仲吉祥
(新疆天業(yè)集團(tuán)天辰水泥有限責(zé)任公司,新疆 石河子 832000)
我國(guó)先后對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了三次修訂,最后一次是在2008年開(kāi)始實(shí)施的。在各次的修訂中,都努力促進(jìn)我國(guó)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。在水泥強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法上,將“硬練”改成了“軟練”。[1]水泥與混泥土之間的關(guān)系非常密切,就好比食物與人之間的關(guān)系。在傳統(tǒng)上,人們重視工程質(zhì)量的強(qiáng)度,進(jìn)而關(guān)注水泥的強(qiáng)度。近年來(lái),與過(guò)去相比,雖然混泥土在施工的過(guò)程中水泥與高效減水劑的相容性有了一定的發(fā)展,但是并不容樂(lè)觀,在許多的環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了開(kāi)裂的現(xiàn)象,導(dǎo)致這種情況的原因有很多,所涉及到的范圍也比較廣,其中包括建筑材料、設(shè)計(jì)、管理等,而原材料是影響混泥土質(zhì)量的主要原因。[5]
人們都知道硅酸鹽水泥是有四種礦物組成的,由于它們的水化性質(zhì)不同,因此,當(dāng)水泥中所占的比例不同時(shí),就會(huì)影響水泥整體的性質(zhì)。在混泥土早期強(qiáng)度中,C3A有很大的貢獻(xiàn),它的水化熱比其他礦物水化熱要大許多倍。[3]這就導(dǎo)致C3A中含量較大的早強(qiáng)水泥,容易被早期的溫度收縮,并在干燥收縮和自收縮的過(guò)程中而導(dǎo)致開(kāi)裂。如下圖1和圖2所示,水泥的自收縮和干燥收縮。
圖1 水泥開(kāi)裂
目前,我國(guó)所生產(chǎn)的混泥土,尤其是中等以上強(qiáng)度等級(jí)的混泥土,都普遍使用的是高效減水劑和其他外加劑,在C3A水化的作用下,吸附減水劑的量也非常大,它首先吸附的是減水劑,因此,C3A含量高的水泥要比外加劑的適應(yīng)能力差。
圖2 水泥自收縮
目前,我國(guó)的大部分水泥都是依靠磨粉,細(xì)顆粒是由水泥的磨細(xì)程度決定的,磨的越細(xì)就會(huì)有更多的細(xì)顆粒。因此,許多的水泥廠都通過(guò)增加水泥的細(xì)度來(lái)提高水泥早期的強(qiáng)度。如果將水泥的比表面積增大,水泥早期的強(qiáng)度就會(huì)更高,而水泥的水化速率也會(huì)提高,但是顆粒的粒徑小于1μm就會(huì)很快的完成水化,這對(duì)后期的強(qiáng)度沒(méi)有好處。[4]但是對(duì)早期的水化熱和混泥土的自收縮和干燥有很大的幫助,在水化快的作用下,水泥顆粒水化熱性釋放就會(huì)更早,這是由于水化快能夠較快的消耗混泥土內(nèi)部的水分,從而導(dǎo)致混泥土出現(xiàn)自干燥收縮,而且,細(xì)顆粒容易出現(xiàn)水化充分的現(xiàn)象,這將會(huì)加快易干燥收縮凝膠和其他水化物。隨著粗顆粒的減少,未水化顆粒的穩(wěn)定體積也會(huì)相對(duì)減少,這就會(huì)給混泥土的長(zhǎng)期性能造成一定的影響。目前的混泥土結(jié)構(gòu)中,其設(shè)計(jì)的壽命是60年,但是有專(zhuān)家預(yù)測(cè)到,如果含有太多的超細(xì)水泥,混泥土強(qiáng)度在50年后只能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%。[5]由于水泥比表面積的增加,就會(huì)比相同高效減水劑的適應(yīng)性差。但是添加更多的摻量高效減水劑,就會(huì)減小流動(dòng)度的損失。使用這種方法,不僅會(huì)增加混泥土中的水泥用量,不利于混泥土的耐久性,而且還會(huì)增加施工的費(fèi)用。因此,水泥的細(xì)度會(huì)影響到混泥土的抗裂性和抗凍性。
在生產(chǎn)水泥的過(guò)程中,對(duì)于摻入的混合材,應(yīng)根據(jù)混合材的品種,這不僅能夠有效的改善水泥的性質(zhì),還能夠?qū)炷嗤梁鸵仔砸约巴饧觿┑倪m應(yīng)性產(chǎn)生不同的效果。因此,流動(dòng)度損失大的混合材與保水性的關(guān)系與泌水有很大的關(guān)系,如果采取搭配使用流動(dòng)度損失較小的混合材,就可以相互彌補(bǔ),從而防止泌水離析,有利于提高混泥土和易性以外的外加劑適應(yīng)性。其他的材料搭配使用也會(huì)產(chǎn)生很好的效果,例如粉煤灰、煤矸石與鋼渣、礦渣搭配使用,將石灰石作為混合材料,就會(huì)大大降低混泥土的水化熱,如果添加超細(xì)粉,就會(huì)很大程度的提高水泥的強(qiáng)度。如果降低熟料的配比,就能夠減少干燥收縮和溫度收縮引起的裂縫,降低混泥土的水化熱,從而提高混泥土的質(zhì)量。目前,大部分都采用超細(xì)煤灰和礦渣,來(lái)降溫大體積的混泥土以及降低水化熱。當(dāng)?shù)V渣和超級(jí)粉煤灰磨細(xì)熟料時(shí)加入,就會(huì)大大改善水泥的品質(zhì),不僅有利于提高混泥土的質(zhì)量,還能夠使在施工生產(chǎn)環(huán)節(jié)更方便使用。
只有供應(yīng)足夠的水分、足夠的含堿量、足夠的活性骨料,并同時(shí)存在的情況下,才能發(fā)生堿—骨料反應(yīng),但是如果氣候干燥,就不容易發(fā)生堿—骨料反應(yīng)。但是在堿的作用下,能夠促進(jìn)水泥的收縮開(kāi)裂,從而導(dǎo)致混泥土結(jié)構(gòu)劣化。而且,它對(duì)混泥土的外觀也有很大的影響,當(dāng)混泥土的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)春季和冬季后,就會(huì)出現(xiàn)泛霜的情況。
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下,行業(yè)類(lèi)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,這就促使了有些建設(shè)單位為了贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益而縮短工期,就將會(huì)導(dǎo)致施工單位為了趕工期,從而使水泥在施工季節(jié)供不應(yīng)求,這將會(huì)使許多的水泥生產(chǎn)廠家的水泥質(zhì)量沒(méi)有保證,在生產(chǎn)的過(guò)程中并不按照正常的程序,甚至送到施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥還是熱的。對(duì)于這種水泥,一旦遇到水就會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱,減小外加劑的適應(yīng)性,縮短混泥土的放熱時(shí)間,就會(huì)使水化的反應(yīng)速度加快,這將會(huì)導(dǎo)致混泥土出現(xiàn)更快的坍落度,從而加劇混泥土的收縮而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。
雖然人們開(kāi)始注重水泥的耐久性,但是在實(shí)踐的過(guò)程中,卻仍然將強(qiáng)度作為混泥土質(zhì)量的要求和驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。為了提高混泥土的耐久性,因此,我們要在建設(shè)實(shí)踐中更新觀念,在追求強(qiáng)度的同時(shí),應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的方法,并為國(guó)家的建設(shè)做長(zhǎng)遠(yuǎn)打算,走持續(xù)發(fā)展道路,使工程的質(zhì)量得到保障。
[1]周軍紅,王會(huì)嶺.淺談水泥對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響[J].科技資訊.2007,12(21),123 -125
[2]孟昭華,董強(qiáng).水泥細(xì)度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響[J].黑龍江科技信息.2008,6(20),159 -160
[3]酈挺.水泥安定性對(duì)混凝土質(zhì)量的影響及其檢測(cè)[J].浙江建筑.2007,15(03),236 -237
[4]祁會(huì)軍.簡(jiǎn)述水泥細(xì)度與混凝土性能的關(guān)系[J].河南建材.2008,8(04),331 -332
[5]張大康.按照混凝土性能要求制訂水泥質(zhì)量目標(biāo)[J].水泥.2009,11(06),103-105