提高混凝土抗折强度可从原材料选择、配合比设计、施工工艺、养护方式以及添加纤维等多方面采取具体措施,以下为你详细介绍:
原材料选择
选用优质水泥:优先选择强度等级高、性能稳定的水泥。例如,P·O 52.5级水泥,其早期强度和后期强度发展都较好,能为混凝土提供更强的胶结力,从而提高混凝土的抗折强度。因为水泥强度越高,与骨料之间的粘结力就越强,在受弯时能更好地传递应力,减少裂缝的产生和发展。
挑选合适骨料
粗骨料:选用质地坚硬、级配良好的粗骨料。如碎石,其表面粗糙,与水泥石的粘结性能好。同时,要控制粗骨料的最大粒径,一般不宜超过构件截面最小尺寸的1/4,且不应超过钢筋间最小净距的3/4。合适的粗骨料粒径和级配可以使混凝土内部结构更加密实,提高抗折能力。
细骨料:采用级配合理、含泥量低的细骨料。中砂是比较理想的选择,其颗粒粗细适中,能填充粗骨料之间的空隙,使混凝土更加密实。含泥量过高会降低水泥与骨料之间的粘结力,影响抗折强度,因此应严格控制细骨料的含泥量在规定范围内。
添加矿物掺合料:适量掺入粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料。粉煤灰具有火山灰效应,能与水泥水化产物发生二次反应,改善混凝土界面结构,提高混凝土的密实性和抗折强度。矿渣粉也有类似的作用,同时还能提高混凝土的后期强度。一般粉煤灰掺量可控制在10%
- 30%,矿渣粉掺量可控制在20% - 50%。
配合比设计
优化水胶比:水胶比是影响混凝土抗折强度的关键因素之一。降低水胶比可以减少混凝土中的孔隙率,提高混凝土的密实性和强度。一般来说,水胶比每降低0.05,混凝土的抗折强度可能会有显著提高。但水胶比过低会影响混凝土的工作性,因此需要在保证工作性的前提下,尽量降低水胶比。
合理确定砂率:砂率是指细骨料用量占骨料总用量的百分率。合适的砂率可以使混凝土具有良好的和易性和密实性。砂率过大,会使混凝土中细骨料过多,导致混凝土收缩增大,抗折强度降低;砂率过小,粗骨料之间的空隙填充不足,混凝土密实性差,也会影响抗折强度。通常砂率控制在35%
- 45%之间较为合适。
使用高效减水剂:高效减水剂可以在不增加用水量的情况下提高混凝土的流动性,从而在较低水胶比下获得良好的工作性。这样既能保证混凝土的施工性能,又能提高混凝土的强度和抗折性能。例如,聚羧酸系高效减水剂,其减水率可达25% - 40%,能有效降低水胶比,提高混凝土抗折强度。
施工工艺
充分振捣:振捣是保证混凝土密实性的关键环节。采用合适的振捣设备,如插入式振捣棒,振捣时要快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。振捣时间以混凝土表面呈现浮浆且不再沉落为宜。充分振捣可以使混凝土中的气泡排出,减少内部缺陷,提高混凝土的抗折强度。
控制浇筑速度和高度:混凝土浇筑速度不宜过快,以免造成混凝土离析。同时,要控制浇筑高度,当从高处倾倒混凝土时,其自由倾落高度不宜超过2m,超过2m时应采用串筒、溜槽等下落,防止混凝土产生分层离析现象,影响混凝土的均匀性和抗折强度。
合理布置钢筋:在混凝土结构中合理布置钢筋可以提高其抗折能力。例如,在道路混凝土面板中设置钢筋网,可以增强混凝土的抗裂性能和抗折强度。钢筋的直径、间距和布置方式应根据结构的设计要求和使用条件进行确定。
养护方式
及时覆盖保湿养护:混凝土浇筑完成后,应及时用塑料薄膜、草帘等材料覆盖,防止混凝土表面水分蒸发过快。保湿养护可以保证水泥充分水化,提高混凝土的强度和抗折性能。一般在混凝土浇筑后12h内进行覆盖养护,养护时间不少于7d,对于掺有矿物掺合料或有抗渗要求的混凝土,养护时间不少于14d。
控制养护温度和湿度:养护温度和湿度对混凝土的强度发展有重要影响。在高温季节,应采取降温措施,如洒水降温、搭设遮阳棚等;在低温季节,应采取保温措施,如覆盖保温材料、加热养护等。同时,要保持养护环境的湿度在90%以上,以促进水泥水化反应的进行,提高混凝土抗折强度。
添加纤维
钢纤维:钢纤维具有较高的强度和弹性模量,在混凝土中随机分布可以阻止裂缝的扩展,提高混凝土的抗折强度和韧性。一般钢纤维的体积掺量在0.8% - 2.0%之间,掺入钢纤维后,混凝土的抗折强度可提高30% - 100%。
聚丙烯纤维:聚丙烯纤维可以改善混凝土的抗裂性能,减少混凝土早期收缩裂缝的产生。虽然聚丙烯纤维的强度不如钢纤维,但它能均匀分布在混凝土中,形成三维乱向支撑体系,提高混凝土的抗折强度和耐久性。聚丙烯纤维的掺量一般在0.6 - 1.2kg/m³之间。