建筑材料对混凝土工程质量的影响

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摘要：当前，我国建筑工程建设中，混凝土结构相比于砖混砌体结构、钢结构等结构类型应用范围较广，使用率较高。混凝土结构的工程质量与人们的日常生活密切相关，被社会各界广泛关注。建筑材料对混凝土结构的质量有很大的影响，通过对材料管控可以很好地保证结构质量。本文将对混凝土材料的组成、配合比、其对结构质量的影响及防治措施进行分析。

关键词：建筑材料；混凝土结构；质量

材料的元素构成和矿物含量会对工程质量产生一系列的影响，例如，由于硅酸盐水泥强度与硅酸盐水泥石数量呈正比，因此水泥石中铝酸三钙的含量较高，水泥硬化会产生过多的热量，引起更大的温度应力并在混凝土结构中引起裂缝，影响正常使用。各种材料不同比例的混合对建筑工程的质量也有一定影响。例如，当水泥混凝土中的水灰比太大时，孔隙率高，强度和耐久性差；环境侵蚀会使材料的内在构造产生变化。因此，要充分考虑环境影响，正确选用材料，并进行合理的材料配比设计，以更好地保证工程质量。

1混凝土的材料构成

混凝土主要由胶凝材料（水泥、粉煤灰、矿渣等）、砂、石、水、外加剂等材料经过一定比例混合而成。其中胶凝材料的作用是通过与水发生化学反应生成固体凝胶，进而产生强度，并起到粘结砂石的作用；加入砂石可以减少混凝土中胶凝材料的用量，增加混凝土体积，可经济有效地增加混凝土耐久性；外加剂的作用是在特殊环境中保证水灰比一定的情况下通过改变凝结时间等方式，提高混凝土的和易性，降低水泥用量。通过合理配比，不仅可以将矿渣、粉煤灰等废料变废为宝，还可以经济有效改善混凝土的和易性。

2材料种类及使用比例的影响

2.1胶凝材料

胶凝材料中最具有代表性的当属水泥，下面以水泥为例分析胶凝材料对混凝土结构质量的影响。工程所处环境、成本等因素在很大程度上影响着水泥品类的选用。水泥的选用不当可能会引起防寒性差、易干缩、易起砂、早期强度较低、易被侵蚀、受干湿交替变化影响较大等很多工程缺陷。按照国家相关标准规定，早强型混凝土中铝酸三钙含量应高于3%且不得超过7%，若水泥中铝酸三钙的含量过多，即使各项指标均符合标准，但由于该品种水泥凝结硬化时间短，初期强度高，凝结过程中收缩较大，在施工过程中很难控制，极其容易造成大体积收缩引起结构开裂的工程质量问题。水泥的安定性也会在很大程度上影响建筑工程质量。水泥的总体积会随着硬化过程而产生变化。通过掺入熟料矿物使得混凝土在水泥水化过程中的体积变化均匀，可以最大限度地降低对建筑物的质量影响。但如果由于水泥中某些有害成分的作用而使水泥硬化，则水泥内部会发生急剧而不均匀的体积变化，并且建筑物内部会发生破坏和倒塌等事故。另外，混凝土结构工程质量也受水泥的凝结时间、水化热和强度等特性的制约。例如，过高的水化热会使混凝土结构由于巨大的温差应力而破裂，从而给工程带来危害。

2.2砂石等骨料

骨料的级配影响着混凝土的质量。较好的级配应当是：骨料较小的孔隙率可以节省水泥用量；降低骨料的总表面积可以减少湿骨料表面的需水量;必须有合适的细骨料以满足混合物可加工性的要求。因此，良好的骨料级配可以产生具有良好流动性和较少的偏析和渗出且添加水较少的混合物，并且通过结合对应的成型条件可以使制成的混凝土均匀密实，同时可达到增加强度和耐久性有所改善，且可节约水泥的效果。新制成型混凝土的性能、骨料的外表积大小、强硬混凝土的完全体功能和施工设备的使用损耗都会受到骨料粒径的制约。合成颗粒越大，表面积越小，需要在每单位重量上加水，以减少耗水量。当达到一定的工作能力时，可以降低水泥路的比例，并相应地提高功率。然而，如果颗粒尺寸太大，连接区域就会减少，界面张力的集中就会形成，在运输和施工中，分离的风险就会增加。骨料的活性以及其中所含有的有害杂质也对混凝土的质量有着一定程度的影响。

2.3外加剂

选取合适的外加剂类型及用量可以很好地改善混凝土的性能。例如，可减少混凝土的水消耗，或可在不增加水消耗的情况下增加混凝土的流动性，也可通过减少渗出和偏析来调节混凝土的凝固时间。提高可加工性和耐水洗性，可减少坍落度水滴损失。增加泵送混凝土的可泵送性，提高利用率，延迟混凝土的初始水化热，避免大体积混凝土由于升温过快而产生温度裂缝。提高混凝土早期强度，可防止混凝土在负温下冻结，进而提高强度，增加抗冻及耐磨等性能；通过控制碱性分子聚集反应，降低混凝土的黏度系数。在混凝土中外加物后，大多数会产生一些物理效应，少数会产生化学反应。其作用因类型不同而不同，如在被吸附的水泥颗粒表面形成吸附膜，从而改变效力，产生不同的吸力或推力。有的增强了水泥分布体系的稳定性，打破了絮凝状态，使得水泥的水化处于一个更优的条件下；有的改变了水泥颗粒表面的吸附状态，集结成为大分子结构；有些会使张力和水面再次变小。

2.4配合比

优质的配合比设计可以确保工程项目质量。优质混凝土应具有良好的可加工性，并具有足够的强度和硬化后必要的耐久性。但是，根据不同的混凝土结构工程要求，其配合比也有所不同，不良的配合比设计会影响混凝土结构工程的质量。混合比中的水灰比将对混凝土坍落度和水泥用量产生更大的影响。当水泥的量少时，混凝土的黏合性差、强度低、耐久性差、耐磨性差，并且易于粉化和沙化。骨料之间的水泥浆润滑能力不足会使得施工过程中混凝土不易流动性、难以致密，造成结构开缝的现象。水泥用量过多时，硬化后会在混凝土表面产生更多裂缝，影响混凝土强度。

3建筑材料影响混凝土质量的防治措施

3.1严格控制配合比

在建筑材料中，组成材料的不同比例将直接影响混凝土的最终性能。为了确保混凝土性能满足建设项目的实际要求，有必要对设计进行优化，严格控制其配比，以确保其合理性，并确保拌和性能。对于水泥与水的取用要特别注意，作为混凝土的黏合剂，水泥浆要有一定的稠度，以免材料的脱落和由此导致的混凝土质量下降。在进行配比设计时，首先要选取合适的胶凝材料及粗细骨料，然后根据现场环境和工程对混凝土的强度、和易性、耐久性等方面的要求加入适量的外加剂，并根据原材料的质量适时做出调整。在搅拌过程中要严格按照配合比控制各种材料的用量，对于配合比例有误的混凝土不得使用，需进行重新搅拌。

3.2合理选取含碱骨料

使用碱性骨料时，尽量选择含碱量较低的骨料，尤其是实际施工中使用量较大的水泥，由于其与多种材料进行混合，会发生不同的化学反应，碱性活跃会使结构存在开裂的风险，所以要控制水泥中的含碱量，尽可能选如硅酸盐水泥这种各项性能都较优的低碱水泥，可有效减小含碱集料与其他材料发生的化学反应。同时还要控制其他骨料中的含碱量，例如选取合适的砂子，尽量选取河砂，减少海砂的使用量。受制于地域限制无法降低含碱量时可以掺入混合材料来缓解、抑制碱骨料的化学反应，必要的时候还可以隔绝水和空气来进行混凝土搅拌。

3.3减少水泥用量

水泥的水化过程产生的热量会对混凝土的收缩产生较大的影响。不同类型的水泥的水化热差异很大，因此应使用低中热量的水泥。减少水泥用量的主要措施是选择具有良好和精细的骨料级配且可能的粒径最大的骨料。另外，含砂比小，外表面积小也可以节省水泥。粗砂可以比细砂节省水泥，并且在混凝土和可加工性条件下可以最大程度地降低坍落度，从而可以减少水和水泥的消耗。通过添加减水剂，还可以减少水泥的用量。

3.4控制水灰比

混凝土收缩变形很多时候是由于内部多余水分的不断蒸发散热，根据相关研究，水泥水合所需的水量仅为水泥重量的20％左右。实际工程中使用的水灰比远大于此，故而收缩率也比较大，因此必须严格控制水灰比以减少混凝土的单位耗水量。

3.5合理使用外加剂

应从多个方面积极优化混凝土结构的施工质量控制，将外加剂与混凝土紧密结合，有助于改善混凝土的功能，确保混凝土的整体施工质量。混凝土的强度、加工和耐久性要求有效地提高了添加剂的使用，添加剂可以将建筑成本降至最低。对于减少水的使用，它必须确保水和水泥的消耗量保持不变，混凝土的流动性增加，强度保持不变。通过混合大量的混合物，可以有效地控制碱性聚合反应。对于高温地区或者大体积混凝土施工时，加入适量的缓凝剂可以满足运输及泵送要求，减少坍落度损失，可在显著延长初凝时间的条件下保证后期强度不变。对于低温地区则可以加入适量的防冻剂来使混凝土在负温下硬化，且在规定时间内达到足够的防冻强度。

3.6加大入场材料的管控力度

对入场材料要进行严格的检测，确保入场材料的规格和质量符合要求，对于水泥应在检查规格和质量后按批次进行强度、细度及安定性等性能进行检测；砂子则要检测其颗粒级配、含水率、含泥量是否符合要求。同时还要注意材料的存储位置，例如水泥要对方于温度适中、阴凉且干燥的环境，避免水泥受潮结硬、低温受冻影响水化、高温损失强度等。砂石料的堆放场地要全部硬化，保持清洁，避免二次污染，且要控制堆放高度，保证顶部平整，减少级配离析。

4结语

综上所述，建筑材料的选取、配比、合理使用都会对建筑工程强度、耐久性、适用性等质量造成直接影响。为了充分保证建设项目的质量，除了考虑环境和地质因素外，最重要的是正确选择材料和进行比例设计。其中，混凝土是建筑项目中非常常用的材料。在混凝土结构工程中，严格控制建筑材料质量实际上就是对建筑工程质量的全面控制，这显示了建筑材料的重要影响和地位。因此，施工人员在实际施工中应认真选择各种建材，保证工程质量。

参考文献

[1]陈冲.建筑材料对混凝土结构工程质量的影响分析[J].中国标准化，2019（10）：33-34.

[2]王志强.建筑材料对混凝土结构工程质量的影响探究[J].住宅与房地产，2019（6）：114.

作者：王立国 单位：辽宁晟华城科检验检测有限公司