【प्रतिदिन के विषय】【निर्माण संबंधी संस्करण 20160616】
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पुरस्कार: 2 संपत्ति। सही उत्तर के लिए पुरस्कार: 9 संपत्ति।प्रश्न: कंक्रीट की मजबूती को प्रभावित करने वाले कारक कौन-कौन से हैं?
पानी-सीमेंट अनुपात, सीमेंट की मजबूती, वायु सामग्री, भराव सामग्री में मिट्टी की मात्रा, भराव सामग्री की मजबूती, संरक्षण विधियाँ, अतिरिक्त पदार्थ।
कंक्रीट की मजबूती पर प्रभाव डालने वाले मुख्य कारक हैं – कंक्रीट बनाने की विधि, इसकी देखभाल संबंधी प्रक्रियाएँ, एवं कंक्रीट बनाने हेतु उपयोग की जाने वाली सामग्रियाँ। कंक्रीट तैयार करते समय पानी एवं सीमेंट का अनुपात, मिश्रण की विधि, एवं कंपन की प्रक्रिया – ये सभी कंक्रीट की शक्ति पर काफी प्रभाव डालते हैं। कार्यक्षमता बनाए रखते हुए, जल-सीमेंट अनुपात को यथासंभव कम करने से कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि होती है। ठोस/कठोर कंक्रीट के लिए जबरदस्ती मिश्रण करने वाले मिक्सरों का उपयोग करना उचित है, जबकि नरम कंक्रीट के लिए स्वचालित मिक्सरों का ही उपयोग करना चाहिए। कंक्रीट को कंपन विधि से दबाने से इसकी मजबूती में वृद्धि होती है। शुष्क-कठोर कंक्रीट की स्थायी मजबूती में 20%–30% तक वृद्धि हो सकती है। वैक्यूम द्वारा पानी निकालना, दबाव डालकर कंक्रीट को दबाना, केंद्रापसारक विधि आदि जैसी विधियों से भी कंक्रीट और अधिक घना हो जाता है, जिससे इसकी मजबूती में वृद्धि होती है। संरक्षण प्रणाली का ताकत पर प्रभाव मुख्य रूप से संरक्षण हेतु आवश्यक तापमान, संरक्षण की अवधि, एवं संरक्षण के दौरान की नमी जैसे तीन कारकों से होता है। जितना अधिक देखभाल हेतु आवश्यक तापमान होगा, जितनी अधिक समय तक कंक्रीट की देखभाल की जाएगी, एवं जितनी अधिक नमी होगी, उतनी ही अधिक कंक्रीट की मजबूती होगी। कंक्रीट बनाने हेतु उपयोग की जाने वाली विभिन्न सामग्रियों में, सीमेंट की शक्ति एवं कंक्रीट की शक्ति के बीच लगभग रैखिक संबंध होता है; अर्थात् सीमेंट की शक्ति जितनी अधिक होगी, कंक्रीट की शक्ति भी उतनी ही अधिक होगी। भराव सामग्री, कंक्रीट की मजबूती पर कुछ हद तक प्रभाव डालती है। टूटे हुए पत्थर, चूँकि अधिकांशतः कठोर एवं कोनेदार होते हैं, इसलिए उनमें अच्छी मैकेनिकल बंधन क्षमता होती है; जिससे कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि होती है। लेकिन, जब पानी एवं सीमेंट का अनुपात बढ़ता है, तो यह प्रभाव धीरे-धीरे कम हो जाता है। जितनी अधिक मात्रा में कंक्रीट में कीचड़ एवं कार्बनिक पदार्थ होते हैं, उतनी ही कमजोर हो जाती है कंक्रीट की मजबूती।
उत्तर: सीमेंट की शक्ति-स्तर एवं वाटर-सीमेंट अनुपात, कंक्रीट की शक्ति के निर्धारण में मुख्य कारक हैं।
निर्माण हेतु आवश्यक सामग्रियाँ एवं उनका अनुप सीमेंट की ताकत के स्तर एवं वाटर-सीमेंट अनुपात का प्रभाव। कंकड़/रेत का प्रभाव। अतिरिक्त पदार्थ एवं मिश्रण सामग्री। रखरखाव की शर्तें। परीक्षण विधि
सीखा गया: सबसे महत्वपूर्ण कारक है “वॉटर-सीमेंट अनुपात”。 यदि कंक्रीट की मजबूती में कोई समस्या होती है, तो इसका कारण ज्यादातर वॉटर-सीमेंट अनुपात का ठीक से नियंत्रण न होना ही होता है। बेशक, यदि मिश्रण केंद्र में मात्रा मापने में त्रुटि हो जाए, तो विभिन्न सामग्रियों के अनुपात में परिवर्तन हो जाता है, जिससे कंक्रीट की मजबूती पर भी प्रभाव पड़ता है। बेशक, सीमेंट की मजबूती, गैस की मात्रा, कणों में मिट्टी की मात्रा, कणों की मजबूती संबंधी विशेषताएँ, संरक्षण विधियाँ, परीक्षण की परिस्थितियाँ आदि भी शामिल हैं।
कंक्रीट की मजबूती पर कई कारकों का प्रभाव पड़ता है। संक्षेप में, इनमुख्य रूप से चार कारक हैं – सामग्री की संरचना, निर्माण की विधि, सुखाने की प्रक्रिया, एवं परीक्षण की परिस्थितियाँ।
कंक्रीट की मजबूती पर प्रभाव डालने वाले कारक:
1. सीमेंट की मजबूती एवं वाटर-सीमेंट अनुपात – सीमेंट की मजबूती एवं वाटर-सीमेंट अनुपात, कंक्रीट की मजबूती निर्धारित करने में सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। सीमेंट, कंक्रीट में प्रयोग होने वाला एक आवश्यक घटक है; इसकी मजबूती ही कंक्रीट की मजबूती को प्रभावित करती है। जब मिश्रण का अनुपात समान रहता है, तो सीमेंट की ताकत जितनी अधिक होती है, कंक्रीट की ताकत भी उतनी ही अधिक होती है। जब एक ही प्रकार का सीमेंट (एक ही प्रकार एवं ताकत वाला) उपयोग में आता है, तो कंक्रीट की ताकत मुख्य रूप से वाटर-सीमेंट अनुपात पर निर्भर होती है। ； जब कंक्रीट पूरी तरह से सघन होता है, तो जितना अधिक वाटर-सीमेंट अनुपात होता है, सीमेंट-पत्थर में उतने ही अधिक छिद्र होते हैं; इस कारण इसकी मजबूती कम हो जाती है। साथ ही, इसकी ठोस पदार्थों से चिपकने की क्षमता भी कम हो जाती है, जिससे कंक्रीट की मजबूती और भी कम हो जाती है। इसके विपरीत, जितना कम वॉटर-सीमेंट अनुपात होगा, कंक्रीट की मजबूती उतनी ही अधिक होगी। कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता, वाटर-सीमेंट अनुपात एवं सीमेंट की मजबूती के बीच निम्नलिखित संबंध होता है:
fcu = αafce(C/W – αb)
जहाँ, C = प्रति घन मीटर कंक्रीट में उपयोग होने वाले सीमेंट की मात्रा, किलोग्राम में। ； W – प्रति घन मीटर कंक्रीट में उपयोग होने वाले पानी की मात्रा, किलोग्राम में। ； FCU – कंक्रीट की 28 दिनों में होने वाली संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता, MPa में। ； FCE – सीमेंट की वास्तविक शक्ति, MPa में। ； αa, αb – ये अनुभवजन्य गुणांक हैं; इनका मान कंक्रीट में उपयोग होने वाले कंकड़ों के प्रकार आदि पर निर्भर है। इनका मान परीक्षणों द्वारा ही निर्धारित किया जाता है। आमतौर पर, टूटे हुए कंकड़ों के लिए αa = 0.46 एवं αb = 0.07 होता है। कंकड़ों के लिए: αa = 0.48, αb = 0.33। FCE का मान परीक्षणों के माध्यम से ही निर्धारित किया जाना चाहिए जब सीमेंट की वास्तविक मजबूती का मान प्राप्त न हो सके, तो निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके fce का अनुमान लगाया जा सकता है:
fce = γc · fce,k
जहाँ, fce,k – सीमेंट की मजबूती का मान, MPa में। ； γc – सीमेंट की ताकत स्तर के मान हेतु अतिरिक्त गुणांक (आमतौर पर 1.13 लिया जाता है)। द्वितीय, अवसादों का प्रभाव – अवसादों की सतह की स्थिति, सीमेंट-पत्थरों के बीच के आपसी बंधन को प्रभावित करती है; जिससे कंक्रीट की मजबूती पर भी प्रभाव पड़ता है। कंकड़ की सतह खुरदरी होती है, इसलिए इसकी चिपकने की क्षमता अधिक होती है। ； कंकड़ों की सतह चिकनी होती है, इसलिए उनकी आपस में चिपकने की क्षमता कम हो अतः, समान मिश्रण अनुपात की स्थिति में, कंकड़-कंक्रीट की मजबूती, पत्थर-कंक्रीट की तुलना में अधिक होती है। एग्रीगेट के अधिकतम कण-आकार का भी कंक्रीट की मजबूती पर प्रभाव पड़ता है। एग्रीगेट का अधिकतम कण-आकार जितना अधिक होता है, कंक्रीट की मजबूती उतनी ही कम होती है। जबकि रेत की मात्रा कम होने पर कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता अधिक होती है; इसके विपरीत, रेत की मात्रा अधिक होने पर कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है। तीन, अतिरिक्त पदार्थ एवं मिश्रण सामग्रियाँ: कंक्रीट में अतिरिक्त पदार्थ मिलाने से कंक्रीट में जल्दी ही मजबूती आ जाती है, एवं उसकी शक्ति भी बढ़ जाती है। कंक्रीट में ऐसे पदार्थ मिलाने से उसकी शुरुआती मजबूती में काफी सुधार होता है। ； वॉटर-रिड्यूसिंग एजेंटों के उपयोग से मिश्रण हेतु आवश्यक पानी की मात्रा में काफी कमी आ जाती है। कम कॉंक्रीट-टू-अशुद्धि अनुपात पर भी, कॉंक्रीट अच्छी तरह से ठोस रूप ले पाता है, एवं 28 दिनों बाद इसकी ताकत बहुत अधिक होती है। कंक्रीट में अतिरिक्त पदार्थ मिलाने से, सीमेंट की संरचना अधिक घनी हो जाती है; सीमेंट एवं अन्य पदार्थों के बीच का आपसी बंधन भी मजबूत हो जाता है। इससे कंक्रीट की दीर्घकालिक मजबूती में वृद्धि होती है। अतः, कंक्रीट में उच्च-प्रभावी जल-घटाने वाले पदार्थों एवं सहायक पदार्थों को मिलाना, उच्च-शक्ति वाले एवं उच्च-प्रदर्शन वाले कंक्रीट तैयार करने हेतु आवश्यक तकनीकी उपाय है। चौथा, संरक्षण हेतु आवश्यक तापमान एवं आर्द्रता – कंक्रीट का कठोर होना, सीमेंट के जलीकरण एवं संघनन का परिणाम है। सीमेंट के हाइड्रेशन की गति पर संरक्षण तापमान का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जब संरक्षण तापमान अधिक होता है, तो सीमेंट का प्रारंभिक हाइड्रेशन तेज़ होता है, एवं कंक्रीट की प्रारंभिक शक्ति भी अधिक होती है। उच्च आर्द्रता, सीमेंट के सामान्य हाइड्रेशन हेतु आवश्यक नमी को सुनिश्चित करती है; इससे सीमेंट की शक्ति में वृद्धि होती है। 20℃ से कम तापमान पर, जितना कम संरक्षण तापमान होता है, कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता उतनी ही कम होती है। लेकिन 20℃ से 30℃ की सीमा में, संरक्षण तापमान का कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। जितनी अधिक नमी होती है, कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता उतनी ही अधिक होती है; इसके विपरीत, नमी कम होने पर कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है।
पाँचवाँ, आयु – सामान्य देखभाल की परिस्थितियों में, कंक्रीट की मजबूती उसकी आयु बढ़ने के साथ-साथ बढ़ती जाती है। शुरुआती 7–14 दिनों में, कंक्रीट की मजबूती में तेजी से वृद्धि होती है; 28 दिनों के बाद इसमें वृद्धि धीमी हो जाती है। लेकिन लंबे समय तक कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि जारी रहती है। तापमान का कंक्रीट के गुणों पर प्रभाव
कंक्रीट का तापमान, उसमें मौजूद ऊष्मा ऊर्जा पर निर्भर है। चूँकि कंक्रीट का तापमान बाहरी वायुमंडलीय तापमान से अलग होता है, इसलिए कंक्रीट एवं आसपास के वातावरण के बीच ऊष्मा-आदान-प्रदान होता है। ताज़े बने कंक्रीट में ऊष्मा-परिवर्तन, सीमेंट के जलीकरण से होने वाली ऊष्मा के अलावा, कंक्रीट एवं आसपास के वातावरण के बीच होने वाले ऊष्मा-आदान-प्रदान के कारण ही होता है। जब वातावरणीय तापमान बहुत कम होता है, तो ऐसा ऊष्मा-आदान-प्रदान कंक्रीट के तापमान को तेज़ी से कम कर देता है। ताज़े बने कंक्रीट के लिए, तापमान में होने वाली कमी की गति ही उसके जलीकरण की दर को निर्धारित करती है; दूसरे शब्दों में, जितनी तेज़ी से तापमान कम होता है, कंक्रीट की मजबूती में उतनी ही धीमी गति से वृद्धि होती है। जब कंक्रीट जल्दी ही ठंडा हो जाता है, तो उसकी मजबूती में कोई वृद्धि नहीं होती। कंक्रीट के भीतर मौजूद मुक्त जल की मात्रा भी बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप बर्फबनने से उत्पन्न दबाव भी बढ़ जाता है, जिससे कंक्रीट क्षतिग्रस्त हो सकता है। कंक्रीट की मजबूती में कमी आने के कारण निम्नलिखित 3 हैं: ①. जब पानी बर्फ बन जाता है, तो उसका आयतन 9 गुना बढ़ जाता है। कंक्रीट में मौजूद मुक्त जल की मात्रा जितनी अधिक होगी, बर्फबनने से उत्पन्न दबाव भी उतना ही अधिक होगा। बर्फ पिघलने के बाद भी यह विस्तारित आयतन वैसा ही रह जाता है। इसलिए, ताज़े बनाए गए कंक्रीट में ठंड के कारण छिद्रों की संख्या में काफी वृद्धि हो जाती है। यदि छिद्रता 15 तक बढ़ जाए। तब इसकी ताकत 10 कम हो जाएगी। जब ठंड के कारण उत्पन्न होने वाला तनाव इतना अधिक हो जाता है कि दरारें बन जाती हैं, तो कंक्रीट संरचना क्षतिग्रस्त हो जाती है, और इसकी मजबूती में कोई वृद्धि नहीं होती। ②अवसादों के चारों ओर एक पानी की परत या सीमेंट की परत होती है। जब यह क्षेत्र ठंडा हो जाता है, तो इन परतों की चिपकने की क्षमता गंभीर रूप से कम हो जाती है; और पिघलने के बाद भी यह क्षमता वापस नहीं आ पाती। प्रयोगों से पता चला है कि यदि चिपकने की क्षमता पूरी तरह से खत्म हो जाती है, तो सामग्री की मजबूती 13% तक कम हो जाती है। ③बर्फ बनने एवं पिघलने की प्रक्रिया में, पानी का स्थानांतरण होता है। जब कंक्रीट की सतह का तापमान कम हो जाता है, तो सबसे पहले वहाँ बर्फ बन जाती है; इससे दबाव पैदा होता है, जिसके कारण पानी कंक्रीट के अंदर की ओर धकेल दिया जाता है। घुलने की प्रक्रिया में, पहले बाहरी हिस्से घुल जाते हैं; इससे आंतरिक तनाव बढ़ जाता है। इसके कारण पानी सतह की ओर धकेला जाता है, और पानी विपरीत दिशा में चला जाता है। पानी के आयतन में होने वाले इस परिवर्तन के कारण कंक्रीट के विभिन्न घटकों की सापेक्ष स्थिति में परिवर्तन हो जाता है। ऐसी स्थिति में, कम मजबूती वाले नए कंक्रीट में संरचनात्मक दरारें आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं। कंक्रीट डालने के बाद के पहले कुछ घंटे सबसे खतरनाक होते हैं; इस दौरान कंक्रीट की टिकाऊपन, एक-दो बार होने वाले जमने-पिघलने की प्रक्रियाओं के कारण गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो सकता है। अवलोकन से पता चला है कि यदि नवमिश्रित कंक्रीट को कुछ समय तक गर्म रखा जाए, ताकि उसमें आवश्यक शक्ति विकसित हो जाए, तो उसे ठंड के प्रभाव से कोई नुकसान नहीं होता। इसी आधार पर “ठंड से क्षतिग्रस्त होने की सीमा-शक्ति” नामक अवधारणा उत्पन्न हुई। “सीमांत ताकत” की अवधारणा को इस प्रकार परिभाषित किया गया है – जब ताज़े बनाए गए कंक्रीट को ठंड के प्रभाव से बाहर निकालकर फिर से उचित तापमान पर रखा जाता है, तो उसकी ताकत में वृद्धि होती रहती है; एवं जब यह ताकत डिज़ाइन मानदंडों के अनुसार 95 से अधिक हो जाती है, तब ही उसे “सीमांत ताकत” कहा जाता है जब कंक्रीट अपनी सीमांत ताकत तक पहुँच जाता है, तो उसमें मौजूद काफी मात्रा में पानी, पहले से ही बन चुके हाइड्रेट्स में जुड़ चुका होता है। ऐसी स्थिति में जमने योग्य पानी की मात्रा कम हो जाती है, एवं कंक्रीट में पहले से ही कुछ हद तक मजबूती होती है; इस कारण उसमें ठंड के प्रतिरोध की क्षमता भी विकसित हो जाती है। वर्तमान में, आलोचनात्मक तीव्रता की अवधारणा को कई लोगों द्वारा **स्वीकार किया गया है, एवं इसका उपयोग मानकों में भी किया जाता है। वास्तव में, सर्दियों में कंक्रीट निर्माण के दौरान सबसे महत्वपूर्ण रूप से निम्नलिखित दो समस्याओं का समाधान करना आवश्यक होता है। ①यह, कंक्रीट के जमने से बचने हेतु है। ②कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि, खासकर शुरुआती चरणों में। कंक्रीट के स्लंप में कमी के कारणों का विश्लेषण: कंक्रीट के स्लंप में कमी एक सामान्य समस्या है। कंक्रीट के ढहने की प्रक्रिया पर प्रभाव डालने वाले कारण कई हैं, एवं ये सभी कारक आपस में जुड़े हुए हैं। इसमें मुख्य रूप से चार पहलू शामिल हैं: पहला, सीमेंट से संबंधित पहलू – जैसे सीमेंट में मौजूद खनिज घटकों के प्रकार, विभिन्न खनिज घटकों की मात्रा, क्षारीय पदार्थों की मात्रा, सीमेंट की बारीकी, कणों का आकार आदि; दूसरा, रासायनिक अतिरिक्त पदार्थों से संबंधित पहलू – जैसे उच्च-कार्यक्षमता वाले जल-कम करने वाले पदार्थों की रासायनिक संरचना, आणविक वजन, क्रॉस-लिंकिंग की मात्रा, सल्फोनेशन की मात्रा, संतुलित आयनों की सांद्रता, तथा धीमी गति से कार्य करने वाले पदार्थों के प्रकार एवं उनकी मात्रा आदि; तीसरा, पर्यावरणीय परिस्थितियाँ – जैसे तापमान, आर्द्रता, परिवहन का समय आदि; चौथा, कंक्रीट की संरचना से संबंधित पहलू – जैसे कंक्रीट में पानी एवं सीमेंट का अनुपात, जल-कम करने वाले पदार्थों को मिलाने का समय, मिश्रण में उपयोग होने वाले पदार्थों के प्रकार एवं उनका अनुपात आदि।
1. सीमेंट की मजबूती एवं वाटर-सीमेंट अनुपात – सीमेंट की मजबूती एवं वाटर-सीमेंट अनुपात, कंक्रीट की मजबूती निर्धारित करने में सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। सीमेंट, कंक्रीट में प्रयोग होने वाला एक आवश्यक घटक है; इसकी मजबूती ही कंक्रीट की मजबूती को प्रभावित करती है। जब मिश्रण का अनुपात समान रहता है, तो सीमेंट की ताकत जितनी अधिक होती है, कंक्रीट की ताकत भी उतनी ही अधिक होती है। जब एक ही प्रकार का सीमेंट (एक ही प्रकार एवं ताकत वाला) उपयोग में आता है, तो कंक्रीट की ताकत मुख्य रूप से वाटर-सीमेंट अनुपात पर निर्भर होती है। ； जब कंक्रीट पूरी तरह से सघन होता है, तो जितना अधिक वाटर-सीमेंट अनुपात होता है, सीमेंट-पत्थर में उतने ही अधिक छिद्र होते हैं; इस कारण इसकी मजबूती कम हो जाती है। साथ ही, इसकी ठोस पदार्थों से चिपकने की क्षमता भी कम हो जाती है, जिससे कंक्रीट की मजबूती और भी कम हो जाती है। इसके विपरीत, जितना कम वॉटर-सीमेंट अनुपात होगा, कंक्रीट की मजबूती उतनी ही अधिक होगी। कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता, वाटर-सीमेंट अनुपात एवं सीमेंट की मजबूती के बीच निम्नलिखित संबंध होता है:
fcu = αafce(C/W – αb)
जहाँ, C = प्रति घन मीटर कंक्रीट में उपयोग होने वाले सीमेंट की मात्रा, किलोग्राम में। ； W – प्रति घन मीटर कंक्रीट में उपयोग होने वाले पानी की मात्रा, किलोग्राम में। ； FCU – कंक्रीट की 28 दिनों में होने वाली संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता, MPa में। ； FCE – सीमेंट की वास्तविक शक्ति, MPa में। ； αa, αb – ये अनुभवजन्य गुणांक हैं; इनका मान कंक्रीट में उपयोग होने वाले कंकड़ों के प्रकार आदि पर निर्भर है। इनका मान परीक्षणों द्वारा ही निर्धारित किया जाता है। आमतौर पर, टूटे हुए कंकड़ों के लिए αa = 0.46 एवं αb = 0.07 होता है। कंकड़ों के लिए: αa = 0.48, αb = 0.33। FCE का मान परीक्षणों के माध्यम से ही निर्धारित किया जाना चाहिए जब सीमेंट की वास्तविक मजबूती का मान प्राप्त न हो सके, तो निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके fce का अनुमान लगाया जा सकता है:
fce = γc · fce,k
जहाँ, fce,k – सीमेंट की मजबूती का मान, MPa में। ； γc – सीमेंट की ताकत स्तर के मान हेतु अतिरिक्त गुणांक (आमतौर पर 1.13 लिया जाता है)। द्वितीय, अवसादों का प्रभाव – अवसादों की सतह की स्थिति, सीमेंट-पत्थरों के बीच के आपसी बंधन को प्रभावित करती है; जिससे कंक्रीट की मजबूती पर भी प्रभाव पड़ता है। कंकड़ की सतह खुरदरी होती है, इसलिए इसकी चिपकने की क्षमता अधिक होती है। ； कंकड़ों की सतह चिकनी होती है, इसलिए उनकी आपस में चिपकने की क्षमता कम हो अतः, समान मिश्रण अनुपात की स्थिति में, कंकड़-कंक्रीट की मजबूती, पत्थर-कंक्रीट की तुलना में अधिक होती है। एग्रीगेट के अधिकतम कण-आकार का भी कंक्रीट की मजबूती पर प्रभाव पड़ता है। एग्रीगेट का अधिकतम कण-आकार जितना अधिक होता है, कंक्रीट की मजबूती उतनी ही कम होती है। जबकि रेत की मात्रा कम होने पर कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता अधिक होती है; इसके विपरीत, रेत की मात्रा अधिक होने पर कंक्रीट की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है। तीन, अतिरिक्त पदार्थ एवं मिश्रण सामग्रियाँ: कंक्रीट में अतिरिक्त पदार्थ मिलाने से कंक्रीट में जल्दी ही मजबूती आ जाती है, एवं उसकी शक्ति भी बढ़ जाती है। कंक्रीट में ऐसे पदार्थ मिलाने से उसकी शुरुआती मजबूती में काफी सुधार होता है। ； वॉटर-रिड्यूसिंग एजेंटों के उपयोग से मिश्रण हेतु आवश्यक पानी की मात्रा में काफी कमी आ जाती है। कम कॉंक्रीट-टू-अशुद्धि अनुपात पर भी, कॉंक्रीट अच्छी तरह से ठोस रूप ले पाता है, एवं 28 दिनों बाद इसकी ताकत बहुत अधिक होती है। कंक्रीट में अतिरिक्त पदार्थ मिलाने से, सीमेंट की संरचना अधिक घनी हो जाती है; सीमेंट एवं अन्य पदार्थों के बीच का आपसी बंधन भी मजबूत हो जाता है। इससे कंक्रीट की दीर्घकालिक मजबूती में वृद्धि होती है। अतः, कंक्रीट में उच्च-प्रभावी जल-घटाने वाले पदार्थों एवं सहायक पदार्थों को मिलाना, उच्च-शक्ति वाले एवं उच्च-प्रदर्शन वाले कंक्रीट तैयार करने हेतु आवश्यक तकनीकी उपाय है। चौथा, संरक्षण हेतु आवश्यक तापमान एवं आर्द्रता – कंक्रीट का कठोर होना, सीमेंट के जलीकरण एवं संघनन का परिणाम है। सीमेंट के हाइड्रेशन की गति पर संरक्षण तापमान का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जब संरक्षण तापमान अधिक होता है, तो सीमेंट का प्रारंभिक हाइड्रेशन तेज़ होता है, एवं कंक्रीट की प्रारंभिक शक्ति भी अधिक होती है। उच्च आर्द्रता, सीमेंट के सामान्य हाइड्रेशन हेतु आवश्यक नमी को सुनिश्चित करती है; इससे सीमेंट की शक्ति में वृद्धि होती है। 20℃ से कम तापमान पर, जितना कम संरक्षण तापमान होता है, कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता उतनी ही कम होती है। लेकिन 20℃ से 30℃ की सीमा में, संरक्षण तापमान का कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। जितनी अधिक नमी होती है, कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता उतनी ही अधिक होती है; इसके विपरीत, नमी कम होने पर कंक्रीट की संपीड़न-प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है।
पाँचवाँ, आयु – सामान्य देखभाल की परिस्थितियों में, कंक्रीट की मजबूती उसकी आयु बढ़ने के साथ-साथ बढ़ती जाती है। शुरुआती 7–14 दिनों में, कंक्रीट की मजबूती में तेजी से वृद्धि होती है; 28 दिनों के बाद इसमें वृद्धि धीमी हो जाती है। लेकिन लंबे समय तक कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि जारी रहती है। तापमान का कंक्रीट के गुणों पर प्रभाव
कंक्रीट का तापमान, उसमें मौजूद ऊष्मा ऊर्जा पर निर्भर है। चूँकि कंक्रीट का तापमान बाहरी वायुमंडलीय तापमान से अलग होता है, इसलिए कंक्रीट एवं आसपास के वातावरण के बीच ऊष्मा-आदान-प्रदान होता है। ताज़े बने कंक्रीट में ऊष्मा-परिवर्तन, सीमेंट के जलीकरण से होने वाली ऊष्मा के अलावा, कंक्रीट एवं आसपास के वातावरण के बीच होने वाले ऊष्मा-आदान-प्रदान के कारण ही होता है। जब वातावरणीय तापमान बहुत कम होता है, तो ऐसा ऊष्मा-आदान-प्रदान कंक्रीट के तापमान को तेज़ी से कम कर देता है। ताज़े बने कंक्रीट के लिए, तापमान में होने वाली कमी की गति ही उसके जलीकरण की दर को निर्धारित करती है; दूसरे शब्दों में, जितनी तेज़ी से तापमान कम होता है, कंक्रीट की मजबूती में उतनी ही धीमी गति से वृद्धि होती है। जब कंक्रीट जल्दी ही ठंडा हो जाता है, तो उसकी मजबूती में कोई वृद्धि नहीं होती। कंक्रीट के भीतर मौजूद मुक्त जल की मात्रा भी बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप बर्फबनने से उत्पन्न दबाव भी बढ़ जाता है, जिससे कंक्रीट क्षतिग्रस्त हो सकता है। कंक्रीट की मजबूती में कमी आने के कारण निम्नलिखित 3 हैं: ①. जब पानी बर्फ बन जाता है, तो उसका आयतन 9 गुना बढ़ जाता है। कंक्रीट में मौजूद मुक्त जल की मात्रा जितनी अधिक होगी, बर्फबनने से उत्पन्न दबाव भी उतना ही अधिक होगा। बर्फ पिघलने के बाद भी यह विस्तारित आयतन वैसा ही रह जाता है। इसलिए, ताज़े बनाए गए कंक्रीट में ठंड के कारण छिद्रों की संख्या में काफी वृद्धि हो जाती है। यदि छिद्रता 15 तक बढ़ जाए। तब इसकी ताकत 10 कम हो जाएगी। जब ठंड के कारण उत्पन्न होने वाला तनाव इतना अधिक हो जाता है कि दरारें बन जाती हैं, तो कंक्रीट संरचना क्षतिग्रस्त हो जाती है, और इसकी मजबूती में कोई वृद्धि नहीं होती। ②अवसादों के चारों ओर एक पानी की परत या सीमेंट की परत होती है। जब यह क्षेत्र ठंडा हो जाता है, तो इन परतों की चिपकने की क्षमता गंभीर रूप से कम हो जाती है; और पिघलने के बाद भी यह क्षमता वापस नहीं आ पाती। प्रयोगों से पता चला है कि यदि चिपकने की क्षमता पूरी तरह से खत्म हो जाती है, तो सामग्री की मजबूती 13% तक कम हो जाती है। ③बर्फ बनने एवं पिघलने की प्रक्रिया में, पानी का स्थानांतरण होता है। जब कंक्रीट की सतह का तापमान कम हो जाता है, तो सबसे पहले वहाँ बर्फ बन जाती है; इससे दबाव पैदा होता है, जिसके कारण पानी कंक्रीट के अंदर की ओर धकेल दिया जाता है। घुलने की प्रक्रिया में, पहले बाहरी हिस्से घुल जाते हैं; इससे आंतरिक तनाव बढ़ जाता है। इसके कारण पानी सतह की ओर धकेला जाता है, और पानी विपरीत दिशा में चला जाता है। पानी के आयतन में होने वाले इस परिवर्तन के कारण कंक्रीट के विभिन्न घटकों की सापेक्ष स्थिति में परिवर्तन हो जाता है। ऐसी स्थिति में, कम मजबूती वाले नए कंक्रीट में संरचनात्मक दरारें आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं। कंक्रीट डालने के बाद के पहले कुछ घंटे सबसे खतरनाक होते हैं; इस दौरान कंक्रीट की टिकाऊपन, एक-दो बार होने वाले जमने-पिघलने की प्रक्रियाओं के कारण गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो सकता है। अवलोकन से पता चला है कि यदि नवमिश्रित कंक्रीट को कुछ समय तक गर्म रखा जाए, ताकि उसमें आवश्यक शक्ति विकसित हो जाए, तो उसे ठंड के प्रभाव से कोई नुकसान नहीं होता। इसी आधार पर “ठंड से क्षतिग्रस्त होने की सीमा-शक्ति” नामक अवधारणा उत्पन्न हुई। “सीमांत ताकत” की अवधारणा को इस प्रकार परिभाषित किया गया है – जब ताज़े बनाए गए कंक्रीट को ठंड के प्रभाव से बाहर निकालकर फिर से उचित तापमान पर रखा जाता है, तो उसकी ताकत में वृद्धि होती रहती है; एवं जब यह ताकत डिज़ाइन मानदंडों के अनुसार 95 से अधिक हो जाती है, तब ही उसे “सीमांत ताकत” कहा जाता है जब कंक्रीट अपनी सीमांत ताकत तक पहुँच जाता है, तो उसमें मौजूद काफी मात्रा में पानी, पहले से ही बन चुके हाइड्रेट्स में जुड़ चुका होता है। ऐसी स्थिति में जमने योग्य पानी की मात्रा कम हो जाती है, एवं कंक्रीट में पहले से ही कुछ हद तक मजबूती होती है; इस कारण उसमें ठंड के प्रतिरोध की क्षमता भी विकसित हो जाती है। वर्तमान में, आलोचनात्मक तीव्रता की अवधारणा को कई लोगों द्वारा **स्वीकार किया गया है, एवं इसका उपयोग मानकों में भी किया जाता है। वास्तव में, सर्दियों में कंक्रीट निर्माण के दौरान सबसे महत्वपूर्ण रूप से निम्नलिखित दो समस्याओं का समाधान करना आवश्यक होता है। ①यह, कंक्रीट के जमने से बचने हेतु है। ②कंक्रीट की मजबूती में वृद्धि, खासकर शुरुआती चरणों में। कंक्रीट के स्लंप में कमी के कारणों का विश्लेषण: कंक्रीट के स्लंप में कमी एक सामान्य समस्या है। कंक्रीट के ढहने की प्रक्रिया पर प्रभाव डालने वाले कारण कई हैं, एवं ये सभी कारक आपस में जुड़े हुए हैं। इसमें मुख्य रूप से चार पहलू शामिल हैं: पहला, सीमेंट से संबंधित पहलू – जैसे सीमेंट में मौजूद खनिज घटकों के प्रकार, विभिन्न खनिज घटकों की मात्रा, क्षारीय पदार्थों की मात्रा, सीमेंट की बारीकी, कणों का आकार आदि; दूसरा, रासायनिक अतिरिक्त पदार्थों से संबंधित पहलू – जैसे उच्च-कार्यक्षमता वाले जल-कम करने वाले पदार्थों की रासायनिक संरचना, आणविक वजन, क्रॉस-लिंकिंग की मात्रा, सल्फोनेशन की मात्रा, संतुलित आयनों की सांद्रता, तथा धीमी गति से कार्य करने वाले पदार्थों के प्रकार एवं उनकी मात्रा आदि; तीसरा, पर्यावरणीय परिस्थितियाँ – जैसे तापमान, आर्द्रता, परिवहन का समय आदि; चौथा, कंक्रीट की संरचना से संबंधित पहलू – जैसे कंक्रीट में पानी एवं सीमेंट का अनुपात, जल-कम करने वाले पदार्थों को मिलाने का समय, मिश्रण में उपयोग होने वाले पदार्थों के प्रकार एवं उनका अनुपात आदि।
सीमेंट की मजबूती एवं वाटर-सीमेंट अनुपात, कंक्रीट की मजबूती निर्धारित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। सीमेंट, कंक्रीट में प्रयोग होने वाला एक आवश्यक घटक है; इसकी मजबूती ही कंक्रीट की मजबूती को प्रभावित करती है। जब मिश्रण का अनुपात समान रहता है, तो सीमेंट की ताकत जितनी अधिक होती है, कंक्रीट की ताकत भी उतनी ही अधिक होती है। जब एक ही प्रकार का सीमेंट (एक ही प्रकार एवं ताकत वाला) उपयोग में आता है, तो कंक्रीट की ताकत मुख्य रूप से वाटर-सीमेंट अनुपात पर निर्भर होती है। ； जब कंक्रीट पूरी तरह से घना हो जाता है, तो जल-सीमेंट अनुपात जितना अधिक होता है, सीमेंट में छिद्रों की संख्या उतनी ही अधिक होती है; इससे कंक्रीट की शक्ति कम हो जाती है, एवं कंक्रीट एवं कंक्रीट के घटकों के बीच का आसंजन भी कम हो जाता है। इसके विपरीत, जितना कम वॉटर-सीमेंट अनुपात होगा, कंक्रीट की मजबूती उतनी ही अधिक होगी।