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摘要:建筑工程中,使用最广泛的是混凝土材料,人们关注的一般是混凝土的强度,而对于混凝土的耐久性,许多人还不是很了解,并不了解混凝土耐久性的重要性和意义。混凝土的安全性和耐久性是建筑工程中最重要的方面,不论是钢筋混凝土,还是混凝土本身,在使用时都要充分考虑其安全性和耐久性。因为混凝土材料中有些成分在空气中会发生一定的物理和化学反应,受到空气、水蒸气等侵蚀,出现膨胀、开裂、腐蚀、剥落、松软及强度下降等情况,甚至有些不合格混凝土产品还会发生结构性坍塌和损毁等问题。因此,混凝土的安全性和耐久性已成为社会关注的焦点。水泥的质量对于混凝土的安全性和耐久性来说尤为重要,因此,研究水泥生产工艺对混凝土耐久性的影响非常重要。
关键词:水泥工艺;混凝土;耐久性;影响
1造成混凝土耐久性不强的原因
1.1带有化学性的物质对混凝土产生腐蚀作用
水泥中的混凝土主要由含抗硫酸盐性的物质组成,倘若在其中注入高含量的C3A,混凝土就会发生反应,所以国家对建筑所用的混凝土型号是有规定的,并且受火山灰反应的影响,水泥中的氢氧化物会因此降低。可通过添加粉煤灰或经磨细后的矿渣粉来达到规避混凝土遭受侵蚀的现象。由于此过程需要经过长时段的反应效果,在初期时必须保证混凝土的准备工作要做好,当混凝土开始被侵蚀后,此过程将会持续一定的时间段。倘若所准备的水泥都是处于相同情况下并做好基本的防侵蚀措施,那么混凝土发生侵蚀的现象变基本不会出现,混凝土的耐久性也将得到有效的保障。与此同时,当将水泥置于潮湿的情况下,混凝土因其中含量较高的碱而发生反应,进而使得混凝土的耐久性不高,其表层受此发生崩裂,乃至破坏整个建筑体。
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1.2钢筋受腐蚀产生的反应
钢筋在经过一段时间后,也易受到某种物质的影响而发生腐蚀反应,从而导致混凝土的耐久性下降。钢筋处于混凝土中会存在一些缝隙,由于在其中含有高浓度的PH值大于12的氢氧化物,使得钢筋很快与此氢氧化物发生化学反应,从而在钢筋表层形成氧化膜,为钢筋提供保护膜。然而倘若其中出现浓度过高的氮离子或发生碳化等化学反应,空气中的酸性浓度便会上升,使得钢筋氧化膜被破坏掉,钢筋有会再次被腐蚀。
2水泥工艺对混凝土耐久性的影响
2.1水泥粉磨细度对混凝土耐久性的影响
2.1.1水泥粉磨细度对混凝土含湿量和孔结构的影响
之所以水泥混凝土的孔隙结构会有变化,因为其比表面积会随着粉磨的颗粒越细而得到提高。所以因为没有完全水化,就会在其颗粒的表面导致生成水化产物薄膜,而且比较密集,正是因为如此,所以水泥颗粒若是想要水化彻底,就会遭到阻碍,相应的致密的水化产物就会减少,所以在其孔的结构中就会出现很大的变化。比如相关的前苏联学者就对此做了试验,分析得到:如果比较小的颗粒(直径在5微米以下)存在于水泥颗粒中,混凝土的内部,就会在内部的孔隙中出现很大的变化,所以水泥石中就会增多微毛细孔,但是大毛细孔相对比较少,就会导致毛细现象增强,而且孔隙吸湿性能得到提高,所以在混凝土的内部结构中,就会提高其空隙的湿度。
普通水泥若是颗粒细度比较小直径等于5um以下,和没有细颗粒普通水泥相比,对于前者来说,若是经过了28天的硬化反应,而且经过三天时间在潮湿环境下的放置就会发现,和其前者相比较吸湿率增大到8%到56%左右。体积吸水率提高了58%-80%。若是水泥石所处的环境比较潮湿,对此就会提高其吸湿性能,所以混凝土的内部孔隙,具有的湿度就会过于饱和,所以很自然就会有裂缝出现,甚至因为过度开裂导致遭到破坏,所以其抗冻性能就会降低,并且稳定性就会降低,相关的钢筋腐蚀的速度就会加快,并且碱集料在反应中会加快速率,会遭到更多的化学腐蚀,所以最后导致的结果就是降低了耐久性。
2.1.2水泥粉磨细度对混凝土自收缩和压力水渗透性的影响
无论是从我国的相关资料了解还是国外的试验进行分析,都会得到混凝土结构中的大毛细孔不多,但是其中具有非常多的微毛细孔,所以混凝土就会增大其收缩程度,而且也是大幅度地增加,孔隙中的毛细孔压力也会增大,所以混凝土出现收缩裂缝的几率比较大。出现的水或者容易就会增大腐蚀速度,混凝土的力学性能得到降低,降低了抗渗性。目前为了实现水泥粉磨细度的增大,对其水胶比进行降低,就会导致混凝土因为其自身出现收缩导致其密实性降低,进一步地增大了裂缝出现的几率。
2.2对混凝土常压渗透性产生的影响
常压性渗透也就是混凝土在目前的室温下,因为自身结构问题导致裂缝进一步地出现渗透的现象。因为我国一直不断地研究渗透性测试,目前不够成熟,所以对其毛细孔压力的测试就不能在浓度差相差比较大的情况下进行,而且也会很大程度地影响渗透性。所以大气的环境也会因此受到影响,所以我们应该重视渗透性,这样就不会出现渗透情况。从目前的相关分析来看,如果混凝土的颗粒越大,其具有较大的渗透性,主要是因为水泥中的渗透性会随之颗粒的增多而能力更强。对于比较细小的颗粒,水泥的吸水率就会得到提高。所以说混凝土的耐久性也会受到细度的影响。
3通过优化水泥工艺改善混凝土耐久性的方式
3.1改进构成水泥主要矿物成分
国内有关学界对水泥的生料配料这一过程进行了多次的调配与实验,发现通过优化生料配料的比例,减少C3A投入量,能够有效保证水化热能够进行更深层次的加工包括降低、高强、磨细等工序,并且对所需的水量也能到达适宜的含量,与此同时相关人员也对混凝土的冷却速率和水泥工艺加以优化,包括对水泥颗粒级配都是参考了工艺参数加以配比的。
3.2合理调整水泥细度
一般来看,调整水泥细度的方法并不困难,重要的是对水泥在进行水化反应时其中的大颗粒进行调整,然而水化反应中的小颗粒往往会不被工作人员所重视,因而要改进新的方法策略去合理调整水泥细度。
3.2.1合理调整水泥特征的颗粒直径
特征粒径是构成水泥总细粉成分的一个极为重要的因素,同时它也将影响着强度增进率的大小,一般地,特征粒径的变小会导致水泥细粉的数量的增多。所以应要求有关人员负责对特征粒径的调控。
3.2.2合理调控均匀性系数
粉磨颗粒不仅对其细度有一定的要求,对其分布状况也有相应的要求,因而需要从均匀性系数进行分析。水泥颗粒分布的区域小也就代表着均匀系数大,并且这也会影响粉磨中颗粒的级配状况。
3.2.3合理调整比表面积
水泥颗粒的粉磨大小除了受水泥的特征粒径和均匀性系数等因素影响外,还与比表面积有关联,为此要加强对比表面积的调整。
3.3加强工作者的专业能力
人为因素在水泥工艺的质量情况中也起到一个主动性的作用,高水平的水泥工艺制作是需要考验工作者个人的专业能力,倘若缺失了高质量高水平的水泥工艺,很容易便会使混凝土在配比时出现重大误差,进而降低混凝土的质量,为建筑工程的质量埋下祸根。所以,相关单位部门要严格招聘,保证参与的员工皆有较强的专业能力。
4结束语
综上所述,在建筑行业,行业更重视混凝土的特性,尤其是耐久性,因为整体的施工会受其其影响,而且整体的建筑单位的经济效益也会有影响。对此通过本文对其耐久性的详细分析,我们可以看出对水泥的工艺进行控制是一个有效的措施,由于耐久性会受很多的因素影响,所以本文对此进行了分析,希望可以提供给行业的相关人员一些参考以及借鉴。
参考文献
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[3]李娜.高性能管桩混凝土材料设计与节能制备技术研究[D].武汉理工大学,2018.
论文作者:汤轩
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/10
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