科技信息○建筑与工程○ＳＣＩＥＮＣＥＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第７期

影响水泥混凝土强度的几个因素

陈福明

（徐州明正建筑材料试验检测中心

江苏

徐州

２２１００６）

摘要：本文从水泥、集料、水灰比、集灰比、养护等几个方面浅谈影响水泥混凝土强度的几个主要因素，为水泥混凝土配合比的设计、试验、施工及分析提供一些方向及注意点。

关键词：影响；水泥混凝土；强度；因素

不同。在低水灰比时，降低过渡区孔隙率同样对混凝土强度一开始就

的，而强度是混凝土最重要的力学性能指标。混凝土其耐久性如不透起重要作用。在一定拌和物中，水灰比一定时抗拉强度与抗压强度之水性、抗冻性等，这些性能往往与混凝土强度存在着密切的联系。工程比将随粗集料粒径的降低而增加。试验表明，增加集料粒径对高强混

一般说来，混凝土的强度凝土起反作用，低强度混凝土在一定水灰比时，集料粒径似乎无大的上对混凝土的其它性能要求，也应特别注意。

另外，在同一条件下，以钙质代硅质集料会使混凝土强度明显改愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和化学侵蚀的能力也愈高。因此，通影响。

常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的善。如砂石集料中砂率也决定着水泥混凝土的强度。

砂率由Ｓｐ＝δｓ×ρｏｓ×Ｐｇ／（ρｏｓＰｇ＋ρｏｇ），其中Ｐｇ＝（１－ρｏｇ／ρｇ）×１００％指标。

３

——砂石的堆积密度（㎏／ｍ）ρｏｓ，ρｏｇ—饮用水；方法，采用机集料（碎石、黄砂）、材料与方法：材料，水泥、

——碎石的空隙率％（数值为１－ρＰｇ—ｏｇ／ρｇ的百分数）械搅拌、成型、试压和不同养护的条件。

——砂浆剩余系数，又称拨开系数。（般在１．１—１．４之间。械振δｓ—１．水泥

水泥的化学成分及细度是影响水泥混凝土的主要因素之一。硅酸捣时在．１—１．３之间，工振捣时在．２—１．４之间）

——碎石表观密度（㎏／ｍ３）ρｇ—三钙（Ｃ３Ｓ）决定着水泥早期强度；硅酸二钙（Ｃ２Ｓ）决定着水泥的后期强

确定这样碎石中充满了砂子因此减少了水泥混凝土中的空隙率度，而且这些影响一直贯穿于混凝土硬化中。用Ｃ３Ｓ含量较高的水泥

来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。使密实度增加。提高了其强度。

３．水灰比而我们通过改变水泥矿物组成、养护条件或者利用外加剂使水泥比较

普通混凝土配合比设计规程》《（ＪＧＪ５５－２０００），指出Ｗ／Ｃ＝α缓慢地水化，以使水泥产生较理想的最终强度。ａ＊ｆｃｅ／

水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率（ｆｃｕ．ｋ＋αａ＊αｂ＊ｆｃｅ）式中Ｗ／Ｃ为水灰比，ｆｃｅ为水泥实测强度，ｆｃｕ．ｋ为混增大，使混凝土强度增长率大大提高。但当颗粒很细时间隙水可引起凝土试配強度。由此可以知水灰比与強度成反比。混凝土专家指出：

对于一定材料，强度取决于一个因素，即水灰比。”由此看来，水灰一些高Ｗ／Ｃ区域。应避免过细部份的含量。研究表明，随着水泥细度“

比—孔隙率是关系到混凝土強度重要的因素。水泥混凝土强度主要取的提高，水泥的一天和三天强度提高但小于１０微米的颗粒占５０％时，

２８天强度反而下降，这是因为水泥过细时，虽然水化反应加快，对早决于毛细管孔隙率或胶空比，但这些指标都难于测定或估计。而充分

密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管孔隙率由水灰比所确定。期有利；但由于存在大量小于３微米的颗粒，在加水拌和时流动度小，

需水量增加，水泥硬化后毛细孔大量增加，孔隙率增大，因此降低了水它影响着水泥浆基体和粗集料间过渡区这两者的孔隙率，水泥石在水泥强度。所以要求有少量大于６０微米和大于９０微米的颗粒。同时３～化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两３０微米的颗粒应占主要部分。这样虽然６０～９０的颗粒胶凝性未全面者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土

的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水发挥，但可以起到微集料的作用，因此可使水泥石比较致密，孔隙小，

量。显然（Ｗ／Ｃ）ｍｉｎ＝０．４２α即完成水化（α＝１．０）的Ｗ／Ｃ不应低于０．４２。提高了强度。

而水泥质量的波动对混凝土强度的影响，应引起注意。水泥厂生在低Ｗ／Ｃ时预期残留的未水化水泥能够在浆体内继续长期存在，亦产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥即Ｗ／Ｃ低于０．４２，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低Ｗ／质量的波动，毫无疑问地在混凝土强度上反映出来。采用具有相同平Ｃ比要高于０．４２。在实际中，我们可以通过规定的Ｗ／Ｃ来保证充分密

在０．３５～０．６５范围均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥质量实的混凝土在规定龄期的强度，保证混凝土的性能。

波动大多是由于水泥细度和Ｃ３Ｓ含量的差异引起的。而这些因素在早内，混凝土拌合物的水分蒸发速率随水灰比的增加而增大；混凝土塑性期的影响最大。随着时间的延长其影响就不再是最重要的了。即水泥收缩面积最大值对应的水灰比约为０．５，当水灰比小于０．４２时，我们可质量波动引起的混凝土强度的标准离差，不随龄期而增大，但混凝土以选择不同强度等级的水泥以控制水泥混凝土的水灰比在合理的范强度的离散系数却因强度随龄期的增大而减小。因此，水泥质量波动围。对混凝土早期强度影响大。

０．前言：各种混凝土构筑物都是要承受荷载或抵抗各种作用力

４．集灰比

对于混凝土强度大于４０ＭＰａ，特别是高强水泥混凝土，如果采用高强度等级的水泥（如５２．５、６２．５水泥）集灰比的影响就较为明显地表

这是现出来。在相同水灰比时，混凝土强度随着集灰比的增大而提高。

因为：集料数量增大，比表面积增大，吸水量也增大，从而使有效水灰比降低；混凝土内孔隙总体积减小；混凝土强度在集料帮助下强度得以提高。

２．集料

集料极重要的参数是集料的形状、结构、最大尺寸及级配。如碎石集料本身的强度不太重要，因为碎石集料强度往往都要高于混凝土的设计抗压强度。在承载时混凝土中集料所能承受的应力大大超过混凝土的抗压强度。

集料颗粒强度比混凝土基体和过渡区的强度要大。大多数天然集料，其强度几乎不被利用，因为破坏决定于其它两项（水泥浆基体及过渡区）。一般而言，强度和弹性模量高的集料可以制得质量好的混凝土。但过强、过硬的集料不但没有必要，相反，还可能在混凝土因温度或湿度等原因发生体积变化时，使水泥石受到较大的应力而开裂。

集料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成分，往往影响混凝土过渡区的特性，从而影响混凝土的强度。

级配良好的粗集料改变其最大粒径对混凝土强度有着两种不同的影响。水泥用量和稠度一样时，含较大集料粒径混凝土拌和物比含较小粒径的强度小，其集料的表面积小，所需拌和水较少，较大集料趋于形成微裂缝的弱过渡区，其最终影响随混凝土水灰比和所加应力而

５．养护

要想获得质量良好的混凝土，混凝土成型后最理想的养护条件是温度为２０℃湿度为≧９５％的环境中的养护，此乃标准养护。但现实条件下工地现场是难以保证的，我们提倡的是适宜的条件。目的是为了保证水泥水化过程能正常进行。因为水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生，因此，必须创造条件防止水分由毛细管中蒸发失去，而且，在水泥水化过程中产生的水泥凝胶具有很大的比表面积，大量自由水变为表面吸附水。这时，如果不让水分进入水泥石，则供水化反应的水就会越来越少，在水灰比小于０．５的情况下会出现自干现象，使水泥水化不能继续进行。因此，在养护期内必须保持混凝（下转第２２５页）