水泥工艺对混凝土耐久性的影响分析

时间：2024-07-28

（中国葛洲坝集团水泥有限公司，湖北荆门 444103）

水泥工艺对混凝土耐久性的影响分析

张军

（中国葛洲坝集团水泥有限公司，湖北荆门 444103）

随着社会主义市场经济的快速发展，现代化科学技术的不断进步，这在一定程度上推动了我国建筑行业的发展，并随之呈现出逐步增长的稳定态势。与此同时，人们对建筑质量提出了更高的要求。其中水泥作为混凝土极为重要的组成要素，它的性能将会直接影响到混凝土的耐久性。所以，就必须要重视混凝土的耐久性，为确保建筑的整体质量。以下要是通过简单的分析水泥对混凝土耐久性的影响，并对其进行了合理化的阐述。

水泥工艺；混凝土；耐久性

伴随国民经济与信息化技术的迅猛发展，人们对建筑质量的重视程度越来越高。水泥作为混凝土的关键性原材料，其耐久性成为人们广泛关注的焦点。在以往的工程中，人们只关注混凝土的强度，而忽视它的耐久性，以至于出现了许多问题，比如开裂、松软、溶蚀以及膨胀等，严重的甚至都会出现安全事故，危害人们的生命财产安全，所以必须对混凝土的耐久性加强研究。

1 影响混凝土耐久性的基本要素分析

1.1 化学因素造成混凝土的腐蚀

水泥中C3A含量高对混凝土的抗硫酸盐侵蚀不利，所以ASTM-V型水泥规定2C3A+C4AF含量不大于20%。且水泥水化的氢氧化物因火山灰反应逐渐减少，也就是说在水泥中加入在磨细矿渣粉或粉煤灰有利于防止混凝土被侵蚀。但是火山灰还需要很长一段时间反应，所以就必须运用制备好的混凝土，让已遭受侵蚀的酸性混凝土可以支撑一段时间。除此之外，在相同条件下，在水泥中加入磨细矿渣等材料，有利于防止混凝土被侵蚀，而且还能增加它的耐久性。另外，碱-骨料反应也是破坏混凝土耐久性的一种，在一定的湿度下，水泥里碱含量偏高的情况下，这些碱含量就会与碱活性集料发生化学反应，进而导致混凝土发生膨胀开裂，严重时直接导致破坏。

1.2 钢筋发生化学反应

混凝土结构被破坏的一个最主要的原因就是钢筋被锈蚀。由于在混凝土的缝隙中出现了浓度较高的氢氧化物，其PH值都超过12，从而使得钢筋的表面出现氧化膜，保护钢筋免遭锈蚀，但当混凝土因碳化而使PH值降低或氮离子浓度非常高时，破坏了钝化膜，最终腐蚀了钢筋。换句话说，混凝土内的二氧化碳是其发生碳化反应的最主要要素，一旦氧化钙过高时就会加大二氧化碳的吸收量，其碳化速率也会相应的下降。

2 水泥的矿物构成要素影响着混凝土的耐久性

从水泥的矿物成分来看，主要有以下四种C3S、C2S、C3A、C4AF。当C3S含量增大时，水泥的早期强度较高，但是不利于水泥的后期强度和耐久性。可能出现早期开裂现象，同时C3S的吸附力较强，对于外加剂掺加效果有抵抗作用，导致混凝土用水量的提高，进而危害到混凝土的耐久性。如C2S含量高，会提高混凝土的后期强度，不易出现开裂现象，有利于提高混凝土的耐久性。C3A含量增高，早期水化快，不利于水泥与减水剂的适应性，易出现早期开裂，也会威胁到混凝土的抗冻性。C4AF含量增大，增加混凝土抗折强度，但是会增加水泥热量温度，易造成回转窑结圈。水泥的矿物质成分与混合程度的搭配会使得水化产物的性能产生较大的变化。通过实践表明，水泥的组成要素主要是由硅酸二钙与硅酸三钙组成的，且硅酸三钙的含量小于硅酸二钙，以上情况的出现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细度的影响

3.1 水泥粉磨细程度直接影响到混凝土的含湿量

水泥粉磨细程度不仅会影响到混凝土的含湿量，而且还会影响到孔的结构。也就是说，水泥粉磨细度越细，比表面积也会相应的升高，因而，水化产物就会在没有完全水化之前出现水化产物薄膜，从而会直接影响到水泥颗粒的水化，以及混凝土的孔结构。假如在水泥颗粒的构成过程中，出现细小的颗粒，就会影响到混凝土的内部结构，进而导致水泥的毛细孔数量快速增加，增强了混凝土的吸湿性，最终提高混凝土的湿度[2]。通过上述现象可知，直径越小的细小颗粒，在潮湿空气中的吸湿率就会提高；反之，当水泥的直径较大时，混凝土的吸湿率就会明显的下降。换句话说，假设在湿度比较低的情况下，就可以提高水泥的吸水性，且使得混凝土的内部结构达到饱和状态，进而就会出现裂缝，严重的将会影响到整个建筑施工质量。另外，裂缝的出现不光会降低混凝土稳定性，还会加快钢筋的腐蚀，最终影响到整个混凝土的耐久性[3]。

3.2 对混凝土常压渗透性产生的影响

常压性渗透是指常温下，混凝土因自身的结构出现裂缝而产生的渗透。目前阶段，我国的渗透性测试仍旧还初步发展阶段，不允许在浓度差较高的情况下测量毛细孔压力，以及对混凝土的渗透性产生较大的影响[4]。因而，在常压条件下会产生破坏性较大的大气环境，由此看来，就需要将关注的焦点放在渗透性上，以至于不会在水作用下出现渗透情况。通过对比常压下混凝土的渗透性可知，颗粒较少的混凝土其渗透性能更大，具体有以下两种表现形式：其一，水泥中所含有的颗粒越多，其渗透性就越强；其二，水泥细度较为细的混凝土，它的吸水率就越高。上述情况都表明，水泥的细度会直接影响到混凝土的耐久性[5]。

3.3 混凝土的压力水渗透性直接受水泥粉磨细度的影响

通过大量的实践表明，假如混凝土的内部结构出现较多的毛细孔，而且大毛细孔的数量还比较少，这个时候就会加大毛细孔的压力，使得混凝土的自收缩幅度得到进一步加大，从而造成混凝土出现较多的裂缝。上述情况出现不光会加快液体的腐蚀性，同时还会降低混凝土的耐久性。归根到底，其主要原因就在于没有科学合理的降低混凝土的配合比例，造成高强度的混凝土因自收缩产生裂缝[6]。

4 有效控制水泥工艺的相关对策

4.1 合理控制水泥矿物的构成要素

众所周知，建筑行业想要更好的解决水泥问题，大多数都是通过做实验得出的，其中最关键的措施就是在水泥的配料方案中降低C3A的含量，加快高温孰料的淬冷，从而达到改善矿物晶体结构的目的。

4.2 科学控制水泥的细度

以往控制水泥细度的方法比较单一、不精细，它关注的焦点主要是大颗粒引发的水泥化合反应，但却忽略了颗粒在水泥中的不利影响，所以就必须要科学控制水泥的细度。具体操作过程如下：第一，控制好水泥的均匀性系数。评价水泥颗粒分布宽度是均匀性系数。水泥颗粒分布越宽窄影响均匀性系数的大小。粉磨中颗粒级配的分布由均匀性系数控制充分体现，提供最直接的依据，为我们对不同水泥级配水泥调整和探索；第二，控制特征粒径。主要表现形式会直接影响到细粉含量的多少，而且还关系到水泥的强度。所以特征粒径，可以更清楚的了解和掌握水泥粉磨状况，便于粉磨参数的调整；第三，控制比表面积。比表面积能主要反应颗粒不同级配的情况，所以比表面积还需要进行控制。