原材料对混凝土质量优劣重要意义.docx

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原材料对混凝土质量优劣重要意义

一、原材料对混凝土质量优劣重要意义混凝土，广义上泛指将一种具有胶结性质的材料和砂石以及粉细颗粒混合并成型后，经凝固硬化而粘结成为具有一定强度的实体。

主要为水泥、骨料等。

混凝土是当今世界上用量最大的建筑材料，年用量接近90亿吨。

用量如些之大，与它的特点相关。

混凝土工程质量的好坏直接影响着整个钢筋混凝土结构的整体质量，而混凝土原材料的好坏和选配是否恰当也直接影响着混凝土工程的质量。

因此，确保钢筋混凝土结构质量一个重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。

原材料选用不当将导致混凝土工程产生质量缺陷或裂缝，直接影响着整个工程结构的质量。

混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝，一般认为是因为混凝土材料变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。

混凝土广泛应用于建筑、交通、水利等工程建设中，是工程结构的重要组成部分，其质量直接影响到整个工程的质量；因此混凝土质量优劣将直接影响到工程质量，直接对混凝土有直接影响的原材料品质是我们值得研究的方面。

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二、首先把握好原材料质量来源：

原材料是组成混凝土的基础，原材料品质的优劣直接影响到混凝土质量的好坏，因此首先要把好原材料质量关。

本文来源:

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水泥的强度和体积安定性直接影响混凝土的质量。

水泥的强度上下波动，混凝土的强度就会发生相应的变化；水泥的体积安定性差，就会使混凝土产生膨胀性裂缝。

因此，要选择好水泥品种，根据经验，大水泥厂生产的水泥质量比较稳定可靠。

来源：

的美女编辑们

黄砂最关键的是细度模数和含泥量，砂子太细或含泥过多，会增加混凝土的干缩裂缝。

另外，砂石中含泥量高，不仅影响混凝土的强度，而且影响抗冻性、抗渗性和耐久性。

因此，混凝土最好采用中粗砂，且含泥量和有机质的含量必须满足规范要求。

本文来源:

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石子主要控制好级配、针片状含量和压碎值。

经调研，目前，好多混凝土厂家的石子级配都不是很好，因此，如何确保石子级配连续，且在生产中切实可行，还值得进一步探讨研究。

现在南京地区主要使用商品混凝土，选择商品混凝土厂家也是一件很重要的事情。

根据体会，一定要选择信誉好的，设备比较先进的混凝土厂家，同时必须到现场对原材料进行定期和不定期的检查。

三、根据工程需要认真研究混凝土原材料的配合比

混凝土配合比是指单位体积的混凝土中各组成材料的重量比例。

水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数，它们与混凝土各项性能之间有着非常密切的关系。

确定这三个基本参数的基本原则是：

在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土水灰比，在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的规格确定混凝土单位用水量，砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定。

四、原材料个组成部分对混凝土质量影响

1、水泥矿物组成的影响。

众所周知，硅酸盐水泥主要的组成矿物有四种，它们的水化性质不同，在水泥中所占比例不同时影响对水泥整体的性质。

C3S虽对早期强度贡献较大，但水化热是其他矿物水化

热的数倍。

因此C3S含量较大的早强水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。

目前我国混凝土尤其是C50以上强度等级的混凝土普遍使用高效减水剂和其他外加剂由于C3S水化速度最快，生成3个水化硅酸钙几乎不溶于水，而立即以胶体微粒析出，并渐渐凝聚而成为凝胶。

对减水剂的吸附量也最大，它首先吸附了大量减水剂。

因而C3S含量高的水泥一般与外加剂的适应性差。

2、水泥细度对混凝土的影响。

在目前我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越细，其中的细颗粒越多。

增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率，提高早期强度，但是粒径在1um以下的颗粒不到一天就完全水化，几乎对后期强度没有任何贡献。

倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和干燥收缩有贡献——水化快的水泥颖粒水化热释放得早；因水化快消耗混凝土内部的水分较快，引起混凝土的自干燥收缩；细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。

粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗粒，因而影响到混凝土的长期性能。

我们现有的混凝土结构。

一般的设计寿命是60年，而有专家预测，由于超细水泥颗粒含量太多，50年后，我们的混凝土强度只能达到设计强度的40%.随水泥比表面积的增加，与相同高效减水剂的适应性差。

为减小流动度损失需要增加更多掺量的高效减水剂。

不仅增加施工费用，而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混凝土的耐久性。

水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。

3、骨料的品种、质量与数量。

设计混凝土配合比时，都要求骨料的强度大于混凝土的强度。

因此一般情况下，骨料质量对混凝土强度

几乎没有什么影响。

影响混凝土强度的主要是骨料中的有害物质。

它影响骨料的粘结，降低混凝土的强度，硫酸盐和硫化物对水泥有腐蚀作用，它与水泥的水化物反应生成钙矾石，使水泥石体积膨胀。

它除了能降低混凝土的强度外，还降低混凝土的搞冻性能。

当骨料含有较多的软弱颗粒或杂质时，也会使混凝土强度下降。

表面棱角多的碎石表面圆滑的卵石与水泥石的粘结国力要强。

混凝土中骨料的用量与水泥之间的比例关系，也直接影响混凝土的强度，尤其对于水泥用量比较大的高强混凝土。

4、掺加粉煤灰和加剂对混凝土强度的影响。

在目前使用的高等级混凝土中，为了改善混凝土的物理力学性能，提高混凝土的强度，一般采用外加剂和粉煤灰双掺的办法比较好，粉煤灰作为活性材料，主要含有大量的三氧化铝和SiO2，与水拌合后，本身不硬化，而是与气硬性相拌合，不仅在空气中硬化，而且在水继续硬化，由于矿物颗粒比较细，具有填充效应和流化效应，增加强度。

通过大量的工程实践充分证明了这一点，在提高混凝土强度的同时，但也带来了混凝土的早期强度偏低的现象，28d天标准强度达不到设计要求，所以在配制高强混凝土时，要注意掺加量的比例要掌握准确，适应性如何等等，不要肓目掺加，否则影响混凝土强度

砂石质量的差异对混凝土性能及其经济性的影响

摘要：

通过试验研究了不同细度模数的河砂及不同含泥量的砂石对混凝土性能的影响，并分析砂石质量的差异对混凝土经济性的影响，得出河砂细度模数及砂石含泥量不同对混凝土经济性的影响规律。

根据这些规律实现混凝土配合比的优化并指导生产，以有效控制混凝土的质量。

引言

在现代建筑工程中，混凝土结构占有非常大的比例，在结构的安全、可靠度和耐久性等方面具有重要的作用，因此控制混凝土的质量至关重要[1]。

在预拌混凝土的生产中，原材料的质量是不断变化的，尤其是砂石的质量波动较大，由于砂石在混凝土中起骨架作用，对混凝土的和易性、强度和耐久性都有很大的影响[2-4]。

近年来随着天然砂石资源的紧缺，质量稳定、性能优良、颗粒级配良好、含泥量小的砂石越来越少，因此研究砂石对混凝土的影响对指导混凝土生产有重大作用。

随着人们对混凝土技术认识的提高，

颗粒级配，含泥量对混凝土的强度及经济效益的关系越来越受到重视。

本文主要研究了不同细度模数和不同含泥量的河砂以及不同含泥量的碎石对混凝土工作性能的影响，并在满足混凝土工作性和抗压强度的情况下，对配合比进行经济性成本分析，研究不同颗粒级配和含泥量集料配制的混凝土的成本，以实现混凝土配合比的优化并指导生产，达到有效控制混凝土的质量。

1原材料和试验方法

1.1原材料

（1）水泥：

采用亚东水泥厂生产的P·O42.5级水泥，其物理性能见表1。

2）粉煤灰：

采用汉川电厂的II级粉煤灰（以下简称FA），细度18.4%，烧失量6.0%，需水比103%。

3）矿粉：

采用武汉亚东水泥厂的S95矿粉（以下简称SF），比表面积4250cm2/g，密度2.86g/cm3，

7d活性86%，28d活性97%。

4）高效减水剂：

采用聚羧酸高效减水剂（以下简称PC），固含量为11.9%，减水率23.8%

5）河砂：

采用巴河特细砂、细砂、中砂和粗砂4种不同规格的河砂（以下简称S），其物理性能见表2

（6）碎石：

采用阳新采石场生产的5~31.5mm连续级配碎石（以下简称G），表观密度2730kg/m3，含

泥量0.4%，泥块含量0.4%，针片状含量4.0%，压碎指标6.5%。

1.2试验方法

1.2.1河砂的影响

本试验主要比较几种不同细度模数的河砂对配制混凝土的影响，同时比较在细度模数和泥块含量一定的情况下，通过改变河砂的含泥量来配制混凝土，观察其和易性及其对生产成本的影响。

采用2#河砂，

经人工添加泥土（黏土质黄土，质量稳定，质地均匀，过0.075mm筛）配成含泥量为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的河砂来考查其对混凝土的性能和经济性影响。

1.2.2碎石的影响

在颗粒级配和泥块含量一定的情况下，通过改变碎石的含泥量来配制混凝土，观察其和易性及其对生产成本的影响。

经人工添加泥土（黏土质黄土，质量稳定，质地均匀，过0.075mm筛）配成含泥量为

2试验结果与分析

试验以预拌混凝土搅拌站生产用的C30混凝土配合比为基准，采用矿粉和粉煤灰双掺技术。

混凝土试件在标准条件下养护，混凝土的力学性能按照GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》

进行测试。

2.1不同细度模数和不同含泥量的河砂试验

从表3的数据可以看出，砂的细度模数对混凝土外加剂掺量影响比较大，使用2#砂时混凝土的工

作性最好，且强度发展比较理想；当砂为粗砂（细度模数为3.1）时，混凝土的和易性明显变差，表现为：

黏聚性、裹浆性差，流动性一般，从强度发展来看，与中砂基本相当；当砂为细砂、特细砂时，外加剂掺量大，混凝土的黏聚性好，但流动性很差，且28d强度相对中砂偏低，若要到达中砂混凝土的强度水平势必增加粉料用量，这增加了单位立方米混凝土的成本。

2.2不同含泥量的碎石试验

由表4、5的数据可知，在水胶比一定的情况下，聚羧酸高效减水剂的掺量随着河砂含泥量的增加而增加。

从混凝土的工作性能看，当含泥量大于1.0%时，其流动性变差，且随着含泥量的增加混凝土坍落

度、扩展度变小，黏聚性亦变差。

从强度发展看，当河砂含泥量在1.0%~3.0%之间时对混凝土强度的影响

差异不是很明显，但当含泥量大于3.0%时，其强度下降较大。

碎石中含泥量的不同对混凝土强度的影响较大，当碎石含泥量大于2.0%时，混凝土28d强度明显下降。

3砂石质量对混凝土经济性的分析

以预拌混凝土搅拌站日常生产的C30混凝土为基准，在保证混凝土工作性和抗压强度的条件下，对配合比进行经济性成本分析。

其原材料成本为：

水泥325元/t，矿粉222元/t，粉煤灰153元/t，河砂39

元/t，石41元/t，高效减水剂3000元/t。

从图1中可以看出，随着砂细度模数的增加，混凝土的单位立方米材料成本呈下降趋势，这是由于在胶凝材料用量不变的条件下，外加剂的掺量随砂的细度模数的增加而减少，从而降低了原材料的成本。

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不同妇度樓败的河砂配制的涯投土成本对比

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不同含泥■的河“配制的混射土成本对比

从图2、3可以看出，不同含泥量的砂、石对混凝土的成本影响较大，当砂的含泥量大于1.5%或碎石的含

泥量大于1.2%时，混凝土单位立方米成本都会明显增加。

4结论

（1）细砂、特细砂对混凝土的工作性、强度及成本影响很大，粗砂混凝土材料成本虽然较小，但其工作性

不佳。

对比中砂，在满足混凝土的工作性和强度的要求下，其成本比细砂、特细砂分别要低2元/m3、5元

/m3。

（2）砂、石对混凝土的工作性、强度影响随含泥量的不同而有所差异。

在满足工作性的要求下，外加剂的掺量随砂、石含泥量的增加而增加，从28d强度同样可以看出，砂、石含泥量越大，其28d强度越低（3）从混凝土成本的经济性考虑，同时在满足混凝土的各项性能指标要求的情况下，在选择河砂时其含泥

量不宜过大，应小于1.5%为宜，且砂的细度模数应控制在中砂范围内。

而碎石的含泥量应控制在1.2%以内

◆关于混凝土质量控制的几个问题本文论述了影响混凝土质量的主要因素，混凝土强度等级与混凝土平均强度值及其标准差的关系，混凝土质量控制的中心环节。

[文摘]本文论述了影响混凝土质量的主要因素，混凝土强度等级与混凝土平均强度值及其标准差的关系，混凝土质量控制的中心环节。

[关键词]混凝土强度等级影响因素材料管理强度测定混凝土是由水泥、砂、石加水拌和均匀而凝固的人造石材，是混凝土结构和钢筋混凝土结构的主要组成材料。

它质量的好坏，既影响结构物的安全，又影响结构物的造价，混凝土工程的施工人员必须十分重视混凝土的施工质量。

那么，如何才能控制好混凝土质量？

混凝土质量控制与哪些因素有关？

下面就对有关因素谈点粗浅看法，以供参考。

一、混凝土强度及其主要影响因素

混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，只有弄清了影响混凝土抗压强度的主要因素，才能采取有效措施，使其达到要求的混凝土抗压强度指标。

1．水泥标号对混凝土强度至关重要

从混凝土强度表达式fcu.o=Afce（C/W-B）可以看出：

混凝土抗压强度与混凝土用水泥的强度fce成正比，按公式计算，当灰水比为定值时用625号水泥配制出的混凝土用325号水泥与制出的混凝土的抗压强度高近两倍，因此混凝土施工时切勿弄错了水泥标号，且存放三个月后的水泥一定要重新测定标号后取用，灰水比对混凝土强度有很大的影响。

灰水比与混凝土强度亦成正比，在一定范围内灰水比越大，混凝土强度就越高。

灰水比越小，混凝土强度就越低。

因此，当灰水比不变时，企业用增加水泥用量（同时按比例增加水用量）来增加混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和徐变这样反而对混凝土强度造成危害。

综上所述，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和灰水比，要控制好混凝土质量，最主要的就是控制好水泥质量和混凝土拌合物的灰水比这两个主要环节。

2．强度还有其它不可忽视的因素。

粗骨料品对混凝土强度也有一定的影响。

当石子强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性能比卵石强，当灰水比相等或配合比相同时，两种骨料配制的混凝土，碎石混凝土的强度比卵石混凝土高，但卵石混凝土的和易性优于碎石混凝土，因此，《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55——96）的混凝土强度计算公式中反是了两种且骨料的A、B系数：

碎石混凝土：

fcu.o=0.48ce（C/W-0.52）

卵石混凝土：

fcu.o=0.50fce（C/W-0.61）

按上述强度公式计算，当C/W在2.77以内时，碎石混凝土强度均高于卵石混凝土强度。

舅骨料品种（河砂、海砂、山砂）对混凝土强度影响程度比粗骨料小，所以混凝土强度公式没有反映砂种系数，但砂的质量对混凝土强度有影响。

因此，砂石质量必须符合混凝土用砂石质量标准（JGJ52——92

及JGJ53——92）的要求。

由于施工现场的砂石质量变化较大（如有害杂质含量，砂石本身颗粒坚硬程度，粗细颗粒组份的变化），对混凝土强度和混合物和易性都有直接影响，施工人员不得为了满足和易性对施工工艺的要求随意加水，从而造成灰水比的变化，致使混凝土强度发生较大波动。

因此，要求对砂石质量严加控制，尽可能使其与混凝土配合比设计时的原材料质量相符以达到预期的混凝土强度这个目的。

一旦砂石质量发生变化，施工时必须及时调整混凝土配合比。

水泥混凝土强度只有在一定的温湿条件下才能保证正常发展，气温低就不行，所以混凝土捣实成型后应按施工规范的规定予以养护。

冬季要保温防冻害，夏季要防暴晒脱水。

混凝土搅拌要保证各种材料混合均匀，使水泥浆级均匀地包裹粗细骨料表面并填充其空隙使其联结凝聚成整体。

目前研究推广的混凝土搅拌新工艺即分次搅拌还可改善混凝土结构和水泥水化条件，是提高混凝土强度的一种新措施。

二、混凝土强度等级与混凝土强度平均值及其标准差的关系混凝土强度等级是根据混凝土强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差确定的。

这样可以保证混凝土强度标准值具有95%的保证率，低于该标准值的概率不大于5%，充分地保证了结构的安全。

从这个定义推定，抽样检验的N组试件的混凝土强度平均值一定大于等于混凝土设计强度等级，而强度平均值的大小取决于施工管理水平，即取决于标准差σ的大小。

假设三个施工单位同样生产20号混凝土。

甲单位管理水平很高，统计得混凝土的标准差为2.0N/mm2，n组混凝土强度平均值mfcu=20+1.645×2.0=23.29N/mm2；乙单位管理水平中等，统计得混凝土标准差为4.0N/mm2，n组混凝土强度平均值mfcu=20+1.645×4.0=26.58N/mm2；丙单位管理水平低劣，统计得混凝土标准差为6.0N/mm2，n组混凝土强度强度平均值mfcu=20+1.645×6.0=29.87N/mm2，也就是说，三种施工水平的单位均得按95%的保证率要求控制混凝土的平均强度，即施工质量好（标准差σo=2.0N/mm2）的混凝土强度平均值23.29N/mm2与施工质量低劣（标准差σo=6.0N/mm2）的混凝土强度平均值29.87N/mm2具有同等的保证率。

因此，施工人员必须明确，不只要使混凝土强度平均值大于混凝土强度的变异性，即要尽量使混凝土强度标准差降到最低值，这样，既保证工程质量又降低了工程造价，是真正有效的节约措施。

三、混凝土质量控制的中心环节

混凝土质量控制包含两个基本内容：

1，使混凝土达到设计要求的强度等级；2，在满足设计要求的质量指标的前提下尽量降低成本。

这两条要求实际上是要尽量降低混凝土强度的标准差。

混凝土是非匀质性材料，强度有一定离散性，这是客观存在的，但是通过科学管理可以控制其达到较小值。

因此，混凝土强度标准差能客观地反映施工单位的管理水平，管理水平越高，标准差越小。

可以说，混凝土质量控制实质上是标准差的控制，那么，应从哪几方面着手才能使混凝土强度标准差降低到较小值呢？

（1）设计合理的混凝土配合比合理的混凝土配合比必须由试验室通过试验确定。

除满足强度、耐久性要求和节约原材料外，应该具有满足施工要求的和易性。

所谓混凝土混合物的和易性，是指混凝土混合物在拌和、输送、浇灌、捣实、成型等一系操作过程中，在消耗一定能量条件下使混凝土达到稳定和密实的一种工作性能。

以最小能耗达到最稳定、最密实的程度变是最佳的工作性能。

在设计混凝土配合比时，应根据砂石材料特性和灰水比调整最佳砂率，使混合物具有施工要求的和易性，即具有较合理的混凝土配合比，才能使混凝土比较容易拌均匀，而且在施工全过程中不致产生离析泌水现象。

（2）正确按设计配合比施工按混凝土配合比施工，第一，要及时测定现场砂、石含水率，将试验室配合比正确地换算成施工配合比；第二，材料应进行称量计量，不要用体积配合比；第三，要及时检查原材料是否与配合比设计原材料相符，否则，应及时调整配合比。

混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204——92）第4、3、1条规定，混凝土原材料按重量计的允许偏差，不得超过下列规定：

1．水泥、混合材料±2%2．粗细骨料±3%3．水、外加剂±2%

规范规定水和水泥的重量误差允许±2%，粗细集料的重量误差允许3±%，强调了影响混凝土强度的主要因素（灰水比），说明水和水泥的称量误差应比砂石集料小。

砂石集料的含水率应在总用水量中扣除，水和水泥均应称量，水不应凭经验加，水泥不应以袋计量，才能严格控制混凝土的灰水比。

通过计算我们可以得到以下结论：

水和水泥计量误差是降低混凝土强度的主要原因。

例如：

设原配合比每立方米混凝土用525号水泥400kg，水为20kg,水称量正误差2%则为204kg，水泥负误差2%为392kg，灰水比由400÷200=2变为392÷204=1.92，分别代入碎石混凝土强度fcu.o=0.48fce（C/W-0.52）验算。

原配合比混凝土强度fcu。

o=0.48×1.13×52.5（2-0.52）=42.14N/mm2误称水和水泥后的强度fcu。

o=0.48×1.13×52.5（1.92-0.52）=39.87N/mm2两者相比，混凝土强度相对降低值为（42.14-39.87）/42.14=0.054,即5.4%。

依此类推，常用标号水泥配制的混凝土，水计量的正误差1—10%，不同组合时的混凝土强度降低值就会

计算出不同的结果。

砂石集料负误差、混凝土制成量系数降低将造成多用水泥。

假定每立方米混凝土材料总量为2450kg，其中水200kg，水泥厂400kg，则砂石总用量角为1850kg。

按规范规定，砂、石集料允许负误差点%计算，少称砂石55.5kg（1850×3%），折合绝对体积20.94L（升）（砂石密度按2.65计算，则V=55.5/2.65=20.94），要用水泥浆来填充。

灰水比为2时水与水泥的体积比分量为：

0.61:

0.39，这时将大用水泥25.32kg（20.94×0.39×3.1=25.32kg）。

若砂石正误差3%，即多称了砂石55.5kg，由于砂子吸水将降低混凝土和易性，工人会随意加水，使其达到要求的和易性而降低混凝土强度。

总之，砂石应进行称量，绝对不得用