普通混凝土配合比设计中原材料对混凝土质量的影响

文摘 2024-09-08 07:01 河南

混凝土已经广泛应用于房屋建筑、交通道路等多个工程当中，而原材料的优劣则能在一定程度上决定混凝土相关性能的发挥情况，在充分考虑工程施工安全的基础上，对于混凝土质量提出了更多方面的要求。因而，此行业内的有关人员应当深入性的探究对混凝土质量造成影响的诸多因素，并系统检测所用原材料质量，将工程施工规范作为依据，使混凝土抗压、变形及耐久性等多种性能得到有效保障，使混凝土质量得到显著提升，并能进一步促进建筑工程质量改善。本文将混凝土定义及国内外研究现状等内容作为着手点，深入性的分析了原材料对混凝土质量优劣的重要性及相关影响因素，并提出质量控制的具体内容，以期为其他人员提供一定的参考。混凝土属于一类应用较频繁的建筑材料类型，已经在国民经济的诸多领域内普遍运用，其较高的品质质量也被越来越多人所认同。

据有关调查显示，混凝土优劣同整个工程质量好坏存在紧密关联性，其中混凝土配合比设计期间的原材料质量控制也会在一定程度上影响施工质量管理，若施工期间所选择的原材料不合适，就会导致一系列混凝土施工通病层出不穷，并对建筑物的稳固性及安全性造成不利影响，引发较严重的安全事故，对企业及社会稳定产生极大威胁，还会导致建筑企业形象被抹黑，进而对建筑行业的长期有序发展造成严重阻碍。

1 混凝土概述

1.1 混凝土定义

混凝土通常也被叫做水泥混凝土，是目前我国应用最多的一类土木工程材料。它是于一定比例下将水、胶结材料及骨料等多种物质进行配制，在不断的捣动及搅拌下逐渐成型，然后经由妥善养护而产生的一类人造石材料。混凝土的优势在于生产工艺相对简易、原料特别丰富及价格低等，因此其应用量呈现出明显的升高趋势。此外，混凝土本身存在较高的抗压强度及耐久性，其中它的强度等级范围也相对比较宽泛，所以能在机械工业、地热工程、造船业、海洋开发及土木工程等多个不同领域内应用。

1.2 国内外混凝土现状

最早在英国就开始出现水泥混凝土，工程师米顿于1756年对某些石灰在水中硬化这种特性进行相关研究期间，发现如果要将水硬性石灰提炼出来的话，其烧制一定要借助于含有粘土的石灰石；若砌筑砂浆需应用于水下建筑当中，则最好将火山灰同水硬性石灰进行结合后使用。而他的这个发现，能为近代水泥的开发及进步提供相对有利的条件。之后在1879年，法国工程师艾纳比克开始对钢筋混凝土楼板进行研发及制造，在长时间的发展期间，整栋建筑都开始对通过钢筋箍及纵向杆做进一步加固的混凝土结构梁进行普遍运用。经过几年的发展，其通过不断改善处理后的楼板、钢筋混凝土主柱及横梁等诸多结构来对公寓大楼进行建造。德国某建筑公司于1884年将莫尼尔所研发的专利购买至自己手中，接着开始做与钢筋混凝土相关的首批科学实验，并对钢筋混凝土的耐火性、实际强度及钢筋和混凝土之间的粘结程度等进行深入性探究。德国工程师科伦于1887年将钢筋混凝土计算方式第一次提出，英国的威尔森已经将钢筋混凝土板专利申请下来，美国的海厄特则通过一系列的实验来深入研究混凝土横梁。1895年-1900年期间，法国通过运用钢筋混凝土将首批人行道及桥梁等设施妥善建成。而艾布拉姆于1918年将计算混凝土强度的水灰比理论详细提出，自此开始，钢筋混凝土就发展为对一种对世界景观造成巨大影响的关键性材料。

2 原材料对混凝土质量优劣的重要性

2.1 对企业形象起到维护作用

混凝土原材料质量能对工程质量管理效果进行全面反映，还能对建设及施工单位的整体实力进行充分体现，而且还能使多种不良问题得到有效控制，使施工风险大幅度减轻，同时还能使施工安全事故发生率显著降低，也不会导致工程项目损失进一步加剧，还能在一定程度上提升工程质量，对社会及民众安全也能起到保障作用，因此企业形象也能得到有效提升。

2.2 对混凝土施工进度起到保障作用

若混凝土原材料的质量符合相关要求，混凝土自身性能也能得到充分发挥，就能确保混凝土所有施工工序的实施都能始终顺利，从而在最大程度上减少安全及质量问题，之后的所有施工环节也都能有序进行，整体施工流程也不会存在巨大阻碍，防止因质量差及前期工序超期而对整体施工进度产生较大干扰，此时建设工程就能在规定时间内顺利结束。

2.3 对混凝土施工质量起到保障作用

对混凝土原材料质量进行有效保障，实际上就是对混凝土施工质量起到保障作用，在通过多种恰当手段来系统设计混凝土配合比时，应当在具体投入生产应用期间加大力度来控制整体质量，在此期间对所有施工工艺技术者的专业技能进行全面考核，因此能在一定程度上提升工程质量管理效率，对混凝土施工质量起到显著的保障作用。

3 混凝土配合比设计中原材料对混凝土质量影响的因素

3.1 水泥

第一，强度级别。在选择水泥类别期间，往往需要同建筑物安全等级、类别等进行紧密联系，并将不同建筑部位行业标准准则作为基本依据，若在低强度需求下选用的水泥为高强度的话，尽管能在一定程度上提升工程质量，但会严重浪费成本及原材料，反之则会对混凝土耐久性、强度及抗压性能产生极大干扰，也极易破坏建筑物的整体结构。

第二，安定性。判定此性质时，需将水泥硬化后的体积改变状况作为依据，通常情况下水泥砂浆从最开始的凝结一直到最后彻底凝固，会明显改变其体积，其中所制定的工程准则中提出体积改变不能太大，且质地一定不能太过杂乱。若水泥安定性同相关标准仍有一定差距的话，就会导致混凝土发生开裂、膨胀等多种不良问题，从而使承载能力及水泥细度显著降低。实际上一些细微的颗粒会存在于水泥当中，其中比表直径取决于具体的大小直径，而且若细度恰当的话，就能加快水泥水化的速度，从而使水泥强度大幅度提升。但是细腻程度太高的话，就会导致水化速度超过相关标准，从而在短时间内消耗大量的水分，也会提前将热量释放出去，并显著增多水化物及凝胶，进而对混凝土抗裂及抗冻性造成不利影响。

第三，矿物。水泥当中不同的矿物其水化性也会存在较大差异，因而对混凝土质量造成的干扰也会存在明显不同。比如，硅酸三钙具有较迅速的水化速度，能将大量的水分的吸附过来，若在水泥早期凝固期间所占的比重非常大的话，就会导致因水化速度太快而导致自干燥收缩等不良问题发生，并出现一定程度的开裂，从而使混凝土质量大幅度降低。

3.2 骨料

从粗骨料角度来看，需选择连续级配，或者是选择2种及以上的单粒级组合形式，但是所有的选择都要同有关标准对于石子级配的具体要求相适应，其中石子级配优劣程度同空隙率大小存在紧密关联性，并会对混凝土拌合物本身存在的多种性能及硬化后混凝土存在的相关性能产生直接性影响。若粗骨料级配同具体标准完全符合的话，就会缩减整体空隙率，当流动性始终维持不动时，就会在一定程度上减少填充空隙的浆体量，同时也会进一步减少外加剂及胶凝材料的整体使用量，从而使混凝土花费成本显著降低。如果始终不调整混凝土胶凝材料使用量的话，就可能会降低混凝土用水量，从而使混凝土耐久性能及强度大幅度提升。粗骨料所涉及到的泥块、针片状颗粒及泥含量，会对混凝土物理学性能及工作性能产生极大干扰。

细骨料会在极大程度上影响混凝土整体工作性能，其中科学的级配及细度模数也会干扰新拌混凝土的工作性能，若混凝土配制期间选用粗砂，则会降低其和易性及可泵性，而且很容易出现泌水等不良问题，而直接选用细砂的话，会加大混凝土实际用水量，并显著减轻其强度，同时开裂问题也会经常发生。

3.3 外加剂

外加剂是目前混凝土施工当中应用较广泛的一类物质，需要注重重视其对混凝土整体质量产生的影响。将引气剂融入到混凝土当中，能使混凝土流动性显著增强，还能在极大程度上提升混凝土可泵性、保塑及保水性等，还能有效减少泌水量。但在实际建筑工程施工期间，需要对引气剂的具体使用量进行合理控制，在应用引气剂时绝对不能过量，尽管引气剂的优势非常多，但也存在一定的不足之处，例如，当水胶比一致时，若产生过多气泡的话，极易对水泥混凝土的耐久性及强度造成不利影响。

防冻剂的有效运用，能使水泥表面留存的水因同表面处水泥离子出现反应而产生薄膜的速度显著缩减，若要长时间反应的话，就会进一步增加凝结时间，从而使早期水化放热问题明显减少，也能对裂缝问题进行有效控制。

减水剂的一项关键性作用就是在不会改变用水量及水胶比的前提之下，使混凝土流动性大幅度提升，进而使混凝土在不同工程中的泵送及运输等多种合理需求得到充分满足。一般情况下，大部分高效减水剂均具备明确的临界掺量，需要将其作为依据来完成相关工作，若比临界掺量大的话，就会使混凝土塑化效果显著降低，甚至引发离析及泌水等多种不良问题。因而，需要通过相关实验进一步明确具体掺量，并对其他原材料的改变及环境造成的影响进行全面分析。

3.4 矿物掺合料

一般情况下活性粉体材料多涉及到硅灰、粉煤灰及粒化高炉矿渣粉等多种给矿物掺合料，在混凝土当中融入后，就能促进混凝土性能改善，还能使整体花费成本显著降低，例如，将粉煤灰应用于混凝土当中，会在一定程度上改善混凝土整体性，这是因为粉煤灰当中的Al₂O₃、SiO₂等物质含量较丰富，与水相遇时不会形成硬化等不良问题，但是在同ca(OH)₂进行拌合之后，会直接在空气或者是水中暴露，此时就会存在明显的硬化问题。因这类改变并不是特别明显，因此其流化及填充作用能够得到充分发挥，也能在一定程度上增强混凝土强度。

4 混凝土配合比设计中原材料质量控制内容

4.1 水泥质量控制

工程施工单位目前尤为重视水泥材料及配合方式的选择，了解到只有对水泥材料进行正确选择，才能使混凝土的性能及强度得到有效保障，通过恰当的技术对水泥进行处理，确保其在混凝土中的作用得到最大程度发挥，使其适应性进一步增强，这同工程质量具有紧密联系。配制混凝土的相关工作人员选详细检测水泥材料，对水泥质量进行有效保障。在通过水泥对混凝土进行配制前，需要经由检测、实验等方式来测定有关材料的技术性能，同时对水泥材料同其他材料组合配比的科学性做进一步明确，从而使彼此间的相容性得到有效保障，确保混凝土材料强度同具体施工需求相适应。

4.2 骨料的质量控制

混凝土当中最为关键的骨料为碎石。在选择碎石期间，一定要确保其质量非常稳定，且能对其进行规范的管理。此外，选择碎石期间，需要将有关标准作为依据，从而使骨料粒径及颗粒形状的优越性得到有效保障。其中泥块含量、压碎值指标、硬度、颗粒级配、含泥量及针状颗粒含量均属于一些重要控制项目。混凝土实际施工期间最好不要对含有碱活性的粗骨料进行应用，避免混凝土碱骨料反应异常发生。

4.3 外加剂质量控制

在对混凝土进行制备期间，应当对外加剂科学应用，当工程质量需求存在差异时，需要对外加剂进行针对性选择，使混凝土性能同具体有规定相一致，因而，在对外加剂进行应用期间，需要将实际需求作为依据，然后做恰当的选择。同时，在应用外加剂期间，应当对工程性质进行充分考虑，还应当对混凝土的实际用途做进一步明确。由于厂家不同，其研发的外加剂从成分及性质上来看也会存在较大差异，因而，为了使工程项目的实施始终顺利有序，使整体施工质量得到有效保障，就要对外加剂进行恰当选择，以此来使成本进一步降低。其中外加剂均匀性及掺合料混凝土性能均属于外加剂当中的一些重要质量控制项目。

4.4 矿物掺合料质量控制

目前矿物掺合料当中使用量最多的就是矿粉及粉煤灰。矿粉属于一类作用较大的掺合料，能直接将水泥取代，不但能使经济效益得到大幅度提升，还能进一步改善混凝土工作性能。将矿粉融入到水泥当中，能有效改善泵送性能，还能在极大程度上控制混凝土的坍落度损失，同水泥进行再次水化之后，能显著提升混凝土强度，还能进一步增强混凝土抗冻融及抗渗能力。粉煤灰中的活性组分相对较多，能对空隙处进行有效填充，从而使混凝土保塑性、流动性及可泵性大幅度提升，还能使混凝土泌水问题明显减少，使后期强度显著增强。从粉煤灰这一角度来看，所选择的煤灰其质量一定要高，例如在一些比较大型的电厂当中，基本上都会选用粉煤灰，这是由于能对煤灰材料的供应稳定性进行有效保障，也不会导致断货等不良问题发生。

综上所述，近年来伴随着建筑行业发展速度的不断加快，使得混凝土作用也愈发凸显，混凝土质量能在一定程度上促进建筑工程建设，此行业从业者应当着手于某些细微之处，对于可能会对工程质量造成影响的所有因素引起足够重视，在混凝土具体施工期间，应当通过恰当的方式对混凝土原材料质量进行有效保障，并将某一工程对于混凝土性能的具体需求作为依据，然后对材料规格、类别及数目等进行恰当选择，使混凝土承载力及抗压强度得到有效保障，同时加大力度妥善管理工程质量，使建筑实体稳定性及安全性大幅度提升，使整体建筑质量得到有效保障，从而使工程事故发生率显著降低，也不会造成较大的经济损失，确保建筑行业实现长期有序发展。

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