（中國葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司， 湖北 荊門 444103）

水泥工藝對混凝土耐久性的影響分析

張 軍

（中國葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司， 湖北 荊門 444103）

隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這在一定程度上推動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展，并隨之呈現(xiàn)出逐步增長的穩(wěn)定態(tài)勢。與此同時，人們對建筑質(zhì)量提出了更高的要求。其中水泥作為混凝土極為重要的組成要素，它的性能將會直接影響到混凝土的耐久性。所以，就必須要重視混凝土的耐久性，為確保建筑的整體質(zhì)量。以下要是通過簡單的分析水泥對混凝土耐久性的影響，并對其進(jìn)行了合理化的闡述。

水泥工藝；混凝土；耐久性

伴隨國民經(jīng)濟(jì)與信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對建筑質(zhì)量的重視程度越來越高。水泥作為混凝土的關(guān)鍵性原材料，其耐久性成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。在以往的工程中，人們只關(guān)注混凝土的強(qiáng)度，而忽視它的耐久性，以至于出現(xiàn)了許多問題，比如開裂、松軟、溶蝕以及膨脹等，嚴(yán)重的甚至都會出現(xiàn)安全事故，危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以必須對混凝土的耐久性加強(qiáng)研究。

1 影響混凝土耐久性的基本要素分析

1.1 化學(xué)因素造成混凝土的腐蝕

水泥中C3A含量高對混凝土的抗硫酸鹽侵蝕不利，所以ASTM-V型水泥規(guī)定2C3A+C4AF含量不大于20%。且水泥水化的氫氧化物因火山灰反應(yīng)逐漸減少，也就是說在水泥中加入在磨細(xì)礦渣粉或粉煤灰有利于防止混凝土被侵蝕。但是火山灰還需要很長一段時間反應(yīng)，所以就必須運(yùn)用制備好的混凝土，讓已遭受侵蝕的酸性混凝土可以支撐一段時間。除此之外，在相同條件下，在水泥中加入磨細(xì)礦渣等材料，有利于防止混凝土被侵蝕，而且還能增加它的耐久性。另外，堿-骨料反應(yīng)也是破壞混凝土耐久性的一種，在一定的濕度下，水泥里堿含量偏高的情況下，這些堿含量就會與堿活性集料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨脹開裂，嚴(yán)重時直接導(dǎo)致破壞。

1.2 鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

混凝土結(jié)構(gòu)被破壞的一個最主要的原因就是鋼筋被銹蝕。由于在混凝土的縫隙中出現(xiàn)了濃度較高的氫氧化物，其PH值都超過12，從而使得鋼筋的表面出現(xiàn)氧化膜，保護(hù)鋼筋免遭銹蝕，但當(dāng)混凝土因碳化而使PH值降低或氮離子濃度非常高時，破壞了鈍化膜，最終腐蝕了鋼筋。換句話說，混凝土內(nèi)的二氧化碳是其發(fā)生碳化反應(yīng)的最主要要素，一旦氧化鈣過高時就會加大二氧化碳的吸收量，其碳化速率也會相應(yīng)的下降。

2 水泥的礦物構(gòu)成要素影響著混凝土的耐久性

從水泥的礦物成分來看，主要有以下四種C3S、C2S、C3A、C4AF。當(dāng)C3S含量增大時，水泥的早期強(qiáng)度較高，但是不利于水泥的后期強(qiáng)度和耐久性。可能出現(xiàn)早期開裂現(xiàn)象，同時C3S的吸附力較強(qiáng)，對于外加劑摻加效果有抵抗作用，導(dǎo)致混凝土用水量的提高，進(jìn)而危害到混凝土的耐久性。如C2S含量高，會提高混凝土的后期強(qiáng)度，不易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，有利于提高混凝土的耐久性。C3A含量增高，早期水化快，不利于水泥與減水劑的適應(yīng)性，易出現(xiàn)早期開裂，也會威脅到混凝土的抗凍性。C4AF含量增大，增加混凝土抗折強(qiáng)度，但是會增加水泥熱量溫度，易造成回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈。水泥的礦物質(zhì)成分與混合程度的搭配會使得水化產(chǎn)物的性能產(chǎn)生較大的變化。通過實(shí)踐表明，水泥的組成要素主要是由硅酸二鈣與硅酸三鈣組成的，且硅酸三鈣的含量小于硅酸二鈣，以上情況的出現(xiàn)有利于提高混凝土的耐久性[1]。

3 、混凝土的耐久性深受水泥粉磨細(xì)度的影響

3.1 水泥粉磨細(xì)程度直接影響到混凝土的含濕量

水泥粉磨細(xì)程度不僅會影響到混凝土的含濕量，而且還會影響到孔的結(jié)構(gòu)。也就是說，水泥粉磨細(xì)度越細(xì)，比表面積也會相應(yīng)的升高，因而，水化產(chǎn)物就會在沒有完全水化之前出現(xiàn)水化產(chǎn)物薄膜，從而會直接影響到水泥顆粒的水化，以及混凝土的孔結(jié)構(gòu)。假如在水泥顆粒的構(gòu)成過程中，出現(xiàn)細(xì)小的顆粒，就會影響到混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致水泥的毛細(xì)孔數(shù)量快速增加，增強(qiáng)了混凝土的吸濕性，最終提高混凝土的濕度[2]。通過上述現(xiàn)象可知，直徑越小的細(xì)小顆粒，在潮濕空氣中的吸濕率就會提高；反之，當(dāng)水泥的直徑較大時，混凝土的吸濕率就會明顯的下降。換句話說，假設(shè)在濕度比較低的情況下，就可以提高水泥的吸水性，且使得混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到飽和狀態(tài)，進(jìn)而就會出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的將會影響到整個建筑施工質(zhì)量。另外，裂縫的出現(xiàn)不光會降低混凝土穩(wěn)定性，還會加快鋼筋的腐蝕，最終影響到整個混凝土的耐久性[3]。

3.2 對混凝土常壓滲透性產(chǎn)生的影響

常壓性滲透是指常溫下，混凝土因自身的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫而產(chǎn)生的滲透。目前階段，我國的滲透性測試仍舊還初步發(fā)展階段，不允許在濃度差較高的情況下測量毛細(xì)孔壓力，以及對混凝土的滲透性產(chǎn)生較大的影響[4]。因而，在常壓條件下會產(chǎn)生破壞性較大的大氣環(huán)境，由此看來，就需要將關(guān)注的焦點(diǎn)放在滲透性上，以至于不會在水作用下出現(xiàn)滲透情況。通過對比常壓下混凝土的滲透性可知，顆粒較少的混凝土其滲透性能更大，具體有以下兩種表現(xiàn)形式：其一，水泥中所含有的顆粒越多，其滲透性就越強(qiáng)；其二，水泥細(xì)度較為細(xì)的混凝土，它的吸水率就越高。上述情況都表明，水泥的細(xì)度會直接影響到混凝土的耐久性[5]。

3.3 混凝土的壓力水滲透性直接受水泥粉磨細(xì)度的影響

通過大量的實(shí)踐表明，假如混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較多的毛細(xì)孔，而且大毛細(xì)孔的數(shù)量還比較少，這個時候就會加大毛細(xì)孔的壓力，使得混凝土的自收縮幅度得到進(jìn)一步加大，從而造成混凝土出現(xiàn)較多的裂縫。上述情況出現(xiàn)不光會加快液體的腐蝕性，同時還會降低混凝土的耐久性。歸根到底，其主要原因就在于沒有科學(xué)合理的降低混凝土的配合比例，造成高強(qiáng)度的混凝土因自收縮產(chǎn)生裂縫[6]。

4 有效控制水泥工藝的相關(guān)對策

4.1 合理控制水泥礦物的構(gòu)成要素

眾所周知，建筑行業(yè)想要更好的解決水泥問題，大多數(shù)都是通過做實(shí)驗(yàn)得出的，其中最關(guān)鍵的措施就是在水泥的配料方案中降低C3A的含量，加快高溫孰料的淬冷，從而達(dá)到改善礦物晶體結(jié)構(gòu)的目的。

4.2 科學(xué)控制水泥的細(xì)度

以往控制水泥細(xì)度的方法比較單一、不精細(xì)，它關(guān)注的焦點(diǎn)主要是大顆粒引發(fā)的水泥化合反應(yīng)，但卻忽略了顆粒在水泥中的不利影響，所以就必須要科學(xué)控制水泥的細(xì)度。具體操作過程如下：第一，控制好水泥的均勻性系數(shù)。評價水泥顆粒分布寬度是均勻性系數(shù)。水泥顆粒分布越寬窄影響均勻性系數(shù)的大小。粉磨中顆粒級配的分布由均勻性系數(shù)控制充分體現(xiàn)，提供最直接的依據(jù)，為我們對不同水泥級配水泥調(diào)整和探索；第二，控制特征粒徑。主要表現(xiàn)形式會直接影響到細(xì)粉含量的多少，而且還關(guān)系到水泥的強(qiáng)度。所以特征粒徑，可以更清楚的了解和掌握水泥粉磨狀況，便于粉磨參數(shù)的調(diào)整；第三，控制比表面積。比表面積能主要反應(yīng)顆粒不同級配的情況，所以比表面積還需要進(jìn)行控制。

5 結(jié)語

綜上所述，混凝土的耐久性是建筑行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的因素之一，這是因?yàn)樗还饽苡绊懙焦こ痰恼w施工，還關(guān)乎著整個建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)情況，所以必須重視混凝土的耐久性。而且還要在具體的實(shí)踐過程中不斷提升生產(chǎn)水泥的工藝水平，從而確保水泥質(zhì)量的優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]沈廣宗. 水泥生產(chǎn)工藝對混凝土耐久性的影響[J]. 技術(shù)與市場,2014（04）:158-159.

[2]伍小成. 水泥工藝對混凝土耐久性的影響[J]. 四川水泥,2014（07）:329.

[3]馬骉,張文靜,秦昉,李笑盈. 投料攪拌工藝對嵌鎖密實(shí)水泥混凝土性能的影響分析[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2015（02）:233-237.

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