探析原材料品质对混凝土质量的影响
摘要：混凝土是由水、水泥、掺合料、外加剂、砂、石等六大原料组成的。新拌混凝土的工作性能，硬化混凝土的强度、耐久性能很大程度上取决于原材料质量。在日益高要求的建筑施工中，混凝土质量要求也越来越高，本文探讨了原材料品质对混凝土质量的影响，以其为有关建筑人员提供参考。
关键词：原材料；品质；混凝土；质量；影响
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(统称骨料或集料)以及粉细颗粒(填料)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（包括水泥石和粗细骨料）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。
二、首先把握好原材料质量
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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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(如淤泥、有机物、硫化物和硫酸盐等)。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(氢氧化钙)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。
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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(统称骨料或集料)以及粉细颗粒(填料)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（包括水泥石和粗细骨料）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。
二、首先把握好原材料质量
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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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(如淤泥、有机物、硫化物和硫酸盐等)。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(氢氧化钙)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。
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