水泥工艺对混凝土耐久性的影响

2014-08-15伍小成

四川水泥 2014年7期

伍小成

（葛洲坝宜城水泥有限公司）

水泥是混凝土一个必不可少的组成原料，其性能对于混凝土的耐久性能具有十分重要的影响。而混凝土耐久性能是决定建筑耐久性和质量水平的前提，因此，水泥的生产工艺对于我国建筑行业具有十分重要的意义。水泥的生产工艺主要包括矿物原料的组成和水泥颗粒的粉磨细度等。本文从水泥生产工艺的两个方面阐述了其对于混凝土耐久性的影响。

1 水泥矿物组成对混凝土耐久性的影响

水泥矿物成分的组合比和混合搭配的程度在一定地程度上决定了水泥水化产物的构成及其性能。大量的试验数据表明，在水泥各种各样的水化产物的成分中，氢氧化钙（Ca(OH)2）稳定性能很差,而钙硅比值（Si/Ca）相对较大的水化硅酸钙的稳定性则较好。硅酸三钙（C3S）与硅酸二钙（C2S）相比较，水化过程所生产的水化硅酸钙的钙硅比值（Si/Ca）相对较低，但是其所生成的氢氧化钙（Ca(OH)2）的数量相对较大。通过上述的对比，我们可以明确的得出如下结论：在水泥的矿物成分构成中，硅酸三钙（C3S）的含量越少，硅酸二钙（C2S）的含量越多，则更有利于提高数你混凝土的耐久性能。除此之外，对于水泥中铝酸三钙（C3A）含量过高多导致的混凝土耐久性和工作性能降低的影响也早被人们认识和掌握。

2 水泥粉磨细度对混凝土耐久性的影响

2.1 水泥粉磨细度对混凝土含湿量和孔结构的影响

水泥混凝土孔结构发生的变化主要原因为：随着水泥粉磨细度的提高，其比表面积也相对的得到了提高，因此，水化后的产物会在未水化完全的水泥颗粒的表面形成一层致密的水化产物薄膜，由于这层致密薄膜的存在，阻碍了薄膜内部水泥颗粒的进一步水化，故使其内部形成的更为致密的水化产物相应的减少，最终使水泥混凝土孔结构发生了变化。前苏联的有关方面的研究人员通过做试验，得出以下结论：如果在水泥颗粒的组成成分中，存在大量的直径小于5um的细小颗粒，则会对混凝土内部的微观孔隙结构造成巨大的改变，从而进一步可以使水泥石中的大毛细孔数量减少，微毛细孔的数量增多，使混凝土的毛细现象增强，增大混凝土的吸湿性（尤其是混凝土的孔隙吸湿性），最终使混凝土内部空隙的湿度得到了提高。

如经过对比试验表明：不含细颗粒的普通水泥与含有直径小于5um的细小颗粒的普通水泥想相互比较，对于后者来说，水泥石在经过 28d的硬化后，在潮湿空气中防止 3d的时间后，其吸湿率同比增大了18%-56%；并且其相对于水泥石体积吸水率的吸水率同比提高了58%-80%。在湿度较低的环境下，这种水泥石吸湿性能的提升，就极有可能使混凝土孔隙内部的湿度达到过度的饱和，使混凝土产生裂缝，更严重的是引起混凝土的整体开裂破坏。并且这种破坏还会进一步降低混凝土的大气稳定性和抗冻性，加快碱集料的反应效率和钢筋的锈蚀速率，以及其他的化学腐蚀破坏程度，最终造成混凝土的耐久性能明显的下降。

2.2 水泥粉磨细度对混凝土自收缩和压力水渗透性的影响

根据国内外的相关资料、试验及研究表明，如果混凝土结构内部的微毛细孔数量较大，而大毛细孔的数目较少，则容易使混凝土内部孔隙中的的毛细孔压力增大，还会使混凝土自收缩的幅度大幅度的增加，进而导致混凝土自收缩裂缝的增多。这种结果不仅会加速水和各种具有强腐蚀性液体的腐蚀速度，还会使混凝土包括耐久性在内的各种力学性能和抗渗性能的下降。现阶段的工程中，由于盲目的降低混凝土的水胶比和提高水泥粉磨细度，导致高强和高密实混凝土由于自收缩所造成的裂缝产生现象时有发生。

2.3 水泥粉磨细度对混凝土常压渗透性的影响

混凝土的常压渗透性既是指在常压的条件下，混凝土由于本身的孔隙结构的毛细作用而产生的渗透性。我国在现阶段的渗透性测试环节中还存在很大的盲区，既不能够在没有氯离子浓度差和水压差的常压状态下，测量反映毛细孔压力对混凝土渗透性能的影响程度。根据有关的经验，我们可以知道在实际的情况下，毛细孔压力的大小要远大于水的压力，并且破坏的最不利条件是在常压条件的大气环境中。由此，我们可以知道对于混凝土的渗透性来说，我们要把关注的重点放在常压渗透上来，而不用过多的对于水作用下的渗透性，因为由于常压渗透性所造成的破坏更容易使钢筋腐蚀，更容易遭受冻害，并且还会使混凝土的耐久性急剧下降。

通过在没有水压差和浓度差的常压状态下所进行的不同细度水泥对混凝土渗透性影响的实验，我们可以得出以下结论：如果混凝土中的细颗粒比较多，则其常压渗透性会比细颗粒较少的混凝土的常压渗透性更大。具体表现为以下的两种情况：一是水泥细度较细的混凝土的体积吸水率较大；二是水泥中所含细颗粒也多则其渗透性越高。这两种现象都证实了水泥的细度如果越细，则混凝土的常压渗透性越不利。