仅达不到保温作４）加固补强法。加固补强法与一般的裂缝处理不一样，要求　

用，而且浇水导致更大的温差，更不利于裂缝的控制，应当建议拆　恢复建筑物因裂缝而导致承载力降低的情况，除封闭裂缝外还对　

模时间延长至７　ｄ。ｅ．加强混凝土的养护工作，养护工作应尽早　结构进行加强，应有详细的施工设计、措施，采取恰当的方法进行　

进行，并适当延长，但不宜过早采取松模浇水的做法，以免加剧温　处理，包括粘钢法、预应力法、断面补强法等。　

差。在可能的情况下全面覆盖塑料薄膜，保持养护期混凝土表面　５　结语　＾厶ｈａｔ　０日　媚　通过上述分析我们可以知道，虽然地下室钢筋混凝土外墙产　４　裂缝的处理　生收缩裂缝是工程通病，但是在施工前根据工程的具体情况，制　

对于裂缝的处理应首先确认裂缝性质，对裂缝的出现时间、　定预防措施，精心组织施工，是可以有效预防裂缝产生的；即使产　发展情况、位置以及裂缝的长度、宽度、深度、数量等应有详细认　生了裂缝也是能补救的，可以选择合适的处理方案修补裂缝，以　

真的记录，在裂缝稳定的情况下再进行处理。对于地下室裂缝的　避免对建筑物的观感及使用产生影响。　

处理宜优先在迎水面进行处理，在防水施工前做好防水加强层及　参考文献：　空铺处理。在工程实践中，对于一般的收缩裂缝，以下几种处理　［１］ＧＢ　５００１０—２００２，混凝土结构设计规范［Ｓ］．　

方法可以取得较好的效果：　［２］　王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　

１）表面处理法。包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适　社，１９９７．　

Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　

ａｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂａｓｅｍｅｎｔ　ｅｘｔｅｒｉｏｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ　

ＤＩＮＧ　Ｋａｉ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｃａｕｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｂａｓｅｍｅｎｔ　ｅｘｔｅｒｉｏｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ，ａｎｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｓ　ｓｏｍｅ　ｍａｔｕｒｅ　

ｒｅｓｃｕｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｓｔ　ｒｅｓｃｕｉｎｇ，ｂａｓｅｍｅｎｔ　ｃｒａｃｋｓ　ａｒｅ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏＵｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｒａｃｋｓ，ｃａｕｓｅｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　

收稿Ｅｔ期：２０１１－０５－１３　作者简介：刘　强（１９７７一），男，工程师，黑山县建设工程质量检测中心，辽宁黑山

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缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布不均　

匀的拉应力，导致界面上形成许多微细的裂缝。另外，由于混凝　

土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料所阻止，因而聚　

集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受　

力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形　

成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而破坏。强度试验也　

证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的界面发生破　

坏。混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度，　

而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，　

此外，混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响…。　

１）水泥强度等级与水灰比。水泥强度等级和水灰比是决定　

混凝土强度最主要的因素，也是决定因素。水泥是混凝土中的活　

性成分，在水灰比不变时水泥强度等级越高，硬化水泥石的强度　

越大，对骨料的胶结力就越强，配制成的混凝土强度就越高。在　

水泥强度等级相同的条件下，混凝土的强度主要取决于水灰比。　

因而理论上讲，水泥水化时所需的结合水，一般只占２３％左右，但　

在拌制混凝土拌合物时，需要多加一些水，如常用的塑性混凝土，　

其水灰比在０．４～０．８之间　Ｊ。当混凝土硬化后，多余的水分就　

残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵　

抗荷载的有效界面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，　

在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小水泥石的强度愈高，　

与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过小，　

拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣　

密实，出现较多的蜂窝、孔洞，反而导致混凝土强度严重下降。　

２）骨料。当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密　

实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土的骨料中有害　

杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。由于碎石　表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间机械粘结力，所以　

在原材料坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石的　

强度要高。骨料的强度影响混凝土的强度，一般骨料强度愈高，　

所配制的混凝土强度愈高，这在低水灰比和配置高强混凝土时，　

特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体形　

为好，若含有较多扁平或细长颗粒，会增加混凝土的空隙率，扩大　

混凝土中骨料的表面积，增加混凝土的薄弱环节，导致混凝土强　

度下降　。　

３）养护温度及湿度。混凝土强度是一个逐渐发展的过程，其　

发展的程度和速度取决于水泥的水化状况，而温度和湿度是影响　

水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土成型后，必须在　

一定时间内保持适当的温度和湿度，以使水泥充分水化，这就是　

混凝土的养护。养护温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度的发　

展也快；反之，在低温下混凝土强度发展迟缓，如图１所示。当温度　

降至冰点以下时，则由于混凝土中的水分大部分结冰，不但水泥停　止水化，强度停止发展，而且由于混凝土孔隙中的水结冰，产生体积　

膨胀（约９％），而对孑Ｌ壁产生相当大的压应力（可达１００　ＭＰａ），从　

而使硬化中的混凝土结构遭到破坏，导致混凝土已获得的强度受　

到损失。同时混凝土早期强度低，更容易冻坏　Ｊ。水是水泥水化　反应的必要条件，只有周围环境适度适当，水泥水化反应才能不　

断的顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，水　

泥水化反应不能正常进行，甚至停止水化，会严重降低混凝土强　

度。图２为潮湿养护对混凝土强度的影响。水泥水化不充分，还　

会促使混凝土结构疏松，形成干缩裂缝，增大渗水性，从而影响混凝　

土的耐久性。为此，施工规范规定，在混凝土浇筑完毕后，应在１２　ｈ　

内进行覆盖，以防止水分蒸发。夏季施工的混凝土，要特别注意浇　水保湿。使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣水泥时，浇水保　

湿应不少于７　ｄ；使用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中掺入缓　凝型外加剂或混凝土有抗渗要求时，保湿养护应不少于１４　ｄ　Ｅ　。　

１６０　１４０１　辩　

篙６０　４０　被２０　０　蚕　

誉　端　

龄期／ｄ　图１不同养护温度下混凝土强度变化曲线　

龄期／ｄ　图２潮湿养护对混凝土强度的影响　

４）龄期。龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。　

在正常养护条件下，混凝土的强度将随龄期的增长而不断发展，　

最初７　ｄ～１４　ｄ内强度发展较快，以后逐渐缓慢，２８　ｄ达到设计强　

度。２８　ｄ后强度仍在发展，其增长过程可延续数十年之久。混凝　

土强度与龄期的关系从图２也可看出。在标准养护条件下，普通　

水泥制成的混凝土，其强度的发展大致与其龄期的常用对数成正　

比关系（龄期不少于３　ｄ）：　。：ｌｇｎ／ｌｇ２８。其中　为ｎ　ｄ龄期　

混凝土的抗压强度，ＭＰａ　。为２８　ｄ龄期混凝土的抗压强度，ＭＰａ；　

ｎ为养护龄期，ｄ。根据上式，可以由所测混凝土的早期强度，估算　

其２８　ｄ龄期的强度。或者，可由混凝土的２８　ｄ前混凝土达到某　

一强度需要养护的天数，如确定混凝土拆模、构件起吊、放松预应　

力钢筋、制品养护、出场等日期。但由于影响强度的因素很多，故　

按此式计算的结果只能作为参考。　

表１　混凝土试件不同尺寸的强度换算系数　

骨料最大粒径／ｍｍ　试件尺寸／ｍｍ　换算系数　３１．５　１００×ｌ００×１００　０．９５　４０　１５０×１５０×１５０　１　６０　２００×２ｏ０×２ｏｏ　１．Ｏ５　

５）试验条件对混凝土强度测定值的影响。试验条件是指试　

件的尺寸、形状、表面状态及加荷速度。试验条件不同，会影响混