陳永堅(jiān)
摘要:對(duì)混凝土材料的破壞因素有內(nèi)部因素與外部因素之分。外部因素常常通過(guò)內(nèi)部因素或進(jìn)入混凝土內(nèi)部而起作用,外部因素之間也常常相互影響和幾個(gè)因素先后或同時(shí)造成破壞作用,這些都增加了混凝土耐久性問(wèn)題的復(fù)雜性。正確選擇水泥品種、使用足夠的水泥用量和足夠低的自由水灰比、選擇合適的骨料及其良好的級(jí)配是提高混凝土耐久性的重要因素。
關(guān)鍵詞:混凝土;原材料;混凝土養(yǎng)護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):U444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)03-0043-03
1 概述
在廈門(mén)地區(qū),近海建設(shè)較多,對(duì)混凝土的耐腐蝕性、耐久性以及鋼筋的保護(hù)層厚度等都有嚴(yán)格的要求。因此,如何有效提高混凝土耐久性也成為業(yè)內(nèi)人士的熱門(mén)話(huà)題和工作方向。筆者認(rèn)為,提高混凝土耐久性要先從混凝土的原材料開(kāi)始,把好原材料的質(zhì)量關(guān)至關(guān)重要,同時(shí)也要控制好混凝土的配合比設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)等工作。隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步,人們對(duì)建筑物的造型、性能的認(rèn)知越來(lái)越多,許多原來(lái)不知道的潛在危險(xiǎn),現(xiàn)在都能分析原因,提出解決辦法。可以這么說(shuō),到了現(xiàn)代,人們已經(jīng)有本領(lǐng)來(lái)量化一切,其中包括了解各種材料的優(yōu)缺點(diǎn),用量化的指標(biāo)對(duì)眾多材料劃分類(lèi)別并決定取舍。
2 原材料的選擇
2.1 水泥
我國(guó)的水泥品種很多,對(duì)于商品混凝土攪拌站,不可能做到配備每一種水泥。主要使用的水泥有三種:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。我國(guó)GB175-1999國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義:凡由硅酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或?;郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為硅酸鹽水泥。不摻混合材料的稱(chēng)I型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.I;在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱(chēng)Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅱ。凡是由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為普通硅酸鹽水泥,代號(hào)P.O。還有摻入一定量的活性混合材料或非活性混合材料的礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥等。
火山灰水泥和粉煤灰水泥由于其抗凍性相對(duì)較差、干縮性較大,從對(duì)混凝土耐久方面來(lái)說(shuō)不如其他水泥品種。另外,以石灰石作為混合材料的水泥也不利于混凝土耐久性,因?yàn)椋沂瘜?duì)混凝土的耐久性起到負(fù)面的影響,使混凝土內(nèi)部生成鈣礬石,形式有3種:
由此可見(jiàn),石灰石(CaCO3)容易與水中或者空氣中的硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣,從而再生成鈣礬石。鈣礬石對(duì)混凝土的危害甚大,它在生成過(guò)程中,體積變大,伴隨著就是混凝土內(nèi)部體積膨脹,極大可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
礦渣水泥P.S.A是由硅酸鹽水泥熟料、20%~50%的?;郀t礦渣及適量石膏組成。其好處如下:
(1)礦渣水泥能使混凝土的保水性好、可塑性好、泌水少,具有較好的工作性;(2)低水化熱,有利于防止因大體積混凝土內(nèi)部溫升而導(dǎo)致的裂縫;(3)硬化后的混凝土具有良好的抗硫酸鹽腐蝕性,降低和抑制氯離子擴(kuò)散性能以及抗海水侵蝕性、抗碳化、抗堿-骨料反應(yīng);(4)優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu),提高抗?jié)B
性能。
因此,本人認(rèn)為,相對(duì)來(lái)說(shuō),選擇以?;郀t礦渣為混合材料的P.Ⅱ型硅酸鹽水泥和P.S.A型礦渣水泥更有利于提高混凝土的耐久性。
2.2 砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響
砂的級(jí)配和顆粒形狀對(duì)于混凝土的和易性影響甚大,一般應(yīng)該優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)天然中砂。另外,在此特別強(qiáng)調(diào)的是砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響,以下為4組C40混凝土的試驗(yàn)情況,見(jiàn)表1、表2、表3:
通過(guò)表1、表2、表3可以看出,隨著含泥量的增大,塌落度損失增大,抗壓強(qiáng)度相對(duì)降低,碳化深度增大。這主要是因?yàn)椋爸心嗍鞘杷啥嗫仔?,隨著含泥量的增大,對(duì)外加劑的吸附作用越來(lái)越大,使得混凝土的用水量越來(lái)越大,流動(dòng)性越來(lái)越差。為了保證混凝土的可塑性,需要增大用水量,因此降低了混凝土的強(qiáng)度,同時(shí)混凝土任何形式的破壞都是沿著薄弱處展開(kāi)的,而因?yàn)楹嗔康脑黾?,使得膠凝材料與骨料之間的粘合不充分,待混凝土沉實(shí)后,水泥漿體密實(shí)度也很小,這樣形成界面過(guò)渡區(qū)的水泥石是多孔低密度的,也有可能造成一定量連通的氣孔和開(kāi)口孔,這對(duì)混凝土的耐久性影響相當(dāng)大。此外,建筑工程中嚴(yán)禁使用未經(jīng)處理過(guò)的海砂作為混凝土的細(xì)骨料。海砂是含有氯離子的砂,含有氯離子的混凝土?xí)?duì)鋼筋起著持續(xù)化學(xué)作用,直接破壞鋼筋的保護(hù)膜,侵蝕鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少鋼材原有的支撐力。另外氯離子會(huì)使混凝土膨脹,使混凝土內(nèi)部開(kāi)裂,導(dǎo)致建筑物表面出現(xiàn)混凝土松潰,而整個(gè)鋼筋混凝土的墻體會(huì)直接露出鋼筋,混凝土最終也會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)全面脫離鋼筋,使建筑物失去鋼筋支撐而垮塌。
2.3 摻合料
選用P.I型或P.Ⅱ型硅酸鹽水泥時(shí),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性,這是因?yàn)?,它分散了水泥水化的絮凝狀結(jié)構(gòu),延緩了水泥的水化速度,同時(shí)它們的二次水化作用,消耗了部分水泥石的
Ca(OH)2,而且還可以增加C-S-H凝膠數(shù)量,減少空隙,組織有害離子滲透,微集料密實(shí)填充效應(yīng)和二次水化產(chǎn)物阻塞了部分毛細(xì)孔,使混凝土孔隙率變小,密實(shí)性增大。磨細(xì)石灰石也能提高混凝土的氯離子滲透性能,以下是用直流電量法檢驗(yàn)摻入適量礦渣的混凝土通過(guò)的電量與氯離子滲透性的試驗(yàn),見(jiàn)表4:
由此可見(jiàn),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性。
2.4 外加劑
具有改善混凝土耐久性的外加劑包括引氣劑、防水劑、防凍劑、阻銹劑等?;炷恋哪途眯耘c抗?jié)B性有直接的關(guān)系,無(wú)論是因?yàn)槟戏匠睗裉鞖馊菀讓?dǎo)致鋼筋銹蝕或者因?yàn)楸狈降膬鏊炷羶?nèi)部所產(chǎn)生的內(nèi)力破壞往往都是由于其抗?jié)B性差。摻用外加劑是改善混凝土性能的最好方法。而外加劑中使用最廣泛的是萘系與聚羧酸系的減水劑,高效減水劑摻入混凝土中,減水率可達(dá)到15%以上;高性能減水劑則可以達(dá)到20%以上的減水率。使用減水劑,可減低水灰比,提高混凝土的密實(shí)性,提高混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗化學(xué)腐蝕性,從而提高混凝土耐久性,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
從某種意義上說(shuō),目前各國(guó)在混凝土技術(shù)上的差距主要體現(xiàn)在外加劑上,尤其是高性能減水劑的發(fā)展水平。所以,在混凝土中使用高性能減水劑,除了能降低成本之外,在提高強(qiáng)度基礎(chǔ)上同時(shí)使混凝土具備工作性能優(yōu)異、易泵送、易密實(shí)等優(yōu)良的施工性能,還起到改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的作用,有效地提高混凝土的密實(shí)度,使鋼筋更好地與外界隔絕,同時(shí)自身也起到很好的保護(hù)效果,更好地保證建筑物預(yù)期的使用年限。
3 結(jié)語(yǔ)
為了解決和提高混凝土耐久性的一系列問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者都在致力研究更多更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)辦法,分析其工作機(jī)理,開(kāi)發(fā)研制更多新的產(chǎn)品,在目前的狀況下,我們必須做到以下四點(diǎn):(1)堅(jiān)持使用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原材料,嚴(yán)禁使用不合格或者劣質(zhì)的原材料;(2)認(rèn)真做好對(duì)原材料及混凝土的各種物理性能及化學(xué)性能的試驗(yàn),把好質(zhì)量關(guān);(3)通過(guò)不同配合比,進(jìn)行摻入不同摻合料或者外加劑的混凝土對(duì)比試驗(yàn),設(shè)計(jì)出適合混凝土耐久性要求的配合比;(4)把好混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)關(guān),對(duì)提高混凝土耐久性也非常重要。
摘要:對(duì)混凝土材料的破壞因素有內(nèi)部因素與外部因素之分。外部因素常常通過(guò)內(nèi)部因素或進(jìn)入混凝土內(nèi)部而起作用,外部因素之間也常常相互影響和幾個(gè)因素先后或同時(shí)造成破壞作用,這些都增加了混凝土耐久性問(wèn)題的復(fù)雜性。正確選擇水泥品種、使用足夠的水泥用量和足夠低的自由水灰比、選擇合適的骨料及其良好的級(jí)配是提高混凝土耐久性的重要因素。
關(guān)鍵詞:混凝土;原材料;混凝土養(yǎng)護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):U444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)03-0043-03
1 概述
在廈門(mén)地區(qū),近海建設(shè)較多,對(duì)混凝土的耐腐蝕性、耐久性以及鋼筋的保護(hù)層厚度等都有嚴(yán)格的要求。因此,如何有效提高混凝土耐久性也成為業(yè)內(nèi)人士的熱門(mén)話(huà)題和工作方向。筆者認(rèn)為,提高混凝土耐久性要先從混凝土的原材料開(kāi)始,把好原材料的質(zhì)量關(guān)至關(guān)重要,同時(shí)也要控制好混凝土的配合比設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)等工作。隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步,人們對(duì)建筑物的造型、性能的認(rèn)知越來(lái)越多,許多原來(lái)不知道的潛在危險(xiǎn),現(xiàn)在都能分析原因,提出解決辦法??梢赃@么說(shuō),到了現(xiàn)代,人們已經(jīng)有本領(lǐng)來(lái)量化一切,其中包括了解各種材料的優(yōu)缺點(diǎn),用量化的指標(biāo)對(duì)眾多材料劃分類(lèi)別并決定取舍。
2 原材料的選擇
2.1 水泥
我國(guó)的水泥品種很多,對(duì)于商品混凝土攪拌站,不可能做到配備每一種水泥。主要使用的水泥有三種:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。我國(guó)GB175-1999國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義:凡由硅酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或?;郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為硅酸鹽水泥。不摻混合材料的稱(chēng)I型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.I;在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?;郀t礦渣混合材料的稱(chēng)Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅱ。凡是由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為普通硅酸鹽水泥,代號(hào)P.O。還有摻入一定量的活性混合材料或非活性混合材料的礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥等。
火山灰水泥和粉煤灰水泥由于其抗凍性相對(duì)較差、干縮性較大,從對(duì)混凝土耐久方面來(lái)說(shuō)不如其他水泥品種。另外,以石灰石作為混合材料的水泥也不利于混凝土耐久性,因?yàn)椋沂瘜?duì)混凝土的耐久性起到負(fù)面的影響,使混凝土內(nèi)部生成鈣礬石,形式有3種:
由此可見(jiàn),石灰石(CaCO3)容易與水中或者空氣中的硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣,從而再生成鈣礬石。鈣礬石對(duì)混凝土的危害甚大,它在生成過(guò)程中,體積變大,伴隨著就是混凝土內(nèi)部體積膨脹,極大可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
礦渣水泥P.S.A是由硅酸鹽水泥熟料、20%~50%的?;郀t礦渣及適量石膏組成。其好處如下:
(1)礦渣水泥能使混凝土的保水性好、可塑性好、泌水少,具有較好的工作性;(2)低水化熱,有利于防止因大體積混凝土內(nèi)部溫升而導(dǎo)致的裂縫;(3)硬化后的混凝土具有良好的抗硫酸鹽腐蝕性,降低和抑制氯離子擴(kuò)散性能以及抗海水侵蝕性、抗碳化、抗堿-骨料反應(yīng);(4)優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu),提高抗?jié)B
性能。
因此,本人認(rèn)為,相對(duì)來(lái)說(shuō),選擇以?;郀t礦渣為混合材料的P.Ⅱ型硅酸鹽水泥和P.S.A型礦渣水泥更有利于提高混凝土的耐久性。
2.2 砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響
砂的級(jí)配和顆粒形狀對(duì)于混凝土的和易性影響甚大,一般應(yīng)該優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)天然中砂。另外,在此特別強(qiáng)調(diào)的是砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響,以下為4組C40混凝土的試驗(yàn)情況,見(jiàn)表1、表2、表3:
通過(guò)表1、表2、表3可以看出,隨著含泥量的增大,塌落度損失增大,抗壓強(qiáng)度相對(duì)降低,碳化深度增大。這主要是因?yàn)椋爸心嗍鞘杷啥嗫仔?,隨著含泥量的增大,對(duì)外加劑的吸附作用越來(lái)越大,使得混凝土的用水量越來(lái)越大,流動(dòng)性越來(lái)越差。為了保證混凝土的可塑性,需要增大用水量,因此降低了混凝土的強(qiáng)度,同時(shí)混凝土任何形式的破壞都是沿著薄弱處展開(kāi)的,而因?yàn)楹嗔康脑黾?,使得膠凝材料與骨料之間的粘合不充分,待混凝土沉實(shí)后,水泥漿體密實(shí)度也很小,這樣形成界面過(guò)渡區(qū)的水泥石是多孔低密度的,也有可能造成一定量連通的氣孔和開(kāi)口孔,這對(duì)混凝土的耐久性影響相當(dāng)大。此外,建筑工程中嚴(yán)禁使用未經(jīng)處理過(guò)的海砂作為混凝土的細(xì)骨料。海砂是含有氯離子的砂,含有氯離子的混凝土?xí)?duì)鋼筋起著持續(xù)化學(xué)作用,直接破壞鋼筋的保護(hù)膜,侵蝕鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少鋼材原有的支撐力。另外氯離子會(huì)使混凝土膨脹,使混凝土內(nèi)部開(kāi)裂,導(dǎo)致建筑物表面出現(xiàn)混凝土松潰,而整個(gè)鋼筋混凝土的墻體會(huì)直接露出鋼筋,混凝土最終也會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)全面脫離鋼筋,使建筑物失去鋼筋支撐而垮塌。
2.3 摻合料
選用P.I型或P.Ⅱ型硅酸鹽水泥時(shí),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性,這是因?yàn)?,它分散了水泥水化的絮凝狀結(jié)構(gòu),延緩了水泥的水化速度,同時(shí)它們的二次水化作用,消耗了部分水泥石的
Ca(OH)2,而且還可以增加C-S-H凝膠數(shù)量,減少空隙,組織有害離子滲透,微集料密實(shí)填充效應(yīng)和二次水化產(chǎn)物阻塞了部分毛細(xì)孔,使混凝土孔隙率變小,密實(shí)性增大。磨細(xì)石灰石也能提高混凝土的氯離子滲透性能,以下是用直流電量法檢驗(yàn)摻入適量礦渣的混凝土通過(guò)的電量與氯離子滲透性的試驗(yàn),見(jiàn)表4:
由此可見(jiàn),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性。
2.4 外加劑
具有改善混凝土耐久性的外加劑包括引氣劑、防水劑、防凍劑、阻銹劑等?;炷恋哪途眯耘c抗?jié)B性有直接的關(guān)系,無(wú)論是因?yàn)槟戏匠睗裉鞖馊菀讓?dǎo)致鋼筋銹蝕或者因?yàn)楸狈降膬鏊?,混凝土?nèi)部所產(chǎn)生的內(nèi)力破壞往往都是由于其抗?jié)B性差。摻用外加劑是改善混凝土性能的最好方法。而外加劑中使用最廣泛的是萘系與聚羧酸系的減水劑,高效減水劑摻入混凝土中,減水率可達(dá)到15%以上;高性能減水劑則可以達(dá)到20%以上的減水率。使用減水劑,可減低水灰比,提高混凝土的密實(shí)性,提高混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗化學(xué)腐蝕性,從而提高混凝土耐久性,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
從某種意義上說(shuō),目前各國(guó)在混凝土技術(shù)上的差距主要體現(xiàn)在外加劑上,尤其是高性能減水劑的發(fā)展水平。所以,在混凝土中使用高性能減水劑,除了能降低成本之外,在提高強(qiáng)度基礎(chǔ)上同時(shí)使混凝土具備工作性能優(yōu)異、易泵送、易密實(shí)等優(yōu)良的施工性能,還起到改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的作用,有效地提高混凝土的密實(shí)度,使鋼筋更好地與外界隔絕,同時(shí)自身也起到很好的保護(hù)效果,更好地保證建筑物預(yù)期的使用年限。
3 結(jié)語(yǔ)
為了解決和提高混凝土耐久性的一系列問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者都在致力研究更多更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)辦法,分析其工作機(jī)理,開(kāi)發(fā)研制更多新的產(chǎn)品,在目前的狀況下,我們必須做到以下四點(diǎn):(1)堅(jiān)持使用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原材料,嚴(yán)禁使用不合格或者劣質(zhì)的原材料;(2)認(rèn)真做好對(duì)原材料及混凝土的各種物理性能及化學(xué)性能的試驗(yàn),把好質(zhì)量關(guān);(3)通過(guò)不同配合比,進(jìn)行摻入不同摻合料或者外加劑的混凝土對(duì)比試驗(yàn),設(shè)計(jì)出適合混凝土耐久性要求的配合比;(4)把好混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)關(guān),對(duì)提高混凝土耐久性也非常重要。
摘要:對(duì)混凝土材料的破壞因素有內(nèi)部因素與外部因素之分。外部因素常常通過(guò)內(nèi)部因素或進(jìn)入混凝土內(nèi)部而起作用,外部因素之間也常常相互影響和幾個(gè)因素先后或同時(shí)造成破壞作用,這些都增加了混凝土耐久性問(wèn)題的復(fù)雜性。正確選擇水泥品種、使用足夠的水泥用量和足夠低的自由水灰比、選擇合適的骨料及其良好的級(jí)配是提高混凝土耐久性的重要因素。
關(guān)鍵詞:混凝土;原材料;混凝土養(yǎng)護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):U444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)03-0043-03
1 概述
在廈門(mén)地區(qū),近海建設(shè)較多,對(duì)混凝土的耐腐蝕性、耐久性以及鋼筋的保護(hù)層厚度等都有嚴(yán)格的要求。因此,如何有效提高混凝土耐久性也成為業(yè)內(nèi)人士的熱門(mén)話(huà)題和工作方向。筆者認(rèn)為,提高混凝土耐久性要先從混凝土的原材料開(kāi)始,把好原材料的質(zhì)量關(guān)至關(guān)重要,同時(shí)也要控制好混凝土的配合比設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)等工作。隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步,人們對(duì)建筑物的造型、性能的認(rèn)知越來(lái)越多,許多原來(lái)不知道的潛在危險(xiǎn),現(xiàn)在都能分析原因,提出解決辦法。可以這么說(shuō),到了現(xiàn)代,人們已經(jīng)有本領(lǐng)來(lái)量化一切,其中包括了解各種材料的優(yōu)缺點(diǎn),用量化的指標(biāo)對(duì)眾多材料劃分類(lèi)別并決定取舍。
2 原材料的選擇
2.1 水泥
我國(guó)的水泥品種很多,對(duì)于商品混凝土攪拌站,不可能做到配備每一種水泥。主要使用的水泥有三種:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。我國(guó)GB175-1999國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義:凡由硅酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或?;郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為硅酸鹽水泥。不摻混合材料的稱(chēng)I型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.I;在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?;郀t礦渣混合材料的稱(chēng)Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號(hào)P.Ⅱ。凡是由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱(chēng)為普通硅酸鹽水泥,代號(hào)P.O。還有摻入一定量的活性混合材料或非活性混合材料的礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥等。
火山灰水泥和粉煤灰水泥由于其抗凍性相對(duì)較差、干縮性較大,從對(duì)混凝土耐久方面來(lái)說(shuō)不如其他水泥品種。另外,以石灰石作為混合材料的水泥也不利于混凝土耐久性,因?yàn)椋沂瘜?duì)混凝土的耐久性起到負(fù)面的影響,使混凝土內(nèi)部生成鈣礬石,形式有3種:
由此可見(jiàn),石灰石(CaCO3)容易與水中或者空氣中的硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣,從而再生成鈣礬石。鈣礬石對(duì)混凝土的危害甚大,它在生成過(guò)程中,體積變大,伴隨著就是混凝土內(nèi)部體積膨脹,極大可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
礦渣水泥P.S.A是由硅酸鹽水泥熟料、20%~50%的?;郀t礦渣及適量石膏組成。其好處如下:
(1)礦渣水泥能使混凝土的保水性好、可塑性好、泌水少,具有較好的工作性;(2)低水化熱,有利于防止因大體積混凝土內(nèi)部溫升而導(dǎo)致的裂縫;(3)硬化后的混凝土具有良好的抗硫酸鹽腐蝕性,降低和抑制氯離子擴(kuò)散性能以及抗海水侵蝕性、抗碳化、抗堿-骨料反應(yīng);(4)優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu),提高抗?jié)B
性能。
因此,本人認(rèn)為,相對(duì)來(lái)說(shuō),選擇以?;郀t礦渣為混合材料的P.Ⅱ型硅酸鹽水泥和P.S.A型礦渣水泥更有利于提高混凝土的耐久性。
2.2 砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響
砂的級(jí)配和顆粒形狀對(duì)于混凝土的和易性影響甚大,一般應(yīng)該優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)天然中砂。另外,在此特別強(qiáng)調(diào)的是砂的含泥量對(duì)混凝土性能的影響,以下為4組C40混凝土的試驗(yàn)情況,見(jiàn)表1、表2、表3:
通過(guò)表1、表2、表3可以看出,隨著含泥量的增大,塌落度損失增大,抗壓強(qiáng)度相對(duì)降低,碳化深度增大。這主要是因?yàn)椋爸心嗍鞘杷啥嗫仔?,隨著含泥量的增大,對(duì)外加劑的吸附作用越來(lái)越大,使得混凝土的用水量越來(lái)越大,流動(dòng)性越來(lái)越差。為了保證混凝土的可塑性,需要增大用水量,因此降低了混凝土的強(qiáng)度,同時(shí)混凝土任何形式的破壞都是沿著薄弱處展開(kāi)的,而因?yàn)楹嗔康脑黾?,使得膠凝材料與骨料之間的粘合不充分,待混凝土沉實(shí)后,水泥漿體密實(shí)度也很小,這樣形成界面過(guò)渡區(qū)的水泥石是多孔低密度的,也有可能造成一定量連通的氣孔和開(kāi)口孔,這對(duì)混凝土的耐久性影響相當(dāng)大。此外,建筑工程中嚴(yán)禁使用未經(jīng)處理過(guò)的海砂作為混凝土的細(xì)骨料。海砂是含有氯離子的砂,含有氯離子的混凝土?xí)?duì)鋼筋起著持續(xù)化學(xué)作用,直接破壞鋼筋的保護(hù)膜,侵蝕鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少鋼材原有的支撐力。另外氯離子會(huì)使混凝土膨脹,使混凝土內(nèi)部開(kāi)裂,導(dǎo)致建筑物表面出現(xiàn)混凝土松潰,而整個(gè)鋼筋混凝土的墻體會(huì)直接露出鋼筋,混凝土最終也會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)全面脫離鋼筋,使建筑物失去鋼筋支撐而垮塌。
2.3 摻合料
選用P.I型或P.Ⅱ型硅酸鹽水泥時(shí),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性,這是因?yàn)?,它分散了水泥水化的絮凝狀結(jié)構(gòu),延緩了水泥的水化速度,同時(shí)它們的二次水化作用,消耗了部分水泥石的
Ca(OH)2,而且還可以增加C-S-H凝膠數(shù)量,減少空隙,組織有害離子滲透,微集料密實(shí)填充效應(yīng)和二次水化產(chǎn)物阻塞了部分毛細(xì)孔,使混凝土孔隙率變小,密實(shí)性增大。磨細(xì)石灰石也能提高混凝土的氯離子滲透性能,以下是用直流電量法檢驗(yàn)摻入適量礦渣的混凝土通過(guò)的電量與氯離子滲透性的試驗(yàn),見(jiàn)表4:
由此可見(jiàn),在混凝土中摻入適量礦渣將有效提高混凝土的耐久性。
2.4 外加劑
具有改善混凝土耐久性的外加劑包括引氣劑、防水劑、防凍劑、阻銹劑等?;炷恋哪途眯耘c抗?jié)B性有直接的關(guān)系,無(wú)論是因?yàn)槟戏匠睗裉鞖馊菀讓?dǎo)致鋼筋銹蝕或者因?yàn)楸狈降膬鏊?,混凝土?nèi)部所產(chǎn)生的內(nèi)力破壞往往都是由于其抗?jié)B性差。摻用外加劑是改善混凝土性能的最好方法。而外加劑中使用最廣泛的是萘系與聚羧酸系的減水劑,高效減水劑摻入混凝土中,減水率可達(dá)到15%以上;高性能減水劑則可以達(dá)到20%以上的減水率。使用減水劑,可減低水灰比,提高混凝土的密實(shí)性,提高混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗化學(xué)腐蝕性,從而提高混凝土耐久性,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
從某種意義上說(shuō),目前各國(guó)在混凝土技術(shù)上的差距主要體現(xiàn)在外加劑上,尤其是高性能減水劑的發(fā)展水平。所以,在混凝土中使用高性能減水劑,除了能降低成本之外,在提高強(qiáng)度基礎(chǔ)上同時(shí)使混凝土具備工作性能優(yōu)異、易泵送、易密實(shí)等優(yōu)良的施工性能,還起到改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的作用,有效地提高混凝土的密實(shí)度,使鋼筋更好地與外界隔絕,同時(shí)自身也起到很好的保護(hù)效果,更好地保證建筑物預(yù)期的使用年限。
3 結(jié)語(yǔ)
為了解決和提高混凝土耐久性的一系列問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者都在致力研究更多更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)辦法,分析其工作機(jī)理,開(kāi)發(fā)研制更多新的產(chǎn)品,在目前的狀況下,我們必須做到以下四點(diǎn):(1)堅(jiān)持使用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原材料,嚴(yán)禁使用不合格或者劣質(zhì)的原材料;(2)認(rèn)真做好對(duì)原材料及混凝土的各種物理性能及化學(xué)性能的試驗(yàn),把好質(zhì)量關(guān);(3)通過(guò)不同配合比,進(jìn)行摻入不同摻合料或者外加劑的混凝土對(duì)比試驗(yàn),設(shè)計(jì)出適合混凝土耐久性要求的配合比;(4)把好混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)關(guān),對(duì)提高混凝土耐久性也非常重要。