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  • 水泥品質與混凝土耐久性的關系
    發布于:2018年06月21日    點擊量:0

    為提高混凝土耐久性,盲目提高水泥用量是種錯誤的做法。相反,水泥用量越高,越不利于混凝土的耐久性。而水泥的品質、性能對混凝土的耐久性有著至關重要的作用。

    1 水泥強度與混凝土耐久性的關系

    水泥的使用功能分為多種,其中水泥強度是最重要的功能之一,它能夠反映出水泥的膠結能力。但衡量水泥的性能品質質量絕不能以強度作為唯一衡量標準,不能錯誤地認為水泥的強度高,該種水泥就一定好。在發達國家中,其水泥標準較為嚴格,它不僅給水泥強度規定了最低值,同時還規定了最高值,如果水泥強度高于最高值,該水泥也被判為不合格品。目前在我國的水泥標準中,還沒有對水泥強度的最高值有所限制,這在某種程度上誤導了一些水泥生產廠家與用戶盲目地追求過剩強度。在我國現有的生產工藝條件下,為了提高水泥強度,特別是早期強度,其主要措施就是增加水泥中的 C3S 和 C3A 的含量,同時將水泥比表面積提高,這就導致了水泥的水化熱增大、水化速率過快,混凝土收縮大、結構不良、抗腐蝕性差、抗裂性能下降。根據有關資料顯示,水泥早期強度如果很高,它的強度在 14d 以后幾乎不再增長,甚至長期強度還有可能倒縮。水泥中 C3A 的 3d 水化熱量約為 C2S 的 17.2 倍與 C3S 的3.7 倍,7d 水化熱量約為 C2S 的 37 倍與 C3S 的 7 倍。C3A 的收縮率約是 C2S 與 C3S 的 3 倍。一般混凝土中的 C3A 與硅酸鹽水泥水化物中的氫氧化鈣易遭化學腐蝕。水泥強度和混凝土耐久性并不存在一定的必然聯系。

    2 水泥的堿含量與混凝土耐久性的關系

    以往對水泥中的堿含量進行控制,主要從骨料反應的這一角度提出一些要求。但經工程實踐發現,無論活性骨料是否存在,其堿的影響都首先表現為混凝土開裂傾向不斷增加,這是因為水泥中的堿含量高而引起的收縮所導致的。為了防止由于堿含量過高而引起混凝土開裂,一般要求水泥的堿含量要低于 0.6%。最近幾年,為限制外加劑與水泥中的堿含量,經工程實踐又發現如果水泥中的堿含量過低,會增加大坍落度混凝土的泌水性。當水泥中的C3S、C3A 含量低或使用的礦物摻和料摻量較大時,水泥的堿含量可以適當增加一些。

    3 混合材與混凝土耐久性的關系

    在水泥中摻入一些混合料,其目的就是為了使水泥性能得到改善,使混凝土耐久性得到提高,而不單純地是為了壓低強度、降低水泥的生產成本、增大產量。有些人覺得高強混凝土需要減少混合材料的摻量或增加水泥用量,這其實是一種誤解。為了減少水泥中C3S 與 C3A 含量過高而帶來的不利影響,在進行混凝土配比時就要盡可能地把硅酸鹽水泥用量降低。水泥早期強度越高,對混凝土耐久性就越不利,混凝土的開裂傾向也就會越大。在水泥中能夠摻入的混合材料有很多,如玄武巖、煤矸石、沸騰爐渣、沸石、石灰石等。這些混合材料由于活性低、需水性大,所以摻量有限?;旌喜牧喜煌?,其材性也不相同,當二種或二種以上材料進行復合使用時,在性能上具有互補效應。例如非活性材料和活性材料,酸性材料和堿性材料等。將一定量的混合材料摻入水泥中,可使水泥性能得到有效地改善,進而使混凝土的耐久性與工作性提高。

    4 水泥需水性與混凝土耐久性的關系

    水主要有兩個作用:①使硅酸鹽礦物水化反應得到有效保證;②保證混凝土或砂漿具有一定的流動性或塑性。當水泥的需水量大時,在配制混凝土時所用的水灰比也要相應地增大。水灰比過大十分不利于混凝土的耐久性與強度,也十分不利于發揮混合材料的效能。和硅酸鹽水泥比,水灰比對礦渣水泥、粉煤灰水泥、復合水泥、火山灰水泥等性能的影響較大,特別是粉煤灰水泥最為敏感。經實踐證明:在低水灰比的條件下,混合材料能夠充分發揮其作用。由于現行的標準試驗方法存在的一些缺陷,使得需水量小的水泥的優良性能難以得到體現。標準規定試驗方法沒有對不同特性的混合材料進行考慮,它主要考慮的只是水泥質量的可比性。對于需水性小的水泥,其膠砂容易出現流漿、泌水,這樣混合材料對膠凝的質密作用就難以發揮,試體的結構疏松、強度低、氣孔多;需水量大的水泥,其流動性差,混凝土強度和砂漿強度相比有一定的虛高現象?;旌喜牧蠐搅看蟮乃?,水化慢,早期強度發展慢,對濕度與環境溫度十分敏感,標準試驗的相對濕度﹥90%,溫度為 20℃±1℃,但現場施工條件卻是隨著氣候變化而不斷變化的。夏季要高出試驗室溫度很多,冬季則低于試驗室溫度很多;夏季對混合材料摻量大的水泥強度增長有利,冬季則很不利。在春秋季,室內外的溫濕度相差不是很大,水化熱高的硅酸鹽或普通水泥實際強度要高于室內標準養護下的強度,而混合材料摻量大、水化熱低的水泥正好相反。

    5 結束語

    通過對水泥性能與混凝土耐久性的關系進行分析,可以看出,為了使水泥質量能夠在性能上全面地滿足混凝土強度、耐久性、工作性能的需要,水泥生產企業應根據施工要求,對用戶所需的各種混合材料必須要摻配得科學合理,并對其進行優化組合、加工改性與質量控制。


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