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水泥结构对混凝土的影响

2021年01月07日 12:00点击数量:138次


1 水泥矿物组成的影响

众所周知,硅酸盐水泥主要的组成矿物有四种,它们的水化性质不同,在水泥中所占比例不同时影响对水泥整体的性质。C3A虽对早期强度贡献较大,但水化热是其他矿物水化热的数倍。因此,C3A含量较大的早强水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。


目前我国混凝土尤其是中等以上强度等级的混凝土普遍使用高效减水剂和其他外加剂由于C3A水化速度最快,对减水剂的吸附量也最大,它首先吸附了大量减水剂。因而C3A含量高的水泥一般与外加剂的适应性差。


硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度用比表面积表示,规范要求其比表面积不小于300m2/kg,其他品种的水泥细度用筛余表示,其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。由于水泥标准尽规定细度的下限,造成目前水泥普遍偏细,很多水泥比表面积都超过350m2/kg,有的甚至超过350m2/kg。水泥磨的太细,造成其需水量增加,与外加剂相容性差,外加剂用量也相应增加,生产的混凝土坍落度损失加大。水泥细度偏细,水泥水化速度快,水化热过快释放,给混凝土温控带来难度,温度裂缝的几率增加。早期强度的过快增长,造成后期强度增长不足,甚至有强度倒缩现象。因此,水泥细度太细,对混凝土工作性、强度、耐久性都是不利的,国家相关标准应控制水泥比表面积不超过350m2/kg,这是很有必要的。


2 水泥细度对混凝土的影响

在目前我国大多数水泥粉磨条件下,水泥磨得越细,其中的细颗粒越多。增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率,提高早期强度,但是粒径在1μm以下的颗粒不到一天就完全水化,几乎对后期强度没有任何贡献。倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和干燥收缩有贡献——水化快的水泥颗粒水化热释放得早;因水化快消耗混凝土内部的水分较快,引起混凝土的自干燥收缩;细颗粒容易水化充分,产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少,减少了稳定体积的未水化颗粒,因而影响到混凝土的长期性能。我们现有的混凝土结构。一般的设计寿命是60年,而有专家预测,由于超细水泥颗粒含量太多,50年后,我们的混凝土强度可能只能达到设计强度的40%。


随水泥比表面积的增加,与相同高效减水剂的适应性差。为减小流动度损失需要增加更多掺量的高效减水剂。不仅增加施工费用,而且可导致混凝土中水泥用量的增加,影响混凝土的耐久性。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。


       在混凝土中添加一定量的外加剂,其拌合物的流动性、坍落度保持能力良好,无离析、泌水现象,即外加剂与水泥相容性好。反之,出现外加剂用量高,混凝土用水量偏高或流动性和坍落度保持能力降低,以及异常凝结,则二者相容性差。水泥中C3A含量对外加剂影响很大,当C3A含量超过9%时,与外加剂相容性明显降低。石膏形态、品种不同,其溶解度也不相同,溶解度的差异造成外加剂与水泥相容性差异。此外,外加剂某些组分如木钙对无水石膏、磷石膏的溶解度有影响,造成相容性差。水泥的碱含量偏高或偏低,混凝土用水量增加,与外加剂适应性变差。


3 水泥中含碱量和混凝土开裂的关系

碱含量高容易诱发碱-骨料反应,反应的前提必须在混凝土中有足够的含碱量、足够数量的活性骨料和足够的水分供应,三个条件同时存在的情况下才会发生,干燥环境一般不会发生,但是碱能促进水泥的收缩开裂,造成混凝土结构物的劣化。


4 混合材对混凝土和易性的影响


由于混合材品种、性质和掺量等不同,混凝土和易性以及与外加剂适应性也不相同。因此,易泌水、流动度损失大的混合材与保水性好、流动度损失都较小的混合材搭配使用,可互相弥补,防止泌水、离析。提高混凝土和易性以及与外加剂适应性适。如矿渣、钢渣、铜渣与粉煤灰、煤矸石搭配使用。可取得较好的效果,用石灰石作混合材,能激发水泥早期强度发挥。用粉煤灰、矿渣做混合材,不但能降低混凝土水化热。若以超细粉加入,还能大大提高水泥强度,降低熟料配比。