水泥对混凝土耐久性的影响分析

(河南质量工程职业学院， 河南 平顶山 467000)

引言

时代的飞速发展，不仅仅国民经济和信息化技术得到了进步，人们的安全意识也逐步提高了，对于房屋建筑的需求也不满足于遮风挡雨了，对房屋建筑的质量要求越来越高。水泥是混凝土的组成原料，人们把关注点也逐步转移到了水泥上。在传统的房屋建设中，混凝土的强度作为检查的重点，往往把耐久度忽略掉了，这就导致了很多问题的发生，比如开裂、松软、溶蚀以及膨胀等，更有甚者会造成重大的安全事故，这样人们的生面安全财产就很难得到保证，因此，对混凝土耐久性的研究是事关重要的。

1、具体影响情况分析

1.1 化学因素影响

混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力取决于水泥中C3A的含量，因此ASTM-V型水泥规定2C3A+C4AF含量低于百分之二十。实验表明，在水泥中增加细颗粒的矿渣粉或者粉煤灰，可以促进水泥发生火山灰反应，减少水化的氢氧化物含量，这就极大程度的减少了混凝土的腐蚀。火山灰反应是一个缓慢的化学反应过程，因此需要通过已经制备出来的混凝土让遭受到了酸性侵蚀的混凝土多支撑点时间。与此同时，在水泥中加入磨细矿渣这类材料，不仅防止了混凝土被侵蚀，还提高了混凝土的耐久性。此外，混凝土的耐久性还受到碱-骨料反应的影响，在一定条件下，过高碱含量的水泥，水泥中的碱就会跟碱活性集料发生化学反应，容易使混凝土发生开裂，甚至是产生破坏。

1.2 矿物因素影响

水泥的矿物组成包括：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。铝酸三钙的化学性质是加水调和后，凝结时间正常。水化较快，加水后28天可以水化70%左右，强度发展比较快，早期强度高，强度增进率较大，28天强度可以达到一年强度的70%至80%。四种熟料矿物中强度最高，水化热最高，抗水性较差。硅酸二钙的化学性质是与水作用时，水化速度较慢。至28天龄期仅水化20%左右。凝结硬化缓慢，早期强度较低，28天以后强度仍能较快增长，一年后可接近硅酸三钙，它的水化热低，体积干缩性小，抗水性和抗硫酸盐侵蚀能力较强。铝酸三钙的化学性质是水化迅速，放热多，凝结硬化很快，如果不加石膏等缓凝剂。易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快，水化三天内就大部分发挥出来，早期强度较高，但绝对值不高，以后几乎不再增长，甚至倒缩，干缩变形大，抗硫酸盐侵蚀性能差。根据矿物的化学性质不难发现，如果水泥中硅酸三钙所占比重增大时，容易出现水泥早期强度高，但是后期强度不理想，耐久能力低下的情况；如果水泥中硅酸二钙的占有比重增大，混凝土在后期的强度就会比较高，水泥就不容易开裂，由此混凝土的耐久性就被提高上来了；如果水泥中铝酸三钙的占有比重增大时，容易出现水泥早期开、裂抗冻能力低下的问题；如果水泥中铁铝酸四钙所占比重增大时，容易出现强度虽然提高了，但是却回转窖结圈的现象。综上实验，研究人员找到了最适合提高耐久度的矿物配比，那就是在水泥中使硅酸二钙比硅酸三钙多。

1.3 粉磨细度因素影响

在水泥的各项指标中，水泥粉磨细程度还是很重要的，混凝土的孔隙结构、含湿率都与其有关。当水泥的细度较低时，直接把水泥的比表面积增大，所以，水泥中的水化薄膜出现时间会大大提前，从而使部分水化产物不进行水化，进而影响孔结构。混凝土的湿度与粉磨细度的关联在于粉磨细度对水泥结构的构建有影响，水泥中细小颗粒会增加毛细孔数量，提高混凝土的毛细能力，进而吸入更多的水分，保持水泥一个良好的湿度条件；但是，如果水泥粉磨细度高，混凝土吸湿能力就会下降，这就是工程出现裂缝的原因，埋下安全隐患。如果混凝土出现了裂缝，那么混凝土的内部结构就会遭到破坏，承载力就会下降，所承载的压力一旦超过它的极限，混凝土就会被破坏，这样一来，还谈什么耐久。

混凝土的结构如果出现了裂缝，就会产生渗透作用，而常压渗透指标就是对这个渗透力的直观展现。现在我国对渗透指标的研究还不够深入，无法做到在什么环境下都可以测量毛细孔的压力，对渗透系数测量并不十分准确，太受环境因素干扰。研究人员通过在常压环境下进行渗透实验得出结论，混凝土的渗透能力与颗粒含量有关，颗粒越多，渗透能力越强；颗粒越细，吸水率越高。由此可见，细度与耐久度的关系。

2、提高水泥耐久性的措施

2.1 调控矿物组成

不仅施工人员知道水泥是建筑的基本材料，普通民众也了解水泥的重要性。水泥作为建筑的血脉，如何提高水泥的质量是现在研究人员面临的难题，而如何解决水泥中的矿物组成就成了现在研究突破口。大量的研究发现，硅酸三钙对于混凝土的早期强度影响巨大，但是并没有给水泥提供抗磨损、防裂缝、抗化学侵蚀的性能，反而这几点恰恰是工程建筑所追求的。所以，把控磷酸三钙的含量是今后生产水泥所关注的要点。另外，磷酸三钙含量低于百分之七的水泥与粉煤灰进行混合使用，效果显著，抗开裂能力得到巨大提高。

2.2 调控水泥细度

过去的国内的水泥配比过度的在意了大颗粒带给水泥的化学反应，对水泥细度调控的研究很肤浅，没能深入的探讨不同细度配比下的水泥实际效果，不清楚颗粒对水泥的影响。现在研究者已经发现了这个问题，把科学调控应用到水泥的细度管理当中。详细控制步骤：

（1）控制均匀系数。均匀系数是对水泥中颗粒分布宽度的描述，显而易见，均匀系数的大小是根据颗粒分布决定的，研究人员需要的就是通过均匀系数反应的颗粒分布情况进行研究，探究出不同水泥的最适细度配比。

（2）控制特征粒径。特征粒径有很多的表现形式，其中它的主要表现形式会严重的影响到细粉含量，进而决定水泥强度，通过对特征粒径的研究掌握，研究者可以更准确的调整磨粉参数。

（3）控制比表面积。比表面积是细粉颗粒占水泥总面积的一个比值，它所传递的信息就是级配情况，这也水泥整体耐久性的研究提供了参数，因此必须控制。

结语

社会在发展，人们的意识在提高，人们越来越追求高品质的生活，而最基本的生活要素，无非是衣食住行罢了，建筑满足着人们“住”的需求，而为了满足人们的需求，就需要不断地进步。根据上边的论述，不难发现混凝土耐久度对建筑的影响深远，它影响着整个行业的发展，关乎着万万民众的安全，绝不是可以忽略的小问题，研究者必须拿出足够的关注，解决这个难题，提高混凝土的耐久性，给建筑更高的安全性。归根结底，水泥作为混凝土的重要材料，对水泥性能的影响十分重要，最主要的是水泥决定混凝土的性质，所以应该发展水泥的制作工艺，完善水泥制造行业机制，对水泥的制作更具规范性，解决这个建筑工程中的难题，不断的提高水泥质量，慢慢贯彻持续发展理念，给建筑行业带去更大的推动。

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