浅谈混凝土砌块抗压强度的影响因素

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　　摘要：本文从水泥、粗骨料、细骨料、矿物掺合料、外加剂等五个方面综述了原材料对砌块抗压强度的影响，并且从水灰比、水泥用量、砂率等三个方面介绍了混凝土配合比对砌块抗压强度的影响。
　　关键词：混凝土；砌块；抗压强度
　　前言：混凝土砌块作为一种新型墙体材料，在我国建筑工程领域得到广泛的应用。相关的产品标准就有两个国标、两个建材行业的标准。作为砌块最主要的性能指标―强度等级，四项产品标准中有关抗压强度检测，均采用现行的《混凝土小型空心砌块试验方法》中规定的单块座浆试件进行直接试压，即不考虑块型尺寸影响因素。
　　1 原材料对砌块抗压强度的影响
　　1.1 水泥因素
　　 我国常用的五大水泥主要因混合材料品种和矿物掺量的不同而性能各不相同。硅酸盐水泥有明显的早强作用，3d强度可达28d强度的40%，水泥水化热高，适用于冬季生产；砌块的抗冻性好，但砌块后期强度发展较慢；普通硅酸盐水泥的早期强度比硅酸盐水泥稍低、但高于其他水泥，水泥水化热比其他水泥高，生产砌块的抗冻性较好；矿渣水泥的早期强度偏低，生产砌块的后期轻度发展较快，水泥水化热低，砌块的抗冻性可能会受影响，不适用于冬季生产；火山灰硅酸盐水泥的早期强度低，生产砌块的后期轻度仍有较大发展，水泥水化热低，抗冻性能差；粉煤灰硅酸盐水泥早期强度发展缓慢，砌块的后期强度有较大发展，一定要采用养护窑养护，不易露天自然养护；砌块的抗冻性不好，复合硅酸盐水泥的早期强度较低，水化热低，抗冻性差，不宜生产砌块。
　　1.2 粗骨料因素
　　1.2.1 级配影响
　　 由于受砌块的壁、肋厚度的影响，因此粗骨料粒径应为5-10mm、采用连续级配。采用合理的粗骨料级配，能保证混凝土密实度，提高强度和耐久性、降低水泥用量。若供应商提供的粗骨料不能满足级配要求，可在搅拌投料时进行人工级配调整，即用2-3种不同粒径的石子比例投料，或掺入一定必烈某粒级的石子。
　　1.2.2 粒径及表面状况
　　 常用粗骨料有卵石和碎石两种。卵石表面光滑、少棱角、表面积较小，与水泥浆粘结力较差，强度较低；碎石表面粗糙、多棱角、表面积大，与水泥浆粘结力较强，在水灰比相同条件下，通常比卵石混凝土砌块的强度高出约10%左右。
　　1.2.3 粗骨料强度
　　 用于生产高于砌块的粗骨料，宜选用坚硬密实的石灰岩、辉绿岩、花岗岩、正长岩、辉长岩等火成岩类碎石。粗骨料强度可用岩石立方体轻度和压碎指标表示，强度压碎指标越小，则表明粗骨料的强度越高，粗骨料若有风化状态或软颗粒过多，则会降低强度。
　　1.2.4 针片状含量
　　 通常人们定义：当颗粒长度大于该颗粒平均粒径2.4倍者，称之为针状颗粒；颗粒厚度小于平均粒径的0.4倍者为片状粒径。由于针、片状颗粒易折断，粗骨料中该两种颗粒含量多时，会降低砌块的抗压强度。
　　1.3 细骨料影响
　　 细骨料对高强砌块强度的影响教细骨料要小，但砂子的粒径和级配仍是必须考虑的因素的影响因素。河沙质量相对较好，山砂的含泥量或泥块往往过高，必须经过冲洗后使用；海砂含有氯离子等有害离子，必须清洗、达到建筑用砂的标准要求时方可使用。实验室的微观观察发现：山砂与水泥粘结性能比河砂好。
　　1.4 矿物掺合料
　　1.4.1 粉煤灰因素
　　 目前粉煤灰是我国生产混凝土砌块使用量最大的矿物掺合料。一般来讲，掺和粉煤灰的混凝土砌块28d以前的强度低于基准混凝土砌块，90d以后强度才与基准砌块相等。若生产高强度砌块，宜选用一级灰；粉煤灰的掺和量原则上不宜超过水泥重量的25%。掺粉煤灰的混凝土砌块不宜采用火山质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
　　1.4.2 磨细矿渣粉
　　 掺加磨细矿渣粉的混凝土砌块，其密度有较大提高，能提高混凝土强度、改善砌块的抗渗性和抗冻性。但由于目前我国磨细矿渣粉价格偏高，因此在砌块生产企业采用的极少。
　　1.4.3 硅灰因素
　　 硅灰是硅铁合金生产中电弧炉烟道中收集到粉灰，颗粒很细，活性二氧化硅含量很高，质量分数达85%-95%，火山灰活性最为强烈，掺加硅灰的混凝土砌块28d强度远远高于未掺加的基准配合比砌块。
　　1.5 外加剂因素
　　 在混凝土砌块生产中掺加外加剂，根据其最终要达到的目的不同，主要有以下几种。抗掺剂：提高砌块的抗渗性能，在装饰砌块或清水墙用光面砌块生产时，原则上均需掺入。它对强度影响不大。早强剂：主要作用是加速混凝土硬化，提高砌块的早期强度。在进行冬季生产或蒸汽养护时常常采用，一般对砌块1d强度提高25%-35%，3d提高20%-35%，7d提高5%-10%，对28d以后强度影响不大。减水剂：减水剂能在混凝土工作性能不变的情况下，显著减少拌合物的用水量，以提高强度，改善其抗冻性、抗渗性和泌水性。
　　2 混凝土配合比对砌块抗压强度的影响
　　2.1 水灰比因素
　　 由于受混凝土砌块成型工艺的特性―干硬性混凝土振动加压成型的影响，实际水灰比对砌块强度的影响远远没有对湿法混凝土强度的影响大。资料介绍，理论上水泥完全水化的水灰比为0.24则存在毛细水，所以混凝土用量很大，一部分是满足混凝土工作性能的要求。生产砌块确定水灰比时，最优先考虑的是成型性能，而不是砌块强度，即：最佳水灰比值，应是可成型、混凝土密度最大化、所需成型时间短、成型后坯体不变形。
　　2.2 水泥用量影响
　　 很多混凝土砌块生产企业有一个认识误区：认为仅靠提高水泥用量就可以提高砌块强度。实际上不完全正确。MU15以下混凝土砌块的强度虽然与水泥用量有关，但由于砂石骨料本身强度比水泥化产物高得多，增加水泥用量可提高砌块强度，而对于高强度混凝土砌块，随着混凝土强度与砂石本身强度的逐渐接近，砂石本身强度及其与水泥粘结力将直接影响抗压强度，水泥强度将不再是决定混凝土砌块强度的唯一因素。
　　2.3 砂率影响
　　 砂率对砌块强度的影响，主要是受粗骨料规格、级配的影响，即粗骨料选定后，最合理的砂率也应可以确定。在不影响成型的前提下，最大可能地填充粗骨料间留下孔隙。
　　结束语：
　　 现在执行《混凝土小型空心砌块实验方法》中抗压强度试验与计算方法基础上，分析对抗压强度等级的影响因素，以采取必要的控制措施。
　　参考文献：
　　[1] 丁大钧．砌体结构学[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．

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