大学毕业论文-—论混凝土强度的因素.doc

西南科技大学毕业设计（论文）题目名称： 论影响混凝土强度的因素 年 级： 层次： 本科学生学号： 指导教师： 学生姓名： 崔讲 技术职称： 学生专业： 建筑工程技术 学习中心名称： 西南科技大学制摘 要混凝土是以胶凝材料按适当比例配合，经搅拌、成型和硬化而成的。其强度受诸多因素的影响. 随着城市化进程的不断加快，混凝土的应用越来越广泛，在房屋，铁路、桥梁的修筑中都离不开混凝土的使用，所以混凝土对社会主义现代化建设有着举足轻重的作用。再加上混凝土具有材料来源广泛，便于施工、经久耐用等特点，预计21世纪混凝土仍是主要的建筑材料。混凝土强度是混凝土最重要的力学性能。通常用强度来控制混凝土的质量和评价各种因素影响程度的指标。本文通过从原材料外加参合剂、水泥、水灰比、粗细集料、龄期、养护湿度和温度、混凝土施工工艺、混凝土施工技术等几方面简要阐述和分析影响混凝土强度的几个主要因素。关键词：混凝土强度 水灰比 水泥AbstractConcrete is cementing material according to the proper proportion coordination, classics agitate, forming and hardening and become. Its strength is influenced by a number of factors. With the accelerating urbanization, concrete is widely used in building, railway, bridge construction in all cannot leave the concrete use, so the concrete construction of socialist modernization has a pivotal role. Combined with concrete has wide range of materials, easy construction, durable wait for a characteristic, the 21st century concrete is still a major building materials. Concrete strength is one of the most important mechanical properties of concrete. Usually use strength to control the quality of concrete and evaluation of various factors influence degree of index. This paper from the raw material and ginseng add up to agent, cement, water cement ratio, degree of finish is aggregate, age, curing the humidity and temperature, concrete construction technology, construction technology of concrete fromthe aspects of the paper briefly and analyzed the concrete strength of several main factors. 目 录引言. 1一 原材料外加剂参合剂对混凝土强度的影响.2二 水泥对混凝土强度的影响.3三 水灰比对混凝土强度的影响.4四 粗细集料对混凝土强度的影响.5五 龄期对混凝土强度的影响.6六 养护温度和湿度对混凝土强度的影响.7七 混凝土施工工艺对强度的影响.8八 混凝土施工技术对强度的影响.9参考文献.10致 谢.11引 言改革开放30年，我国社会主义经济建设突飞猛进，建筑业的发展也十分迅速，取得了长足发展，其中有很多项目领域已达到世界先进水平。例如，已建成的杭州湾跨海大桥，大桥采用了预应力混凝土、全长36公里，是目前世界上最长的跨海大桥。在这些建筑中，混凝土在结构的安全性、耐腐性、耐久性等方面起重要的作用。因此，研究高强高耐久性的混凝土已经成为混凝土的新方向。所以我们要了解影响混凝土性能的常见因素，这是提高混凝土性能的基础也是必要条件。 1论影响混凝土强度的因素 崔 讲 建筑工程技术高起专 2011春 一、 原材料外加参合剂对混凝土强度的影响1.混凝土的组成材料混凝土是由水泥、水、天然砂和石子组成的，砂和石子在混凝土中起骨架作用。水泥和水形成水泥浆，包裹在沙粒表面并填充沙粒间的空隙而形成水泥砂浆，水泥砂浆又填充石子间的空隙，并包裹石子颗粒便形成混凝土。在混凝土的组成中骨料一般占混凝土体积的70%80%；水泥占20%30%,并且还含有少量的空气。2.混凝土的外加剂混凝土的外加剂是指在混凝土拌和物中，掺入量不大的、能显著改善混凝土的性能（如改善和易性，提高强度、抗冻性和抗渗性等）的物质。其掺量一般不大于水泥质量的5%。由于外加剂对混凝土性能的改善，因此，外加剂逐渐成为混凝土占的第五种成分。混凝土外加剂按功能可分为如下四类：（1）.改善混凝土拌合物和易性性的外加剂：减水剂、泵送剂、引气剂等 （2）.调节凝结硬化时间和硬化时间的外加剂：缓凝剂、早强剂、速凝剂等 (3）.改善耐久性的外加剂：阻锈剂、防水剂、引气剂等 (4). 提高混凝土特殊性能的外加剂：养护剂、加气剂、着色剂、膨胀剂、防冻剂等其对混凝土的强度影响主要通过以下几种方式：降低水灰比，如减水剂；使混凝土空隙率增加，使其强度降低，如加气剂、泡沫剂等；调节水泥硬化时间，影响混凝土获得强度的速率，但对最终强度无明显影响，如缓凝剂、促凝剂、早强剂等。因此随着混凝土工程技术的发展，掺合料的性质，直接或间接影响混凝土的强度、变形、抗渗性等。2二、 水泥对混凝土强度的影响水泥是最常用的建筑材料之一,适用于构筑各种建筑物，它为人类发展作出了不可磨灭的贡献。然而，水泥强度和混凝土的强度关系，并非所有人都了解。下面就简要阐述一下这二者之间的关系。首先，水泥品种的选择是根据工程的要求来确定的，而水泥强度等级的选择是根据混泥土强度来确定的。混凝土抗压强度与混凝土使用的水泥强度成正比，在配合比相同的情况下，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。其次，混凝土强度的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度及后期强度，而且这些影响贯穿于混凝土中。用早期强度较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，反之则较低。在配合比相同的情况下，水泥强度与混凝土抗压强度成正比，所使用的水泥强度越高，制成的混凝土强度越高。水泥在使用前，必须有生产厂家的合格证，在单位工程使用水泥之前并且还应做强度、凝结时间、安定性等常规的检验，带一切指标检验合格才可使用。必要时还应该检验稠度、水化和细度等。其中，安定性要求用沸煮法检验必须合格；凝结时间初凝大于45分钟，终凝小于12小时；细度要求用0.08mm方孔筛筛余小于12%。经检验如已使用不合格的有关标准规定的水泥时应查清该批水泥的使用情况，并根据水泥质量确定处理方案，否则将会给混凝土强度带来一定的影响。最后，水泥质量的波动对混凝土强度的影响,也应引起我们的注意，不同品种的水泥要分别堆放，不得混合使用。体积较大的混凝土尽量选用低、中热水泥，降低水化热。特别强调在钢筋混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。否则也将会给混凝土强度带来一定的影响。总之，水泥是混凝土最重要的组分之一，其物理和化学特性对混凝土性能及其强度有着重大的影响，因此在我们工程施工过程中一定要注意水泥的用量及其特性。3三 水灰比对混凝土强度的影响水灰比就是水与胶凝材料（水泥、粉煤灰）的重量比例。通过大量的研究和实验证明，在材料条件相同的情况下，混凝土强度随水灰比的增大而下降，也可以说水灰比也与混凝土强度成正比，即水灰比越小，混凝土强度越高；水灰比越大，混凝土强度越底。还可以说混凝土强度cu是水泥强度c 和水灰比W/C 的函数cu=（c ，W/C）。另外水灰比和混凝土密实的程度，都对混泥土的强度有着重要的影响，水灰比与孔隙率关系也是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间的孔隙率，在通常情况下，水泥在水化过程中的孔隙率取决于它的水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土的强度都有影响，振捣密实的混凝土空隙率由水灰比所确定。在振捣密实的混凝土条件下，水灰比对混凝土强度的影响主要表现在水泥石的空隙率上，当混凝土拌合物充分捣实时，混凝土强度随水灰比的降低而提高，水灰比越小，混凝土强度越高。也就是说水灰比越大，混凝土中的孔隙率就越多，孔隙率越多，从而就减小了混凝土的受力面积，并在受力时在孔隙周围产生应力集中，从而导致混凝土的强度下降。因此水灰比越大，混凝土中的孔隙率就越多，混凝土的强度就越低。反之，水灰比越小，水泥石的强度及其与集料的粘结强度越大，混凝土的强度越高。但如果水灰比过小，即用水量很少时，混凝土混合料过于干涩，在一定的捣实成型条件下，很难保证成型质量，也很难达到密实的时候，水灰比的继续降低会导致混凝土结构的不均匀性继续增大，进而就会混凝土的质量。从而必定会使混凝土的强度受到影响。水泥细度和CS含量对水灰比也有一定程度的影响，这必导致混凝土强度也会受到影响。但是这些因素对早期的强度影响最大，但随着时间的推移、水泥水化程度的不断提高，这种影响程度会逐渐减少。4 四 粗细集料对混凝土强度的影响对于一般混凝土来说，细集料通常是粒径一般为0.165.0毫米的天然砂，大多可分为河砂、海砂、山砂。因河砂比较圆滑，干净来源广泛，所以大多工程上都是用河砂。粗集料一般是指碎石和卵石，一般它的粒径都大于5毫米。这两者变构成了混凝土组成中的粗细集料（或骨料）。集料除本身具有一定强度外还有其它许多特性，如：形状、粒径、表面结构、级配以及自身所含矿物成分，他们的这些特性都会不同地影响混凝土的强度。在大多情况下，特别是呈玻璃表面状态和矿物组成的集料，对极限抗压强度的影响较对抗拉强度或初裂抗压强度要小的多。另外混凝土裂缝形成时，它的应力大多数取决于粗集料的性质，比如我们用光卵石浇筑的混凝土它的开裂应力比有棱角的碎石浇筑的混凝土低，对于这种现象的出现就是由于集料表面性质影响的结果。另外集料的堆积密度对混凝土的强度也有所影响，堆积密度主要反映砂中的杂质含量多少，如泥、云母等，杂质含量的多少间接或直接影响着混凝土强度的高低。不同的集料矿物组成同样影响混凝土强度。比如用钙质集料取代硅质集料将导致混凝土强度有所变化。还有，粗细集料对混凝土的和易性也影响较大，这将直接影响到以后混凝土构件的强度。粗集料最大粒径和良好的级配对混凝土强度也有着不同的影响。比如说：水泥用量和稠度相同时，含较大集料粒径的混凝土拌合物比较含较小集料粒径的拌合物所需拌合水较少，这不仅节约用水，而且有助于提高混凝土的密实度。在我们配制高强度的混凝土时，集料的最大粒径不超过16毫米。良好的颗粒级配不仅能够减少水泥的用量，而且能够保持混凝土具有良好的和易性，提高混凝土的密实度。集料与灰的比例大小对混凝土强度也有一定的影响。比如：强度约大于35Mpa的混凝土，集料与灰的比例大小就明显表现出来，在相同水灰比下，混凝土的强度随着集料与灰的比例的增大而增强。因为集料数量增大，吸水量增大，导致水灰比降低，所以使混凝土强度有所增强。反之，在水泥用量很大而而水灰比很小的情况下，集灰比的集料与灰的比例增大会导致混凝土后期强度减小。 5五 龄期对混凝土强度的影响混凝土在正常养护条件下，其强度随着龄期增加而增加，最初7-14d内强度发展较快，以后逐渐缓慢，28d后强度发展更慢，其增长过程可延续数十年之久。混凝土的龄期为3个月至6个月，其强度较28d提高25%至50%普通水泥制成的砼，在标准养护条件下，混凝土强度的发展大致与其龄期的对数成正比关系（龄期不少于3d）：n = a（ lgn / lg a）式中 n需推算龄期n天时强度（MPa）；a测得龄期砼a天时强度（MPa）；n需推测强度的龄期天数a已知龄期强度天数由此公式，可以由所测砼早期强度，估算其28d龄期的强度。或者由砼的28d强度，推算28d前后砼达到某一强度需要的天数，或不同推算不同龄期的混凝土的强度。（注明：此公式仅供参考）6六 养护温度和湿度对混凝土强度的影响混凝土教导后必须在适当湿度和温度的条件下进行养护，目的是保证水泥水化的正常进行及保证混凝土强度的不断发展。周围环境湿度是保证水泥正常水化、混凝土顺利形成的一个重要条件。1、 在适当的湿度条件下，水泥能正常水化，混凝土强度得以充分发展。若湿度不够，混凝土表面会失水，使混凝土构件内部水分向其表面移动，造成混凝土结构松散、开裂，这样不但强度降低，而且还影响混凝土的耐久性能。2、 温度对水泥水化作用的影响也是比较明显的。养护温度过高，水泥水化速度加快，混凝土早期强度高；反之，混凝土养护温度过低混凝土强度发展就相应较慢，当温度在冰点以下时，混凝土强度就会停止发展，而且还会在混凝土中结冰造成强度大幅下降，一般情况混凝土在冻结后，由于气温升高，其强度仍然可以继续增长，受东越早，强度损失越大，反之越小。所以冰点以下施工要设法达到临界强度。在混凝土的养护时，温度不能太高，太高由于急速的初期的水化会导致表面矿物水化很快形成致密的水化产物层，妨碍了水泥的进一步水化；从而降低整体强度。而在养护温度相对较低的情况下，如在4-20，由于水化缓慢，从而使水化物得以在水泥石中均匀分布，从而保证混凝土整体强度达到一个理想的强度。 7 七 混凝土施工工艺对强度的影响 通常混凝土浇筑后其强度，主要是混凝土的配合比参数来确定的。在混凝土配合比的设计中，实际上就是确定三个比例关系。即水与水泥之间的比例，砂与石子之间的比例，水泥浆与骨料之间的比例。正确混凝土的配合比应该通过施工现场采样由实验室完成的。如果完全按实验室的混凝土的配合比进行施工现场配料，则强度过高造成浪费，太低就会造成混凝土构件结构安全隐患。在施工过程中，现场施工人员为了便于施工省事，不按实验室配合比进行配料，从而使水灰比严重失比，在粗细骨料配比保持不变的情况下，水灰比越大则混凝土的强度越小反之水灰比越小则混凝土的强度越大。此外，混凝土的运输、浇注方法也是影响混凝土强度的主要因素。例如：1、对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，以便提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。2、避免漏振、超振，漏振则在混凝土表面有较大的空隙。振捣不密实则出现较大面积的蜂窝、气泡没能提出。超振出现砂与水泥浆分离、石子下沉并在混凝土表面形成明显沙层从而影响混凝土的强度。3、大体积混凝土分层浇注，未采取技术措施掺缓凝剂在底层初凝完成后，全面振捣这就破坏了水泥石形成的过程，造成混凝土强度损失。 施工质量时影响混凝土强度的基本因素，倘若计量不准，搅拌不匀，运输方式不当造成混凝土离析，振捣不实，均会影响或降低混凝土强度。因此，必须严格控制是程序按照规章制度进行施工作业，以确保混凝土构筑物的强度。 8八 混凝土施工技术对强度的影响在混凝土浇筑的过程中，必须有一支专业的技术团队，生产混凝土的专业人员也是混凝土质量保证的非常关键因素之一。其素质、技术及管理水平的高低决定了混凝土质量的高低。专业的技术人员不仅需要专业的知识,还要有丰富的混凝土实验、生产实践经验,熟知各种水泥、外加剂、掺和料的性能特点,能及时、准确分析各种质量事故并与处理。只有这样才能确保混凝土施工在各种环境进行，才能确保混凝土在各种条件下的强度和质量。9参考文献: 1 建筑材料科学出版社2008版 主编：王松成主编 2 新型混凝土及其施工工艺中国建筑工业出版社 主编：赵志缙 3 科技情报开发与经济 2010年 第20卷 10致 谢 通过近两个月时间的努力我终于将这篇论文完成 ，在此我要感谢我的老师，感谢他们在这两年当中，对我们的细心关怀和照料。同时，他们对工作的负责，他们对教学的严谨以及一丝不苟的作风值得我学习，并且在以后的工作当中将会给我一深深的启迪，另外，感谢这篇论文所涉及到的各位学者，如果没有各位学者的研究成果和著作的启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，没有他们的帮助和提供资料我不可能将我的这一论文完整的展现给大家。谢谢大家给我的支持！ 11