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為什么混凝土早期強(qiáng)度高,,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,?一針見(jiàn)血說(shuō)出原因
混凝土強(qiáng)度是工程質(zhì)量控制和工程驗(yàn)收的一項(xiàng)重要內(nèi)容,,也必然成為混凝土企業(yè)技術(shù)人員,、施工單位等關(guān)注的重點(diǎn),。在混凝土生產(chǎn)和工程實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到混凝土早期強(qiáng)度(7d強(qiáng)度)偏高,,28d以后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,,即“前期畸形,,后期不良”,?;炷猎缙趶?qiáng)度過(guò)快的增長(zhǎng),一方面影響后期強(qiáng)度的增長(zhǎng),,另一方面早期強(qiáng)度過(guò)快增長(zhǎng)往往伴隨著較高的水化速率,,水化熱高,,給混凝土裂縫控制帶來(lái)困難,不利于混凝土的耐久性能,。
造成混凝土早期強(qiáng)度偏高,,是多種因素造成的:
(1)近年來(lái),施工速度的加快,,施工單位希望混凝土具有較高的早期強(qiáng)度,,混凝土早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)可以滿足快速施工的需要。此外,,混凝土早期強(qiáng)度快速增長(zhǎng),,可以滿足施工單位早期盡快拆模的需要,這樣可以加快模板的周轉(zhuǎn),,提高模板應(yīng)用效率,。因此,施工單位希望混凝土早期強(qiáng)度高,。
(2)混凝土強(qiáng)度是工程驗(yàn)收的重要指標(biāo),,強(qiáng)度的檢測(cè)相對(duì)其他技術(shù)指標(biāo)要簡(jiǎn)單、快捷,?;炷疗髽I(yè)技術(shù)人員往往從心理上比較重視混凝土強(qiáng)度,有時(shí)會(huì)擔(dān)心混凝土強(qiáng)度不足,,不能滿足工程驗(yàn)收要求,。混凝土技術(shù)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度的過(guò)分重視,,往往形成混凝土強(qiáng)度第一,,強(qiáng)度唯一的思想。在混凝土強(qiáng)度唯一的思想支配下,,設(shè)計(jì)配合比時(shí)擔(dān)心混凝土強(qiáng)度不夠,,使得混凝土早期強(qiáng)度偏高,7d達(dá)到設(shè)計(jì)的90%,,甚至超過(guò)100%,,否則心里不踏實(shí)。
(3)水泥技術(shù)的發(fā)展為混凝土早期強(qiáng)度偏高起到了推波助瀾的作用,。首先,,水泥中的C3A、C3S含量增加,,提高了早期水泥強(qiáng)度,,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。其次,水泥粉磨工藝的發(fā)展,,使得水泥熟料越磨越細(xì),,水泥中粒徑在1μm以下的細(xì)顆粒加速了水泥的水化速率,提高早期強(qiáng)度,,幾乎對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有任何貢獻(xiàn),,倒是對(duì)早期的水化熱、混凝土的自收縮和干燥收縮有貢獻(xiàn),。再次,,水泥生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)保壓力下,,廢氣禁止外排造成窯內(nèi)高溫區(qū)氣相的堿無(wú)法在窯外冷凝到粉塵表面排除到窯外,,所有原燃材料帶入窯內(nèi)的堿幾乎全部留在熟料中,水泥堿含量提高,。最后,,水泥粉磨過(guò)程中,添加的某些助磨劑具有早強(qiáng)作用,,加速水泥水化,,提高早期強(qiáng)度,不利于后期強(qiáng)度的發(fā)展,,如醇氨胺類助磨劑,。
混凝土后期強(qiáng)度的持續(xù)增長(zhǎng)受多種因素制約,其中既有原材料質(zhì)量,、配合比設(shè)計(jì)的因素,,也包含后期施工養(yǎng)護(hù)的因素。
(1)水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)趨勢(shì)對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)具有直接影響,,一般來(lái)說(shuō),,水泥早期強(qiáng)度高后期發(fā)展緩慢,混凝土強(qiáng)度也會(huì)表現(xiàn)出類似的強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì),。尤其是部分水泥廠家為了增加混合材的用量,,將水泥熟料過(guò)分磨細(xì),造成偏細(xì)的水泥顆??焖偎?,甚至7d后水泥顆粒完全水化,造成混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)慢,,甚至不增長(zhǎng),。因此,水泥的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)不容忽視,。
(2)粉煤灰品種和摻量對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)具有重要影響,,一般來(lái)說(shuō)粉煤灰品種和質(zhì)量對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響大于摻量的影響。目前,市場(chǎng)上粉煤灰供不應(yīng)求,,問(wèn)題粉煤灰層次不窮,,如氨味粉煤灰、脫硫灰,、噴油灰,、非玻璃體灰以及添加石灰石粉等物質(zhì)的假粉煤灰,這些粉煤灰往往常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)合格,,在水泥水化作用下,,有可能發(fā)生膨脹產(chǎn)生裂紋,會(huì)對(duì)混凝土后期強(qiáng)度尤其是長(zhǎng)期性能產(chǎn)生不利影響,。
(3)骨料含泥量,。骨料含泥量直接影響混凝土中水泥漿體與骨料的粘接力,含泥量越高,,混凝土強(qiáng)度降低越明顯,。砂的含泥量在3%以內(nèi),對(duì)混凝土強(qiáng)度影響不明顯,;含泥量3%~5%時(shí),,通過(guò)合理的養(yǎng)護(hù)依然可以滿足設(shè)計(jì)要求,但砂含泥量超過(guò)5%以后,,混凝土各齡期強(qiáng)度均出現(xiàn)不同程度的降低,,而且還造成混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。即使在使用含泥量偏大的砂石骨料時(shí)適當(dāng)增加水泥用量以獲得滿意的早期強(qiáng)度,,但后期混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的缺點(diǎn)依然難以克服,。
(4)骨料抗壓強(qiáng)度?;炷潦軌浩茐耐ǔ0l(fā)生三個(gè)部位,,漿體水化產(chǎn)生的水泥石部分、漿體與骨料粘結(jié)處和骨料自身,,其中水泥石強(qiáng)度和粘結(jié)處強(qiáng)度隨著水化的進(jìn)行不斷提高,,而骨料的強(qiáng)度值一般不會(huì)變化。中低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的破壞一般發(fā)生在水泥石或者漿體與骨料粘結(jié)處,,但高強(qiáng)混凝土的水泥石強(qiáng)度和粘結(jié)力都比較大,,若骨料抗壓強(qiáng)度低,在壓力作用下骨料自身可能先于水泥石破壞,。使用抗壓強(qiáng)度低的骨料配制混凝土,,當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于骨料強(qiáng)度時(shí),混凝土后期強(qiáng)度可能會(huì)出現(xiàn)增長(zhǎng)緩慢甚至不增長(zhǎng),。C80混凝土抗壓強(qiáng)度隨著石子壓碎值的增加而降低,,當(dāng)壓碎指標(biāo)值在8%以內(nèi)時(shí),,混凝土強(qiáng)度降低幅度較小,壓碎值超過(guò)8%時(shí),,混凝土強(qiáng)度降低幅度增加,。
(5)控制砂的風(fēng)化顆粒。風(fēng)化砂是由地表巖層經(jīng)風(fēng)化破碎而形成的一種工程性質(zhì)極差的材料,,由于其顆粒強(qiáng)度較低,,易破碎成更小的顆粒,且含有的細(xì)土粒較多,,導(dǎo)致其物理力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定,,耐久性較差。同時(shí),,風(fēng)化砂中在浸水飽和后亦會(huì)產(chǎn)生一定量的膨脹,,風(fēng)化砂在工程中的應(yīng)用途徑較少。風(fēng)化砂含有一定量的云母且強(qiáng)度較弱,,與水泥形成的水泥砂漿黏結(jié)作用不強(qiáng),,這就導(dǎo)致了水泥石和黏結(jié)面的強(qiáng)度降低,,在壓力不斷增長(zhǎng)的情況下,,首先出現(xiàn)了黏結(jié)面的破壞,未能充分發(fā)揮粗骨料的骨架支撐作用,,大大降低了混凝土的抗壓強(qiáng)度,。
(6)混凝土后期養(yǎng)護(hù)是保障后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)的重要因素?;炷恋?8d抗壓強(qiáng)度與保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間有著密切的關(guān)系,,混凝土早期保濕養(yǎng)護(hù)不足造成過(guò)早失水,造成部分水泥顆粒失去水化,,不利于后期強(qiáng)度的持續(xù)增長(zhǎng),。實(shí)踐發(fā)現(xiàn),澆筑1d脫模的混凝土不再保濕養(yǎng)護(hù),,其28d回彈強(qiáng)度僅為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度的80%,,保濕養(yǎng)護(hù)僅2d或3d的混凝土,其28d回彈強(qiáng)度僅為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件28d抗壓強(qiáng)度的85%或90%,,由此可見(jiàn),,保濕養(yǎng)護(hù)對(duì)后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)很重要。
混凝土早期強(qiáng)度高后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢不利于混凝土耐久性能的發(fā)揮,,如裂縫控制難度增加,。在混凝土工程實(shí)踐中要避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn),使混凝土強(qiáng)度良性發(fā)展,,要加強(qiáng)原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制,、配合比設(shè)計(jì)以及后期的施工養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié),。具體做法有以下幾點(diǎn):
(1)注意水泥選用。選擇水泥時(shí),,應(yīng)盡量選擇早期強(qiáng)度適中(如3d強(qiáng)度26MPa~28MPa),,28d強(qiáng)度高的水泥,選擇3d到28d強(qiáng)度增長(zhǎng)較大的水泥,。
(2)加強(qiáng)粉煤灰等礦物摻合料的質(zhì)量控制,。加強(qiáng)礦物摻合料活性指數(shù)檢測(cè),選擇活性發(fā)展良好的礦物摻合料,,避免使用早期活性合格,,后期活性偏低的摻合料,保障混凝土強(qiáng)度良性發(fā)展,。
(3)控制骨料含泥量,,優(yōu)選質(zhì)量良好的骨料。依據(jù)本公司生產(chǎn),、試驗(yàn)實(shí)踐數(shù)據(jù)設(shè)立砂石骨料含泥量極限值,,超過(guò)極限值應(yīng)拒絕使用。生產(chǎn)高強(qiáng)混凝土?xí)r,,應(yīng)注意選擇抗壓強(qiáng)度較高的碎石,。
(4)混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),充分調(diào)整水泥與礦物摻合料添加比例,,使設(shè)計(jì)的配合比早期強(qiáng)度滿足施工要求,,后期利于礦物摻合料二次水化作用持續(xù)增長(zhǎng)。不同品種,、不同質(zhì)量的礦物摻合料與水泥搭配的最佳比例不同,,甚至不同水膠比下,礦物摻合料最佳比例也不相同,。因此,,應(yīng)以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),切忌盲目使用礦物摻合料,。
(5)督促施工單位加強(qiáng)保溫,、保濕養(yǎng)護(hù),嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)制度,,保障混凝土強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng),。
(來(lái)源:砼話)