水泥工艺对混凝土耐久性的影响及实施要点分析
2020-01-11杨芳
杨 芳
新疆青松建材化工(集团)股份有限公司水泥分公司(843005)
1 影响混凝土耐久性的因素
1.1 造成混凝土腐蚀的化学因素
混凝土本身具有抗硫酸盐性质,但如果其C3A含量较高,则受ASTM-V 水泥中2C3A+C4AF 含量低于20%的影响,水泥水解产生的氢氧化物会逐渐减少。可以通过在水泥中添加粉煤灰或细渣粉的方法来防止混凝土侵蚀。碱和骨料的反应也是一个影响混凝土耐久性的因素。
1.2 钢筋出现化学反应
钢筋的腐蚀也会损坏混凝土结构。 PH 值大于12 且浓度非常高的氢氧化物, 可在钢筋表面形成氧化膜,保护钢筋不受侵蚀。但是,如果氮离子浓度较高,或者由于碳化现象导致酸性增加,氧化膜就会被破坏,进而加重刚进的腐蚀程度。 二氧化碳在碳反应中起着重要作用,其吸收量主要取决于氧化钙含量,如果含量增加,就会导致吸收量增加,因此碳率降低[1]。
2 水泥工艺对混凝土耐久性的影响
2.1 水泥粉磨细度对其耐久性的影响
2.1.1 水泥粉磨细度对其孔结构与含湿量的影响
水泥的孔隙结构发生变化,混凝土的特定表面随着颗粒粉碎不断变细,其质量不断提升。因此,由于没有完全的水合物,会导致其颗粒表面产生水合物胶片,而且密度更高,其如果被堵塞,相应的致密水合物就会减少。如前苏联的研究人员对此进行了测试,并进行了分析:如果粒子相对较小(直径小于5 um),则混凝土内部孔隙变化很大,使得水泥石中的微粒子增加,但较大的孔隙相对较少。 这将提高孔隙的吸湿能力,从而提高混凝土内部结构的吸湿能力。
普通水泥的吸湿率低于5 um,比普通无细粒水泥增加了8%~56%,普通水泥经过28 d 的硬化并置于潮湿的环境中3 d。 体积吸水率从58%增加到80%。 如果水泥石所处的环境潮湿,将提高其吸湿能力,使混凝土内部孔隙充满水分,导致出现裂缝,甚至因过度裂缝而造成损害。 因此,其抗冻性和稳定性将会降低,并加快钢筋的腐蚀速度,碱性集料反应速度的加快,降低了混凝土的耐久性。
2.1.2 水泥粉磨细度对其压力水渗透性与收缩的影响
无论是我国的相关信息还是国外的经验,一致认为混凝土结构中的孔隙会增加混凝土的收缩程度,随着孔隙中的孔隙压力增大,混凝土产生裂缝的可能性更大。 水会提高腐蚀速度,使混凝土强度和混凝土的耐磨性降低。
2.2 对混凝土的恒压渗透性的影响
结构中的裂缝导致了恒压渗透,即目前环境温度下的混凝土渗透是循序渐进的。 虽然我国一直在进行渗透性测试但还不够成熟,因此无法在浓度差异较大的情况下进行毛细压力测试,这也将对渗透性产生重大影响。 另外,大气环境也会对混凝土的恒压渗透性产生影响,因此应该对其进行高度重视。目前的分析表明,混凝土颗粒越大,允许的范围就越大,这主要是因为水泥的渗透性随着颗粒的增加而增加。 水泥颗粒小,其吸水率也会随之提高,因此混凝土的耐久性也会受到细度的影响。
3 控制水泥工艺中混凝土耐久性的具体措施
3.1 控制水泥矿物的组成
研究人员对水泥配料进行优化后,降低了C3A含量,以满足降低水化热、高强度、研磨和需水量的要求,在粒度分布过程中改变工艺参数。
3.2 控制水泥细度
3.2.1 控制颗粒均匀性系数
如果要评估粒子分布,则必须考虑均匀性系数。因为随着时间的推移,减少水泥颗粒分布会增加均匀性系数。 在施工中,还应考虑粉末的研磨平均粒径、水泥均匀系数。
3.2.2 控制水泥颗粒的直径
随着特征粒子的减小,其水泥粉含量会逐渐增加,因此应该控制好水泥的特征粒度,调节细度。
3.2.3 控制水泥的比表面积
水泥颗粒的研磨程度不仅由水泥的粒度特性和均匀性系数决定,还必须考虑到表面积的比例。
3.3 提高相关操作人员的业务能力
影响水泥工艺质量的主要因素之一是人为因素,这取决于操作过程中工作人员的专业能力。 如果在实际操作过程中因缺乏相应的技术指导而出现问题,就会影响混凝土质量,甚至对水泥的加工架构有严重的影响,因此相关企业在招聘工作人员时应考虑到其技术专长和相应水平。
4 结语
总之,建筑行业应对混凝土的特点,特别是其耐久性进行更多的关注。 如果没有掌握好水泥工艺中混凝土的耐久性特征,不仅会使建筑施工受到影响, 甚至整个施工单位的经济效益也将受到影响。分析表明,混凝土耐久性受到很多因素的影响。