建筑材料對(duì)混凝土工程質(zhì)量的影響

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摘要：當(dāng)前，我國建筑工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)相比于磚混砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用范圍較廣，使用率較高?；炷两Y(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量與人們的日常生活密切相關(guān)，被社會(huì)各界廣泛關(guān)注。建筑材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有很大的影響，通過對(duì)材料管控可以很好地保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。本文將對(duì)混凝土材料的組成、配合比、其對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響及防治措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：建筑材料；混凝土結(jié)構(gòu)；質(zhì)量

材料的元素構(gòu)成和礦物含量會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生一系列的影響，例如，由于硅酸鹽水泥強(qiáng)度與硅酸鹽水泥石數(shù)量呈正比，因此水泥石中鋁酸三鈣的含量較高，水泥硬化會(huì)產(chǎn)生過多的熱量，引起更大的溫度應(yīng)力并在混凝土結(jié)構(gòu)中引起裂縫，影響正常使用。各種材料不同比例的混合對(duì)建筑工程的質(zhì)量也有一定影響。例如，當(dāng)水泥混凝土中的水灰比太大時(shí)，孔隙率高，強(qiáng)度和耐久性差；環(huán)境侵蝕會(huì)使材料的內(nèi)在構(gòu)造產(chǎn)生變化。因此，要充分考慮環(huán)境影響，正確選用材料，并進(jìn)行合理的材料配比設(shè)計(jì)，以更好地保證工程質(zhì)量。

1混凝土的材料構(gòu)成

混凝土主要由膠凝材料（水泥、粉煤灰、礦渣等）、砂、石、水、外加劑等材料經(jīng)過一定比例混合而成。其中膠凝材料的作用是通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成固體凝膠，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)度，并起到粘結(jié)砂石的作用；加入砂石可以減少混凝土中膠凝材料的用量，增加混凝土體積，可經(jīng)濟(jì)有效地增加混凝土耐久性；外加劑的作用是在特殊環(huán)境中保證水灰比一定的情況下通過改變凝結(jié)時(shí)間等方式，提高混凝土的和易性，降低水泥用量。通過合理配比，不僅可以將礦渣、粉煤灰等廢料變廢為寶，還可以經(jīng)濟(jì)有效改善混凝土的和易性。

2材料種類及使用比例的影響

2.1膠凝材料

膠凝材料中最具有代表性的當(dāng)屬水泥，下面以水泥為例分析膠凝材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響。工程所處環(huán)境、成本等因素在很大程度上影響著水泥品類的選用。水泥的選用不當(dāng)可能會(huì)引起防寒性差、易干縮、易起砂、早期強(qiáng)度較低、易被侵蝕、受干濕交替變化影響較大等很多工程缺陷。按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，早強(qiáng)型混凝土中鋁酸三鈣含量應(yīng)高于3%且不得超過7%，若水泥中鋁酸三鈣的含量過多，即使各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)，但由于該品種水泥凝結(jié)硬化時(shí)間短，初期強(qiáng)度高，凝結(jié)過程中收縮較大，在施工過程中很難控制，極其容易造成大體積收縮引起結(jié)構(gòu)開裂的工程質(zhì)量問題。水泥的安定性也會(huì)在很大程度上影響建筑工程質(zhì)量。水泥的總體積會(huì)隨著硬化過程而產(chǎn)生變化。通過摻入熟料礦物使得混凝土在水泥水化過程中的體積變化均勻，可以最大限度地降低對(duì)建筑物的質(zhì)量影響。但如果由于水泥中某些有害成分的作用而使水泥硬化，則水泥內(nèi)部會(huì)發(fā)生急劇而不均勻的體積變化，并且建筑物內(nèi)部會(huì)發(fā)生破壞和倒塌等事故。另外，混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量也受水泥的凝結(jié)時(shí)間、水化熱和強(qiáng)度等特性的制約。例如，過高的水化熱會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)由于巨大的溫差應(yīng)力而破裂，從而給工程帶來危害。

2.2砂石等骨料

骨料的級(jí)配影響著混凝土的質(zhì)量。較好的級(jí)配應(yīng)當(dāng)是：骨料較小的孔隙率可以節(jié)省水泥用量；降低骨料的總表面積可以減少濕骨料表面的需水量;必須有合適的細(xì)骨料以滿足混合物可加工性的要求。因此，良好的骨料級(jí)配可以產(chǎn)生具有良好流動(dòng)性和較少的偏析和滲出且添加水較少的混合物，并且通過結(jié)合對(duì)應(yīng)的成型條件可以使制成的混凝土均勻密實(shí)，同時(shí)可達(dá)到增加強(qiáng)度和耐久性有所改善，且可節(jié)約水泥的效果。新制成型混凝土的性能、骨料的外表積大小、強(qiáng)硬混凝土的完全體功能和施工設(shè)備的使用損耗都會(huì)受到骨料粒徑的制約。合成顆粒越大，表面積越小，需要在每單位重量上加水，以減少耗水量。當(dāng)達(dá)到一定的工作能力時(shí)，可以降低水泥路的比例，并相應(yīng)地提高功率。然而，如果顆粒尺寸太大，連接區(qū)域就會(huì)減少，界面張力的集中就會(huì)形成，在運(yùn)輸和施工中，分離的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。骨料的活性以及其中所含有的有害雜質(zhì)也對(duì)混凝土的質(zhì)量有著一定程度的影響。

2.3外加劑

選取合適的外加劑類型及用量可以很好地改善混凝土的性能。例如，可減少混凝土的水消耗，或可在不增加水消耗的情況下增加混凝土的流動(dòng)性，也可通過減少滲出和偏析來調(diào)節(jié)混凝土的凝固時(shí)間。提高可加工性和耐水洗性，可減少坍落度水滴損失。增加泵送混凝土的可泵送性，提高利用率，延遲混凝土的初始水化熱，避免大體積混凝土由于升溫過快而產(chǎn)生溫度裂縫。提高混凝土早期強(qiáng)度，可防止混凝土在負(fù)溫下凍結(jié)，進(jìn)而提高強(qiáng)度，增加抗凍及耐磨等性能；通過控制堿性分子聚集反應(yīng)，降低混凝土的黏度系數(shù)。在混凝土中外加物后，大多數(shù)會(huì)產(chǎn)生一些物理效應(yīng)，少數(shù)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。其作用因類型不同而不同，如在被吸附的水泥顆粒表面形成吸附膜，從而改變效力，產(chǎn)生不同的吸力或推力。有的增強(qiáng)了水泥分布體系的穩(wěn)定性，打破了絮凝狀態(tài)，使得水泥的水化處于一個(gè)更優(yōu)的條件下；有的改變了水泥顆粒表面的吸附狀態(tài)，集結(jié)成為大分子結(jié)構(gòu)；有些會(huì)使張力和水面再次變小。

2.4配合比

優(yōu)質(zhì)的配合比設(shè)計(jì)可以確保工程項(xiàng)目質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)混凝土應(yīng)具有良好的可加工性，并具有足夠的強(qiáng)度和硬化后必要的耐久性。但是，根據(jù)不同的混凝土結(jié)構(gòu)工程要求，其配合比也有所不同，不良的配合比設(shè)計(jì)會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量?；旌媳戎械乃冶葘?duì)混凝土坍落度和水泥用量產(chǎn)生更大的影響。當(dāng)水泥的量少時(shí)，混凝土的黏合性差、強(qiáng)度低、耐久性差、耐磨性差，并且易于粉化和沙化。骨料之間的水泥漿潤(rùn)滑能力不足會(huì)使得施工過程中混凝土不易流動(dòng)性、難以致密，造成結(jié)構(gòu)開縫的現(xiàn)象。水泥用量過多時(shí)，硬化后會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生更多裂縫，影響混凝土強(qiáng)度。

3建筑材料影響混凝土質(zhì)量的防治措施

3.1嚴(yán)格控制配合比

在建筑材料中，組成材料的不同比例將直接影響混凝土的最終性能。為了確保混凝土性能滿足建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際要求，有必要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)格控制其配比，以確保其合理性，并確保拌和性能。對(duì)于水泥與水的取用要特別注意，作為混凝土的黏合劑，水泥漿要有一定的稠度，以免材料的脫落和由此導(dǎo)致的混凝土質(zhì)量下降。在進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí)，首先要選取合適的膠凝材料及粗細(xì)骨料，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和工程對(duì)混凝土的強(qiáng)度、和易性、耐久性等方面的要求加入適量的外加劑，并根據(jù)原材料的質(zhì)量適時(shí)做出調(diào)整。在攪拌過程中要嚴(yán)格按照配合比控制各種材料的用量，對(duì)于配合比例有誤的混凝土不得使用，需進(jìn)行重新攪拌。

3.2合理選取含堿骨料

使用堿性骨料時(shí)，盡量選擇含堿量較低的骨料，尤其是實(shí)際施工中使用量較大的水泥，由于其與多種材料進(jìn)行混合，會(huì)發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，堿性活躍會(huì)使結(jié)構(gòu)存在開裂的風(fēng)險(xiǎn)，所以要控制水泥中的含堿量，盡可能選如硅酸鹽水泥這種各項(xiàng)性能都較優(yōu)的低堿水泥，可有效減小含堿集料與其他材料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)還要控制其他骨料中的含堿量，例如選取合適的砂子，盡量選取河砂，減少海砂的使用量。受制于地域限制無法降低含堿量時(shí)可以摻入混合材料來緩解、抑制堿骨料的化學(xué)反應(yīng)，必要的時(shí)候還可以隔絕水和空氣來進(jìn)行混凝土攪拌。

3.3減少水泥用量

水泥的水化過程產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)混凝土的收縮產(chǎn)生較大的影響。不同類型的水泥的水化熱差異很大，因此應(yīng)使用低中熱量的水泥。減少水泥用量的主要措施是選擇具有良好和精細(xì)的骨料級(jí)配且可能的粒徑最大的骨料。另外，含砂比小，外表面積小也可以節(jié)省水泥。粗砂可以比細(xì)砂節(jié)省水泥，并且在混凝土和可加工性條件下可以最大程度地降低坍落度，從而可以減少水和水泥的消耗。通過添加減水劑，還可以減少水泥的用量。

3.4控制水灰比

混凝土收縮變形很多時(shí)候是由于內(nèi)部多余水分的不斷蒸發(fā)散熱，根據(jù)相關(guān)研究，水泥水合所需的水量?jī)H為水泥重量的20％左右。實(shí)際工程中使用的水灰比遠(yuǎn)大于此，故而收縮率也比較大，因此必須嚴(yán)格控制水灰比以減少混凝土的單位耗水量。

3.5合理使用外加劑

應(yīng)從多個(gè)方面積極優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制，將外加劑與混凝土緊密結(jié)合，有助于改善混凝土的功能，確?；炷恋恼w施工質(zhì)量。混凝土的強(qiáng)度、加工和耐久性要求有效地提高了添加劑的使用，添加劑可以將建筑成本降至最低。對(duì)于減少水的使用，它必須確保水和水泥的消耗量保持不變，混凝土的流動(dòng)性增加，強(qiáng)度保持不變。通過混合大量的混合物，可以有效地控制堿性聚合反應(yīng)。對(duì)于高溫地區(qū)或者大體積混凝土施工時(shí)，加入適量的緩凝劑可以滿足運(yùn)輸及泵送要求，減少坍落度損失，可在顯著延長(zhǎng)初凝時(shí)間的條件下保證后期強(qiáng)度不變。對(duì)于低溫地區(qū)則可以加入適量的防凍劑來使混凝土在負(fù)溫下硬化，且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠的防凍強(qiáng)度。

3.6加大入場(chǎng)材料的管控力度

對(duì)入場(chǎng)材料要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，確保入場(chǎng)材料的規(guī)格和質(zhì)量符合要求，對(duì)于水泥應(yīng)在檢查規(guī)格和質(zhì)量后按批次進(jìn)行強(qiáng)度、細(xì)度及安定性等性能進(jìn)行檢測(cè)；砂子則要檢測(cè)其顆粒級(jí)配、含水率、含泥量是否符合要求。同時(shí)還要注意材料的存儲(chǔ)位置，例如水泥要對(duì)方于溫度適中、陰涼且干燥的環(huán)境，避免水泥受潮結(jié)硬、低溫受凍影響水化、高溫?fù)p失強(qiáng)度等。砂石料的堆放場(chǎng)地要全部硬化，保持清潔，避免二次污染，且要控制堆放高度，保證頂部平整，減少級(jí)配離析。

4結(jié)語

綜上所述，建筑材料的選取、配比、合理使用都會(huì)對(duì)建筑工程強(qiáng)度、耐久性、適用性等質(zhì)量造成直接影響。為了充分保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量，除了考慮環(huán)境和地質(zhì)因素外，最重要的是正確選擇材料和進(jìn)行比例設(shè)計(jì)。其中，混凝土是建筑項(xiàng)目中非常常用的材料。在混凝土結(jié)構(gòu)工程中，嚴(yán)格控制建筑材料質(zhì)量實(shí)際上就是對(duì)建筑工程質(zhì)量的全面控制，這顯示了建筑材料的重要影響和地位。因此，施工人員在實(shí)際施工中應(yīng)認(rèn)真選擇各種建材，保證工程質(zhì)量。

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作者：王立國 單位：遼寧晟華城科檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司