水泥的强度和水灰比是决定混凝土强度的最主要因素。水泥是混凝土中的胶结组分,其强度的大小直接影响混凝土的强度。在配合比相同的条件下,水泥的强度越高,混凝土强度也越高。当采用同一水泥(品种和强度相同)时,混凝土的强度主要决定于水灰比;在混凝土能充分密实的情况下,水灰比愈大,水泥石中的孔隙愈多,强度愈低,与骨料粘结力也愈小,混凝土的强度就愈低。反之,水灰比愈小,混凝土的强度愈高。
混凝土的抗压强度与水灰比和水泥强度之间符合以下近似关系:
fcu=αafce(C/W—αb)
式中,C—每立方米混凝土中的水泥用量,kg;
W—每立方米混凝土中的用水量,kg;
fcu—混凝土 28d抗压强度,MPa;
fce—水泥的实际强度,MPa;
αa,αb—经验系数,与骨料品种等有关,其数值需通过试验求得,通常取值如下:
对于碎石:αa=0.46,αb=0.07。
对于卵石:αa=0.48,αb=0.33。
fce应通过试验确定。当无法取得水泥实际强度数值时,可采用下式估计:
fce=γc·fce,k
式中,fce,k—水泥强度等级值,MPa;
γc—水泥强度等级值的富余系数(一般取1.13)。
骨料的表面状况影响水泥石与骨料的粘结,从而影响混凝土的强度。碎石表面粗糙,粘结力较大;卵石表面光滑,粘结力较小。因此,在配合比相同的条件下,碎石混凝土的强度比卵石混凝土的强度高。骨料的最大粒径对混凝土的强度也有影响,骨料的最大粒径愈大,混凝土的强度愈小。
混凝土的硬化是水泥水化和凝结硬化的结果。养护温度对水泥的水化速度有显著的影响,养护温度高,水泥的初期水化速度快,混凝土早期强度高。湿度大能保证水泥正常水化所需水分,有利于强度的增长。
混凝土在正常养护条件下,其强度将随着龄期的增加而增长。最初的7~14d内,强度增长较快,28d以后增长缓慢,龄期延续很长,混凝土的强度仍有所增长。
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