王皓
湖南路桥建设集团有限公司 湖南长沙 410000
摘要：在城市发展建设推动下，为了满足人们出行需求，公路桥梁建设工程项目越来越多，水泥混凝土作为工程施工中使用量最大的建筑材料，在城市建筑不断多样化的情况下，对水泥混凝土强度也有着更高的要求，在使用过程中可能由于试配、拌和等工艺不同，使得混凝土实际强度存在差异。基于此，本文将从材料组成、养护条件、试验条件等方面为切入点，对影响混凝土强度的因素进行分析，并对提升水泥混凝土强度对策展开论述。
关键词：公路桥梁工程；水泥混凝土强度；影响因素；提高对策
前言：在混凝土材料硬化后其强度是判断其性能的关键指标，在《普通混凝土力学性能试验方法》中已明确规定，混凝土强度包括:粘结强度、抗折强度、棱柱体抗压强度以及立方体抗压强度等。在公路与桥梁工程中，判断混凝土强度等级主要依据抗折强度和立方体抗压强度，强度等级通过符号C与立方体抗压强度标准值表示，例如GB50010-2002中所规定的普通混凝土强度等级C25、C35、C40等。
一、影响公路桥梁水泥混凝土强度因素分析
（一）材料组成因素
材料组成对水泥混凝土强度的影响主要包含各组成材料质量和配置混凝土时各组成材料的比例。
首先，水泥材料及水灰比的影响，水泥凝结之后所形成混合物的质量直接影响着混凝土强度，同时水泥自身特性及水灰比决定这混合物质量，通过大量试验表明，虽然不只是水灰比影响强度，但在混凝土配比过程中水灰比是主要影响因素[1]。
其次，集料特性影响，集料表面性质和形状等特性与水泥混凝土强度有着直接关联，因此为了提升混凝土强度，保证公路桥梁稳定性，选择集料时多选择棱角分明且表面粗糙的碎石，同时需检验碎石集料压碎值，若压碎值不达标将不能在公路桥梁混凝土中使用。
最后，浆集比影响，即水泥混凝土中水泥砂浆体积和集料体积比值，其对水泥混凝土强度有着较大影响，特别是在高强度等级的混凝土中表现的更加突出。通过大量试验表明在保证水灰比不变的情况下，在达到最优浆集比后，若继续增加浆集比，水泥混凝土强度会随之降低[2]。因此，在施工过程中应确定最优浆集比。
（二）养护条件因素
结合多年来施工经验和施工现场试验，在保证水泥混凝土配合比和施工工艺不变的情况下，混凝土强度与养护期间的温度、湿度、养护时间息息相关。在施工试验时，同时取两组水泥混凝土，分别进行自然养护和标准养护，在达到养护期限后分别对其进行压力测试，试验结果表明，通过标准养护的混凝土试件强度要远高于自然养护的混凝土试件[3]。因此，在公路桥梁中，所有混凝土构筑物在条件允许的情况下需尽量接近标准养护的条件（温度20℃±2℃，相对湿度不低于95%），从而提高整体建设质量。
湿度因素，水泥混凝土成型后，若能保证一定湿度进行养护，其强度将随着养护时间增加按照水泥特性呈对数关系增长。
温度因素，养护温度与混凝土强度有很大关联，在相同湿度条件下，为了达到一定强度，低温养护相比于高温养护需要更多时间，但是温度如果过高且湿度达不到要求的情况下在混凝土养护初期就有可能烧坏。因此在实际施工过程中，气温较低的季节或者在温度较低的气候地区为了缩短工期，往往在构件预制现场搭设保温棚，或者对成品构件进行密封覆盖、蒸汽养护。
养护时间，水泥混凝土强度会随着养护时间的增长而增长，通常来讲，混凝土晒水保湿养护时间应不少于7d，对重要工程或者有特殊要求的混凝土，应根据实际情况酌情延长养护时间。混凝土的早期养护时强度增长速度快，后期增长速度会稍缓一些。
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（三）试验条件因素
对于材料组成、养护条件、制备工艺均相同的水泥混凝土，其强度还会受到试验条件的影响。在实验室环境下配制混凝土时往往要细致筛选砂石料并严格控制砂石含泥量，因此在实验室条件下试件强度基本能够达到强度要求。但在施工过程中，受到现场条件影响，不能保证砂石料干湿程度和清洁度标准，并且在拌和、振捣、运输及养护阶段也会影响混凝土强度，导致施工现场水泥混凝土强度将难以达到试验标准。
二、提升公路桥梁水泥混凝土强度对策
（一）强化原材料质量控制
配制水泥混凝土的原材料主要内容包括水泥、粗集料、细集料、外加剂等，在材料进场前需对原材料进行质量复检，检查合格后方能使用。合理规划水泥用量，选择高强度水泥，水泥在施工现场存放三个月以上需对其进行质量复检，针对粗骨料、细骨料在进场前开展含泥量、颗粒级配、泥块含量等项目检查。选择级配良好的碎石，其具有较小的孔隙率，可以减少水泥使用量的同时，优化混凝土拌和物的和易性，进而提升水泥混凝土强度，必要时还可检测粗、细骨料的坚固性[4]。
（二）控制浆集比和水泥比
为了提升水泥混凝土强度，往往将水灰比控制在0.45以下，碎石用水量不超过每立方米150kg、卵石用水量不超过每立方米140kg，若在混凝土中加入外加剂还可在此基础上降低水灰比和用水量[5]。严格控制水灰比可以有效减少混凝土中游离水含量，进而减少混凝土空隙，提升水泥混凝土密实度及强度。并且在控制水灰比的同时，降低了浆集比，缩小水泥浆层厚底，将集料的骨架优势充分发挥出来，提升混凝土强度。
（三）使用外加剂
现在公路桥梁工程中所使用的大部分标号的水泥混凝土都有添加外加剂，在保证其强度和工作性能的同时，又能有效的降低其成本。在其设计强度均不低于C45时，为保证混凝土强度同时也为保证混凝土拌和物的和易性和坍落度满足现场施工要求，不仅使用高强度水泥，并将水灰比控制在0.35到0.45之间，还在混凝土中加入了高效减水剂，从而保证混凝土性能，使试件强度满足设计要求。
（四）采取机械振捣及拌和
水泥混凝土在振捣及拌和作用下，其水泥砂浆的凝聚结构会被破坏，使水泥砂浆粘度降低，同时降低砂浆与集料间的摩擦力，使得混凝土拌和物能够在较小水灰比的情况下致使拌和物具有较强流动性，使得混凝土拌和物能够更好的充满模具，并在振捣过程混凝土中气泡也会随之排出从而使得混凝土密实度增加。保证水泥用量不变情况下，降低水灰比和增加密实度，达到提升混凝土强度目的。
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（五）采取湿热养护处理
除了在材料方面、制备过程中采取措施提升混凝土强度外，还可以通过湿热养护使混凝土强度达到一定强度。
首先，蒸汽养护，浇筑完成的混凝土构件经过3h左右预养护后，在相对湿度为90%，温度不小于60摄氏度的饱和水蒸气中进行养护，从而提升混凝土强度发展速度[6]。通过蒸汽养护的混凝土，早期强度增长很快，24h强度就能达到标准养护的70%，但后期强度增长缓慢，所以在普通混凝土蒸汽养护时，温度控制在60-80摄氏度，养护时间控制在5-8h即可。
其次，蒸压养护，这一养护措施费用大，经济性较差，在施工现场通常不适用。其是将混凝土静置10h后，在蒸压釜中，高温高压进行蒸汽养护。
结束语：综上所述，在公路桥梁施工中，很多因素会影响水泥强度，在施工中可以通过加强材料质量管控、控制浆集比和水灰比、使用外加剂、合理振捣及拌和、进行湿热养护等手段提升混凝土强度及性能。同时应加大科研力度，不断挖掘新的提高混凝土强度方法，提升公路桥梁社会效益及经济效益。
参考文献：
[1] 刘晓红. 影响水泥混凝土强度的因素及控制措施[J]. 中国房地产业,2020(5):90-91.
[2] 桂许兰,詹微微,龙行航. 水泥基超高性能混凝土强度影响因素综述[J]. 湖南交通科技,2020,46(3):12-15.
[3] 蔡旭,肖天佑,吴旷怀. 混凝土再生集料水泥稳定碎石强度及影响因素研究[J]. 中国科技论文,2018,13(1):56-59.
[4] 林秋艳. 浅谈商品混凝土强度的主要影响因素及质量控制环节[J]. 四川水泥,2019(6):17,27.
[5] 刘延涛,林志斌,李东旭,等. 混凝土早龄期回弹强度影响因素数值分析[J]. 云南水力发电,2019,35(z2):179-183.
[6] 卢一鸣. 高强度水泥混凝土配合比设计[J]. 百科论坛电子杂志,2020(6):1588.