造成混凝土回弹强度低的原因有哪些
发布时间:2025-06-17
 

 混凝土28天回弹强度增长缓慢或不合格,通常意味着基体强度发展未达预期,需从材料性能、硬化环境、检测准确性等维度深入分析,并结合工程实际采取针对性措施。回弹强度与龄期正相关,7天强度约为28天的60%70%,14天约80%90%,养护不足14天即测试,回弹值易被误判为不足。

混凝土配合比设计时要考虑以下问题: 

1 明确混凝土设计强度与龄期要求(如C30,28天回弹检测); 

2按强度等级1.5倍原则初选水泥(C30选P·O 42.5R); 

3核查水泥3天实测强度(≥24MPa),并确认粉煤灰、矿粉使用后胶凝材料强度≥17MPa 

4结合施工环境(温度、是否掺合料)调整水泥类型(如低温选早强防冻水泥); 

5 试配验证:制作150mm立方体试块,7天、28天试压,同步用回弹仪检测,建立强度-回弹值对应关系,确保数据匹配。 

回弹强度低的原因 

1水泥 

水泥活性不足,P.O 42.5水泥28天强度应≥42.5MPa),若实测值接近标准值下限,可能导致后期强度增长乏力使用存放超3个月的水泥,强度可能下降10%20%。水胶比一定时,水泥实测强度越高,混凝土基体强度越高。42.5级及以上的水泥早期强度发展快,使用P·O 42.5水泥比P·O 32.5水泥配制的C30混凝土,28天回弹强度可提高58MPa。选用3天早期强度高的水泥(如P.O 42.5R),其3天抗压强度比普通水泥高10%20%(如P·O 42.5R水泥3天强度≥22MPa,普通P·O 42.5水泥≥17MPa),能加速混凝土早期强度发展,提升回弹检测时的表面硬度。水泥存放超过3个月(未受潮)需重新检测强度,折减系数取0.90.95;受潮结块的水泥严禁使用(强度损失可达30%以上),回弹检测时表面易疏松,数据偏低。 

硅酸盐水泥比矿渣水泥早期强度高,回弹值更优,火山灰水泥因需水量大,易导致表面泌水,回弹值可能偏低。选择标准稠度用水量低、凝结时间正常的水泥,避免使用受潮或过期水泥(强度损失可达30%以上)。避免使用矿渣硅酸盐水泥(P.S)、火山灰水泥(P.P)、粉煤灰水泥(P.F),此类水泥早期强度低(3天强度仅为同等级普通水泥的60%70%),若用于回弹强度要求高的构件,易导致检测值不足。 

(2)矿物掺合料 

混凝土中添加粉煤灰时,Ⅰ级粉煤灰活性高,对回弹强度负面影响小于Ⅱ级粉煤灰。粉煤灰掺量超过25%(C30混凝土)或矿渣粉超过30%时,会显著延缓强度增长,尤其低温环境下更明显,7天回弹强度可能下降15%20%,需搭配早强剂调整。粉煤灰掺量30%时,28天强度可能较基准配比降低8%12%,水泥用量需相应调整,需提高水泥用量510kg/m³,弥补掺合料早期活性不足的问题 

矿渣粉掺量≤30%时,可选用早强型水泥抵消其缓凝效应,避免7天强度增长缓慢。矿渣粉掺量≤30%时,可提高后期强度(28天+),但早期(7天)回弹值可能持平或略低掺量>40%时,早期强度显著降低,碳化前回弹值易被误判为不足。 

3骨料级配与质量 

粗骨料(碎石/卵石)压碎值应≤12%(C30C50),压碎值每增加1%,混凝土回弹值可降低12MPa针片状颗粒含量≤10%,否则骨架搭接不紧密,受力时易断裂。最大粒径不宜超过40mm,连续级配(如531.5mm)比单粒级更易形成密实骨架,减少水泥浆用量。间断级配可能导致蜂窝,表面回弹值偏低。选用压碎值小、强度高、针片状含量低的碎石(如花岗岩、玄武岩等通常比石灰岩硬)。良好的级配可以减少骨料间的空隙,使水泥砂浆包裹更充分,提高混凝土密实度。 

中砂(细度模数2.33.0)最佳,细砂(<2.3)会增加水泥用量和收缩,表面易起粉;粗砂(>3.0)则和易性差,振捣后表面浆体不足,硬度低含泥量>3%时,泥粉吸附水泥浆,降低界面粘结强度,回弹值可下降10%15%,泥块含量>1%时,局部疏松区直接导致弹击点凹陷。 

选用含泥量低、细度模数适中(中砂)、级配良好的河砂或机制砂。严格控制云母、轻物质、泥块含量。 

4外加剂 

1减水剂+缓凝剂 

高效减水剂(减水率≥20%)可降低水灰比,每减少10%用水量,强度提升约10%,回弹值同步增加;但掺量过多(超过推荐值10%)会导致泌水、离析,表面浮浆层厚,硬度下降。缓凝剂掺量超过0.1%时,凝结时间延长,低温环境下可能导致早期强度不足,回弹值不达标。 

2 早强剂 

钙盐类早强剂(如氯化钙)可加速水泥水化,3天强度提升20%30%,早期回弹值明显提高;但掺量>1%时可能增加钢筋锈蚀风险,需谨慎使用。 

3引气剂 

含气量每增加1%,混凝土抗压强度降低3%5%,回弹值相应下降,因此引气混凝土(含气量4%6%)的回弹值比非引气混凝土低510MPa,通过配合比设计(如提高水泥用量3050kg/m³)补偿强度损失。 

4工地加水 

为改善混凝土坍落度,现场加水5%相当于水灰比提高0.030.05,28天强度下降10%15%,且表面浮浆增多,回弹时易产生“表面硬、内部软”的假象。 

混凝土配合比对回弹强度的影响 

按《普通混凝土配合比设计规程》验算28天强度保证率(≥95%),低温环境提高水泥用量5%10%; 

(1)水胶比 

水灰比是影响混凝土强度的决定性因素(鲍罗米公式),降低水灰比可减少水泥石孔隙率,提升密实度。水灰比与回弹强度呈显著负相关,水灰比每降低0.1,混凝土28天抗压强度可提升15%20%,表面硬度同步增加。例如,水灰比0.4的混凝土回弹值比0.5的高58(MPa换算值)。水灰比过高时,多余水分蒸发形成连通孔隙,水泥石密实度下降,弹击时表面易产生塑性变形采用高效减水剂(如聚羧酸系),在保持流动性的前提下减少用水量,水灰比每降低0.05,强度可提升10%15%。严格控制配合比计量精度,避免施工时随意加水。 

2水泥用量 

在一定范围内,水泥用量增加可提升强度,但过量会导致水化热过高、收缩开裂,建议根据设计强度控制水泥用量水泥用量过低(<280kg/m3)时,胶凝材料不足以包裹骨料,表面浆体不足,回弹值离散性大。为保证混凝土密实性,胶凝材料总量不宜低于300kg/m³(C30及以下),低于此值时,浆体不足以填充骨料间隙,表面疏松,回弹值离散。用量过高(>500kg/m3)则水化热过高,收缩开裂风险增加,表面可能出现微裂缝,降低硬度。C30~C40混凝土胶凝材料总量宜350~420kg/m3,C50~C60宜450~500kg/m3,超过500kg/m3时,水化热过高易导致内部微裂缝,表面硬度增长停滞。 

按混凝土设计强度选水泥等级,水泥强度等级宜为混凝土设计强度的1.52.0倍,确保水泥活性充分发挥,避免用量过高或过低。例如,C30混凝土选用P.O 42.5R水泥(强度等级为混凝土强度的1.4倍,接近合理区间下限,需控制水灰比≤0.5)C45C60混凝土,选用P.O 52.5R水泥(强度等级为1.31.6倍),配合高效减水剂降低水灰比至0.300.35,提升密实度。 

3砂率 

砂率过低(<30%)时,砂浆量不足,骨料间摩擦大,振捣后表面易露石,浆体覆盖不完整,回弹值偏低砂率过高(>45%)则水泥浆用量增加,收缩变大,表面易产生塑性裂缝,硬度下降。泵送混凝土砂率宜38%45%,非泵送35%40%,需根据粗骨料粒径调整(粒径越大,砂率越低)。 

(三)养护对回弹强度的影响 

浇筑后未及时覆盖保湿,早期失水(尤其前3天)会导致水泥水化不完全,表面强度停滞增长,回弹值可降低20%以上。对已浇筑构件,覆盖双层保湿膜(内层湿麻袋+外层塑料薄膜),每天喷水34次,保证养护期≥28天干燥环境可采用喷雾养护系统(自动喷淋),维持表面湿度≥90%。 

低温(<5℃)时水泥水化缓慢,需延长养护时间日均温度<10℃时未采取保温措施,水泥水化速率降低,28天强度可能仅达标准养护条件的70%当温度<5℃时,覆盖电热毯+棉被,维持混凝土表面温度≥10℃,或添加早强防冻剂(掺量3%5%),防止水化停止。高温(>35℃)时水分蒸发过快,易产生塑性收缩裂缝,表面疏松。露天构件养护期内失水(如大风天气未覆盖),表面水泥石碳化加剧,回弹值偏低。避免过早拆模或加载,过早拆模(尤其在低温或大风干燥环境下)会使混凝土暴露,水分急剧散失,表面未充分水化,导致疏松和强度损失。未达到规定强度就加载会损伤结构并影响后期强度发展。 

回弹强度案例分析 

1某桥梁墩柱回弹不合格分析 

C40混凝土28天回弹均值仅36MPa,低于设计值。 

排查因素: 

1材料:使用Ⅱ级粉煤灰掺量达35%,早期强度不足; 

2施工:浇筑时因泵送困难,现场加水5%,实际水灰比从0.40升至0.45; 

3养护:低温期(510℃)仅覆盖薄膜,未保温,水化缓慢; 

4 测试:直接在顶面测试,未修正碳化(深度2.0mm)。 

整改后:粉煤灰掺量降至20%,增加减水剂用量降低水胶比至0.37,禁止加水,,测试面修正后回弹值达4244MPa。 

2案例对比 

某工程C30混凝土,要求14天回弹强度达85%设计值(≥25.5MPa)。 

方案A:选用普通P·O 42.5水泥(3天强度18MPa),水泥用量300kg/m3,14天回弹平均值23MPa(不达标); 

方案B:改用P·O 42.5R水泥(3天强度24MPa),水泥用量320kg/m3,14天回弹平均值27MPa(达标),差异源于早强水泥早期强度增长更快。 

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