建筑材料对混凝土结构工程质量的影响

摘 要：建筑业作为国家发展的一项标志性行业,随着国家的经济水平日益提高,也得到了飞速的发展.而作为对建筑工程质量重中之重的建筑材料,则会直接影响建筑设施的工程质量.工程单位在施工期间必须要正确的选择材料设计材料和使用材料.以保证建筑的工程质量.本文就建筑工程质量问题进行分析探讨.

关 键 词：建筑材料；混凝土；结构工程；质量；措施

一、组成材料对混凝土工程质量的影响

1、水泥胶结材料

（1）水泥品种

水泥品种的选择主要决定于工程使用性质、施工时气候条件、所处使用环境、成本等因素.不同品种水泥或同一种品种水泥由于其成分的差别其性能也不尽相同,相差很大.水泥品种的误用可以引起很多工程缺陷,如抗冻性差、抗干缩能力差、粉、早期强度低、抗侵蚀能力差、抗干湿交替变化的能力低等.早强型普通硅酸盐水泥中,国家标准规定其铝酸三钙含量为3%一7%,若水泥中铝酸三钙的含量达到上限,各项指标经验均符合标准,但该品种水泥凝结硬化块,早期强度高,收缩大,使用时如果不采取任何技术措施,很容易因控制不当而产生大的体积收缩引起开裂等工程质量问题.

（2）水泥的安定性

水泥在硬化过程中,一般体积都会发生变化.若这种变化是在熟料矿物水化过程中发生均匀体积变化,则对建筑物的质量影响不大.但如果在水泥凝结硬化后由于水泥中某些有害成分的作用,在水泥石内部产生剧烈的不均匀的体积变化,在建筑物内部会产生破坏应力,导致建筑物强度下降、开裂、坍塌等事故.水泥的凝结时间、水化热及强度等方面的性质,对混凝土结构工程的质量也有一定的影响,如水化热高,会导致混凝土结构物形成巨大温度应力,使混凝土开裂,给工程带来危害.

2、集料

混凝土是一种复合材料,由胶凝材料和砂石材料组成,砂石材料一般占混凝土体积的3/4,集料的质量将直接影响混凝土的强度、变形和耐久性.

（1）集料的级配和粒径

较好的级配应当是：集料的空隙率要小,以节约水泥用量,集料总表面积要小,以减少湿润集料表面的需水量；要有适当的细集料,以满足混合料工作性的要求.

骨料的粒径将影响骨料比表面积的大小、新拌混凝土成型性能、硬化混凝土性能、施工设备的寿命.集料颗粒越大单位重量集料需润湿的表面积越小,从而可降低拌和物用水量,当达到某一工作性时可以降低水灰比,其强度可以随之提高.但粒径过太,将减少粘结面积形成界面应力集中且运输及施工中会增加离析的危险；同时大颗粒集料,也可能阻塞钢筋之间或钢筋与模板之间的窄缝,浇灌时引起离析,也会降低工作性和混凝土抗拉强度.

（2）骨料的活性

活性骨料即在碱性环境中能与水泥中碱发生反应的集料,这种反映一般在水泥混凝土硬化后进行,反应生成物具有破坏特点,其中最主要的一类就是含活性二氧化硅的集料.另外,集料中的有害杂质,如膨胀性矿物、硫化物、硫酸盐、粘土矿物等也对混凝土结构工程造成一定的破坏.

二、材料配合比设计对混凝土工程质量的影响

1、水灰比的影响

水泥浆的稠度取决于水灰比,在固定用水量的条件下,水灰比小时,会使水泥浆变稠,拌和物流动性小；若加大水灰比,可使水泥浆变稀,流动性增大,但会使拌和物流浆、离析,严重影响混凝土的强度.

2、水泥用量的影响

水泥用量不够时,将会导致下列缺陷.混凝土粘聚性差,施工时易出现离析,硬化后混凝土强度低,耐久性差,耐磨性差,易粉碎、翻砂.集料间的水泥浆润滑不够,施工流动性差,混凝士难于成型密实.但水泥用量也不可过多,过多的水泥用量不仅提高造价,同时还会导致混凝土硬化后收缩增大,由此引起干缩裂缝增多；水泥用量过多,由于水泥结构疏松、耐侵蚀性差,是混凝土中的薄弱环节.

3、集浆比影响

由于不好的配合比,混凝土有可能产生下列缺陷：

（1）混凝土的工作性差

在配合比设计上来说,致使混凝土工作性差的原因与直接将初步配合比用于施工配合比.现场砂石含水率变化之时,未能够及时调整；砂石材料级配发生变化时,集料的比例为能够及时调整等.且若拌合物中砂率过小时,则会出现“多石”的现象,会导致混凝土产生离析以及蜂窝.

（2）混凝土的强度不够

混凝土是一种不均质材料,质量波动较大.也因此,在进行配合比设计时,应根据实际情况将配置强度适当提高一些.但是如果设计时直接用设计强度或施工时随意改变计量或水灰比一起的变化等,都会导致强度不符合要求.

（3）耐久性无法达到要求

配合比设计中应包含“最小水泥量”以及“最大水灰比”的要求.且水灰比是影响混凝土耐久性的重要因素,同时也是影响混凝土强度的主要因素之一.在满足混凝土强度的前提下,如若水灰比大,那么水泥在凝结硬化过程中,大部分的水则会直接蒸发而不会参加水化反应.从而导致剩余的空隙率将增大,降低了混凝土的密实性,同时也会降低了混凝土的耐久性.

三、建筑材料引起的混凝土结构工程质量问题的防治

1、采取措施减少温度开裂

综上可以得出结论,采用早强型普通硅酸盐水泥时,凝结硬化快,放热量大.如若控制不当将会产生较大的温度应力,从而导致开裂.为此,我们可以选择低热的水泥,降低水泥的用量,或者掺入适量的外掺料.

2、避免由于碱集料反应而造成开裂

使用安全的集料,即是经过化学法、砂浆棱柱体法确定无害的集料.且当使用活性集料时,应使用低碱水泥.

3、掺入搀和料或外加剂改善混凝土的性能

掺入适量外加剂可以改善混凝土的强度、耐久性、和易度,同时还可以降低造价.例如,掺加减水剂之时,可以在保持用水量以及水泥量不变的条件下,增大混凝土的流动性；保持强度不变,可以节约水泥；保持水泥量和混凝土工作性不变,减少用水量提高强度.资料表明,利用大掺量矿物质和料来配置混凝土,也是减少开裂的一个经济有效的措施.且同时,掺加掺合料还可以起到控制碱集料反应的作用.

四、防止裂缝的措施

1、减小温度收缩的措施

（1）避免高温和大风天气下施工,由于混凝土面迅速失水,引起混凝土表面干缩,产生表面裂纹.

（2）降低水泥用量,减少温度收缩.使用低热水泥及减少水泥用量也可以降低混凝土收缩.水泥水化热对混凝土的升温影响很大,水泥品种不同,水化热相差很大,所以要使用低热水泥或中热水泥.减少水泥用量的主要措施是选择粗细骨料级配良好且最大粒径尽可能大的骨料.

2、减少干燥收缩裂缝的措施

尽量减少混凝土的单位用水量.混凝土干缩主要是混凝土中多余的水分不断蒸发所致.据有关研究表明,水泥水化所需的水量只有水泥重量的20%左右.而实际工程上应用的水灰比要比这大的多,因而干缩也比较大,因此必须严格控制水灰比,减少混凝土单位用水量.

结语：建筑材料的组成、结构、规格、使用及选择,材料的化学成分、矿物成分,都将影响建筑工程的工程质量.因此,保证建筑工程质量,在考虑环境影响的同时,关键是正确选择材料、使用材料和进行合理的材料设计.