對(duì)水泥混凝土耐久性產(chǎn)生影響的因素

1、對(duì)水泥混凝土耐久性產(chǎn)生影響的因素【摘要】隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，建筑施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前水泥混凝土路面施 工成為了當(dāng)前一個(gè)大比重的施工內(nèi)容。由于其強(qiáng)度高，而且原材料易取得，因而得到迅速推 廣。但是由于受到多種自然因素和社會(huì)因素的制約，導(dǎo)致其耐久性能日益降低，進(jìn)而使得路 面的使用壽命降低，不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。因此，本文將針對(duì)水泥混凝土耐久性的影響因素 進(jìn)行詳細(xì)分析?！娟P(guān)鍵詞】水泥混凝土；耐久性；影響因素1引言隨著改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，交通水平的不斷提高，公路建設(shè)的不斷發(fā)展，目前已經(jīng)建 成的橋梁、道路等已經(jīng)多不勝數(shù)。但是與此同時(shí)，很多路面病害問(wèn)題也開(kāi)始出現(xiàn)，尤其是水 泥混凝土的耐久性問(wèn)題，

2、嚴(yán)重制約了我國(guó)道路施工的進(jìn)程。由于長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有得到國(guó)家的重 視，也沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究和探討，導(dǎo)致如今耐久性問(wèn)題成為了一大難題。基于此，本 文將圍繞這個(gè)話題作專(zhuān)門(mén)的探討。2水泥對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生的影響分析2.1水泥的主要成分從水泥的一般結(jié)構(gòu)來(lái)看，其組成成分主要有以下四種：C3S、C3A、C2S和C4AF。其中， C3S是水泥早期當(dāng)中的主要強(qiáng)度來(lái)源，水化的速度很快，而且水化后所產(chǎn)生的熱量也很大； 其次，C2S是水泥后期當(dāng)中的主要強(qiáng)度來(lái)源，水化的速度不快，而且水化后所產(chǎn)生的熱量較 小；第三，C3A的水化速度比較快，而且是四種成分當(dāng)中水化后產(chǎn)生熱量最大的一種成分， 但是水化物的強(qiáng)度是最低的，干縮量

3、較大；最后一種成分是C4AF，這種成分的抗折強(qiáng)度高。 當(dāng)C3S成分的含量加大時(shí)，水泥早期的強(qiáng)度就會(huì)增大，但是不利于水泥后期的強(qiáng)度和耐久性， 有可能出現(xiàn)早期開(kāi)裂的現(xiàn)象。除此之外，C3S的吸附能力很強(qiáng)，對(duì)于外加劑加入的效果會(huì)產(chǎn) 生抵抗作用，致使水泥需水量提高，進(jìn)而危害到混凝土的耐久性。如果是C2S的量加大，就 會(huì)讓混凝土的后期強(qiáng)度提高，不容易出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象，也有利于提高混凝土的耐久性水平。 C3A含量增大，容易導(dǎo)致混凝土早期開(kāi)裂，而且也容易增加混凝土的試件間的離散度及鹽剝 落量，威脅到混凝土的抗凍性。C4AF的含量增加，不只是提高水泥的熱量溫度，同時(shí)會(huì)造 成回轉(zhuǎn)窯更容易結(jié)圈。2.2水泥的細(xì)度通過(guò)相

4、關(guān)研究結(jié)果顯示，水泥粒子群各因素之間的級(jí)配也會(huì)對(duì)水泥混凝土產(chǎn)生較大的影 響，這些因素包括粒子群的比表面積、粒子的形狀大小、密度等等。如果粒子群的比表面積 較小，粒子的形狀類(lèi)似于球形而且比重較大，則其填充性就會(huì)更大，流動(dòng)性也會(huì)相應(yīng)地增加。 在水泥當(dāng)中，3-30m大小的顆粒可以增大混凝土強(qiáng)度，而比60m更大的粒子就失去了增 加強(qiáng)度的作用。所以，應(yīng)當(dāng)保證水泥當(dāng)中有90%以上都是3-30叩的顆粒。另外，規(guī)格小 于10Rm的顆粒在水泥早期強(qiáng)度大，但容易造成早期開(kāi)裂，其中小于3m的只有早期強(qiáng)度 的作用。因此，在水泥當(dāng)中這部分顆粒的比重應(yīng)當(dāng)在10%以下。在實(shí)際的施工活動(dòng)當(dāng)中，為 了能夠保證工程的進(jìn)度，人們會(huì)

5、選擇使用很多的早強(qiáng)水泥，因?yàn)樵鐝?qiáng)水泥的比表面積較大， 而且顆粒小，因而容易水化，產(chǎn)生的熱量大。但是同時(shí)也容易導(dǎo)致混凝土早期開(kāi)裂，因而不 利于其長(zhǎng)期的耐久性。2.3水泥的含堿量在一定的濕度下，如果水泥的的堿含量比較高，那么這些堿含量就會(huì)與堿活性集料產(chǎn)生 化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨脹、開(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致破壞。這樣的化學(xué)反應(yīng)我們通 常稱(chēng)作堿集料反應(yīng)。如果發(fā)生堿集料反應(yīng)，將會(huì)對(duì)路面質(zhì)量產(chǎn)生很大的威脅，導(dǎo)致混凝土開(kāi) 裂，危害到路面的耐久性。堿集料反應(yīng)具有三個(gè)不可缺少的發(fā)生條件:高含量堿成分、活性 集料以及水分，當(dāng)三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生堿集料發(fā)應(yīng)。從我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看，堿 活性集料具有較大的分

6、布范圍，因而想從集料及水分兩方面入手來(lái)控制堿集料發(fā)應(yīng)，是具有 較大難度的，所以通常情況下我國(guó)會(huì)從堿含量入手來(lái)控制堿集料發(fā)應(yīng)。3粗集料對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生的影響分析3.1集料的類(lèi)型從混凝土的構(gòu)成成分來(lái)看，主要的成分就是集料，所以集料的質(zhì)量高低將直接關(guān)系到整 個(gè)混凝土的質(zhì)量，包括混凝土的強(qiáng)度、抗凍性、耐久性、耐磨性等等。在實(shí)際的水泥混凝土 路面施工活動(dòng)當(dāng)中，如果集料的滲透性、耐磨性等不好，就會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土路面的使用壽 命降低。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)的實(shí)施，我們發(fā)現(xiàn)，在抗沖擊性方面，碎石集料優(yōu)于卵石混凝土。另 外，由于混凝土的抗裂性幾乎不受集料表面形狀的影響，所以同等等級(jí)的碎石與卵石在抗裂 性方面沒(méi)有明顯的不

7、同。通過(guò)綜合考慮，水泥混凝土施工當(dāng)中我們會(huì)首選碎石集料。3.2集料的滲透性集料的滲透性會(huì)直接影響到混凝土的抗凍性。因?yàn)樵诳箖鋈谘h(huán)之下，混凝土的性能如 何主要取決于集料的規(guī)格、規(guī)模以及孔結(jié)構(gòu)。如果選用強(qiáng)度高而滲透性差的集料，混凝土在 受凍時(shí)不容易發(fā)生開(kāi)裂的情況，而滲透性占中等的集料容易飽和，也容易保持水分。在混凝 土凍融發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，其壓力值主要受溫度下降速度以及壓力水的卸壓距離的影響。在集 料的規(guī)格、滲透性、含水量以及溫度降低速率等都一定的情況下，尺寸越大的集料就越容易 被凍壞，反之就不容易被凍壞。除此之外，如果集料的滲透性過(guò)高，就會(huì)產(chǎn)生很多的孔，并 且由于集料中所含的水在壓力作用下，集料

8、的表面和水泥漿的過(guò)度界面容易損傷，因而對(duì)混 凝土的耐久性會(huì)產(chǎn)生不利的影響，但是集料仍然是完好的。最后，集料的滲透性還有兩個(gè)比 較顯著的影響，即直接影響到一定時(shí)間條件下集料的飽和度、吸水率，還有凍融條件下集料 的排水速率。3.3集料的耐磨性由于水泥混凝土路面會(huì)經(jīng)常受到各種交通工具的碾壓或行人的摩擦。因而十分容易造成 路面磨損。從相關(guān)研究顯示結(jié)果可以看出，混凝土路面的耐磨性主要受到混凝土的強(qiáng)度以及 硬度的影響，尤其是表層的強(qiáng)度及硬度。在實(shí)際的水泥混凝土路面施工活動(dòng)當(dāng)中，在混凝土 的泌水及離析的條件下，水泥漿和小顆粒主要在表層，形成一個(gè)薄弱的砂漿層，不具有很大 的強(qiáng)度。因此，在路面進(jìn)行使用后不久，表

9、面那層薄弱的砂漿層就會(huì)被磨損掉，下面的粗集 料就暴露在表層。進(jìn)入到水泥混凝土路面的后期使用時(shí)間當(dāng)中，粗集料的耐磨性就成為了決 定路面質(zhì)量的主要指標(biāo)。因此，我們必須要對(duì)粗集料的耐磨性引起重視。4摻和料對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生的影響分析4.1摻和料在混凝土中的效應(yīng)在一般的建筑工程施工當(dāng)中，我們會(huì)將粉煤灰和硅灰作為主要的摻和料，這兩種都是活 性礦物摻和料。其中，粉煤灰來(lái)自于火力發(fā)電廠當(dāng)中，當(dāng)燃煤鍋爐排放煙氣時(shí)，從煙氣當(dāng)中 收集到的粉煤灰。而硅灰是在硅鐵冶煉或者硅工業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中所產(chǎn)生的一種粉塵。通過(guò) 一定的技術(shù)，我們可以將這些粉塵加工為球狀玻璃顆粒。通過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)我們就可以證明這 兩種摻和料的使用價(jià)值。

10、在混凝土當(dāng)中增加一定的粉煤灰和硅灰，可以有效提高混凝土的抗 沖擊性以及混凝土早期的抗裂性。通過(guò)粉煤灰和硅灰對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn) 在這三種化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中：顆粒形態(tài)效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)。在這幾種反應(yīng)的作用下， 就可以提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。4.2混凝土中加入摻和料的效果首先，在混凝土中加入摻和料，可以有效提高水泥石與集料的粘結(jié)力，保證混凝土的強(qiáng) 度。在微集料效應(yīng)下，摻和料進(jìn)入到顆粒的孔隙當(dāng)中，從而堵塞混凝土的毛細(xì)孔與大孔，將 大的毛細(xì)孔分割成很多的微細(xì)孔，從而不僅減少孔隙數(shù)量，還能讓原來(lái)的大孔變成小孔，填 充水泥石與集料的孔隙有效提高了混凝土的密實(shí)度，實(shí)現(xiàn)混凝土抗凍性與抗?jié)B性的提高，從 而提高混凝土的界面強(qiáng)度。另外，在活性效應(yīng)下，快速的水化過(guò)程也可以起到提高強(qiáng)度的作用