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摘要:为确保混凝土均质性和工作性满足要求,考虑到混凝土耐久性研究具有十分重大的意义和应用前景。基于此,本文对硅酸盐水泥矿物组成及细度对混凝土耐久性影响进行深入研究,以供参考。
关键词:硅酸盐水泥矿物组成;细度;混凝土耐久性;影响
引言
随着社会经济的发展及水泥混凝土技术的进步,混凝土耐久性已成为最受关注的性能指标。水泥的品质是混凝土耐久性优劣的重要影响因素之一,而水泥熟料中的矿物组成,即硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等组分的含量对水泥水化产物、水化热、强度等性能状况起着决定性的作用,同时水泥的细度也对混凝土耐久性有着重要的影响。
1水泥矿物组成对耐久性的影响
(1)以硅酸盐水泥为例,硅酸盐水泥中主要含有的矿物成分为四类,其分比为硅酸三钙3CaO•SiO2、硅酸二钙2CaO•SiO2铝酸三钙3CaO•Al2O3及铁铝酸四钙4CaO•Al2O•3Fe2O3。其中,在硅酸盐水泥中硅酸三钙的含量有着明显提升时,硅酸盐水泥在早期阶段中的强度系数有着显著的提升,但在水泥混凝土的长期角度来看,后续的强度系数与其耐久性都有着明显的下滑,会造成混凝土实际使用寿命的降低,也极易导致如混凝土裂缝问题的出现。而在硅酸二钙在硅酸盐水泥中的含量有着明显提升时,硅酸盐水泥的早期强度系数虽然没有明显的提升,但是在中后期水泥混凝土的结构性强度系数与耐久性都呈现出稳步提升态势。(2)在硅酸盐水泥中提高铝酸三钙时,硅酸盐水泥的水化反应速度会提升,并且与硅酸盐水泥与减水剂所产生的反应出现一定程度的冲突,会严重降低水泥混凝土的耐久性与整体性能,例如降低了混凝土的抗冻性能,以及在水泥混凝土的凝固过程以及早期阶段中极易出现混凝土密集性开裂现象。而在硅酸盐水泥中铁铝酸四钙的含量提高时,虽然显著提升了水泥混凝土的抗拉抗弯性等性能,但在水泥混凝土的搅拌过程中,也使得水泥混凝土的搅拌温度上升。(3)通过对上述水泥混凝土耐久性所出现的变化得出以下结论:在硅酸盐水泥的制备环节中,应适当提高C3S与C2S的含量,且需要C2S的添加含量适当高于C3S的添加含量,从而实现对水泥混凝土耐久性以及结构强度系数等诸多性能的提升。
2混凝土耐久性研究现状
2.1化学侵蚀
化学侵蚀对混凝土耐久性有非常重要的影响,往往直接降低混凝土的耐久性,甚至会造成混凝土结构的破坏,对混凝土结构耐久性影响巨大。化学侵蚀主要包阔酸性物质侵蚀、硫酸盐侵蚀、氯盐侵蚀等。受工、工业化影响,大量含硫、氮的有害废气和工业酸性污水的大量排放造成空气污染及环境污染问题,由此引发酸雨及混凝土在酸性环境下的耐久性问题。当混凝土处于酸性环境中时,环境中的酸性物质会与混凝土中的氢氧化钙等碱性物质収生中和反应,一方面反应直接消耗了混凝土中的碱性物质;另一方面造成混凝土中性化,进一步加剧混凝土腐蚀问题,使得混凝土表面的空隙和裂缝扩大深入,出现明显的表面腐蚀现象。
2.2碳化
碳化也被称为混凝土的中性化,是指空气或水中的事氧化碳与混凝土中的水化产物反应生成碳酸盐和水的过程,可以使混凝土碱性降低,进而失去对内部钢筋的保护作用。一般最常见的是大气中的碳化,也是目前碳化研究的主要方向。碳化对混凝土试样微观结构的影响,指出碳化不仅会降低混凝土的pH值,还会引起混凝土总孔隙率的降低。碳化对氯离子扩散系数的影响,指出碳化能有效减小氯离子扩散系数。氧化碳在地质封存过程中,碳酸水环境对不同配比混凝土的力学性能、化学成分、微观结构的影响,指出碳化刜期混凝土力学强度有所增强,但后期由于淋滤作用又使得混凝土试样强度降低。
混凝土在空气中、水中和潮湿状态下碳化的不同机理,幵指出空气与水环境下碳化对混凝土的作用有所不同,混凝土在空气中碳化能减小孔隙率,但水环境下碳化的混凝土孔隙率有所提高。
3水泥细度工艺对混凝土耐久性的影响分析
3.1水泥细度指水泥颗粒总体的粗细程度
水泥颗粒越细,与水发生反应的表面积越大,因而水化反应速度较快,而且较完全,早期强度也越高,但在空气中硬化收缩性较大,成本也较高。如水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。例如,在水泥颗粒较粗时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土的内部结构中孔隙面积较大,而在水泥颗粒较细时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土的内部结构不会形成大范围的孔隙,反而会形成数量极多、面积较小的毛细孔隙。相较而言,混凝土内部结构中大面积的孔隙并不会显著提高混凝土的吸湿效率,而大量密布的毛细孔隙则会显著提升混凝土的吸湿效率。而在混凝土内部湿气含量过高时,会造成混凝土的开裂现象,且由于混凝土的吸湿周期相比较长,因此在建筑工程的施工阶段中,对于工程施工质量的检测也很难检测出混凝土吸湿效率过高、内部毛细孔隙过多的施工质量问题,从而极大提升了建筑工程在竣工交付施工期间的潜在风险系数,并在整体层面上降低了建筑工程的施工质量。
3.2水泥细度工艺对混凝土常压渗透性所造成的影响
首先,对水泥细度工艺对混凝土渗透性所造成的影响,应先对混凝土常压渗透性的含义加以阐述:混凝土常压渗透性主要指,在室外恒温前提下,混凝土受到内部不合理性结构因素干扰影响,所出现的混凝土开裂、渗透性能降低等问题,而这一问题也是现阶段我国水泥混凝土质量问题频发的主要影响因素之一。混凝土常压渗透性问题的出现,其根源在于水泥颗粒粗细程度的不一致,例如在水泥颗粒较细时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土内部结构中的搅拌材料颗粒之间的空隙距离、空间较小。水泥颗粒细度越细、吸水效率越高,因此在雨水的侵蚀下,混凝土的内部孔隙会吸入大量的水分,从而在常压环境下,混凝土的渗透性较强,防渗性能较低,这也是混凝土耐久性降低的主要表现形式与内在影响因素之一。在我国近年来的建筑行业发展过程中,一味追求更高的水泥强度,施工企业与施工人员往往通过提高水泥颗粒磨粉细度来实现,却没有根据实际施工状况来针对性开展水泥磨粉作业,这也是现阶段我国建筑工程混凝土材质质量耐久性不足的主要影响因素之一。
3.3水泥细度工艺对混凝土压力水渗透性所造成的影响
在水泥粉磨细度提升时,会提升水泥混凝土的结构强度系数,但也会造成混凝土吸水效率的提升以及耐久性的降低,具体表现为混凝土内部结构中毛细孔隙的增多。而在混凝土结构强度系数较高,但内部大面积的孔隙数量过少时,混凝土内部会产生向内伸缩的作用力,这一作用力也造成了混凝土表层结构出现大面积的龟裂、结构性裂缝以及细密性裂缝,从而导致混凝土耐久性的降低。综上所述,水泥细度工艺对混凝土耐久性的干扰影响,根源在于水泥粉磨细度与混凝土强度系数的不匹配。
结束语
总而言之,为进一步提高混凝土的耐久性,从而实现在整体层面上对施工质量、使用安全系数进行提升,因此本文以水泥矿物质及细度对混凝土耐久性的影响为本文切入点,深入分析对混凝土耐久性的主要影响,以供借鉴。
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