水泥比表面积和掺合料对混凝土的影响论文_魏慧敏

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摘要:水泥比表面积控制范围进行了定义,需保持在300m2/kg-350m2/kg之间。如果超出标准均会对混凝土施工性能和耐久性产生一定的影响。掺合料的掺入对混凝土强度和耐久性都产生很大的影响,并对其进行分析。

关键词:水泥比表面积;掺合料;施工性能;耐久性

引言

水泥的比表面积越大,混凝土的早期强度就会增长的越快,早期强度太高,会影响混凝土的后期的耐久性,就容易产生裂缝。在生产过程掺合料在混凝土中作用已经被大家所认可,可以节约成本并能提高混凝土的耐久性。

一、水泥比表面积的影响

1、水泥比表面积对混凝土的影响

TB/T3275-2011规定水泥比表面积控制范围在300m2/kg-350m2/kg之间。具专家研究预测,超细水泥颗粒含量较多,会降低混凝土的强度,使强度仅为设计强度的40%【1】。水泥颗粒过细,浆体的粘度进一步增大了,也增加了颗粒间团聚程度,缩减了浆体结构孔隙,加快早期强度发展,但造成中期强度发展缓慢。所以,水泥颗粒太细的情况下会造成混凝土中后期强度不良影响。

水化速度是由水泥颗粒的数量多少来决定的,越细的水泥使得早期强度也快速增长。对后期强度增长没有太大影响。当然要使水泥比表面积值增大,则磨细成本就会提高,越细的水泥在大气中退化也越快,还会引起较强的碱-骨料,使水泥浆发生较大的收缩,并容易开裂,随着水泥细度的增加,石膏缓凝剂的掺量相应的也要增加,并且标准稠度用水量也增大,但对混凝土拌合物的工作性有所改善。由此可见,水泥比表面积是水泥检测中及其重要的指标,必须要严格控制。当前标准不再限定硅酸盐水泥比表面积的最小值,而是由早期强度要求来间接控制。

2、水泥比表面积对于胶砂强度的影响

试验采用5%天然二水石膏混合粉和硅酸盐水泥熟料进行混合,粉磨成不同细度的水泥,水泥的性能如表1所示。

从表1中可以发现,水泥比表面积减少的情况下,初凝和终凝的时间会相对延长,有助于RCC层间结合,通常情况下延长时间最长≤1h,标准稠度用水量伴随着比表面积的减少也相应的减少。

通过进行28d实验表明,随着水泥比表面积的减少,3d-7d的胶砂抗折强度将会逐步减弱,待7d之后会出现稳定的状况;随着水泥比表面积的减少,胶砂抗压强度也会相应的降低。通过实验结果显示了,比表面积对水泥的先期和后期强度都有极大的影响。抗折强度能够间接反应抗拉强度,如果单纯从抗拉强度进行考虑,粗水泥会产生较小的RCC抗裂性影响【2】。

3、如何相应提升水泥的比表面积

1、采用磨前物料预处理技术,控制入磨物料最大粒径,使其<5mm。

2、依据入磨物料对磨体级配进行优化,增加研磨体和物料之间的接触面积。

3、充分激活研磨体,将研磨体细度作用发挥出来。

4、将粉末系统循环负荷适当降低,最好的控制范围为≤150%。

5、采用一些强力通风除尘措施。

二、掺合料对混凝土的影响

1、掺合料对强度的影响

在混凝土中加入掺合料后,对其强度的影响如下图2。

从(a)中可以看出,在没有加入掺合料时,水胶比W/B如果下降,则混凝土的强度增加,其值在下降到一定范围后,混凝土的强度就会缓慢增长。这就充分说明了,与规定值相比,如果水胶比低,则加入掺合料的混凝土的强度会更高。如果不加掺合料,混凝土的强度要想配置的很高,就会很困难。

从上图就可以看出来,加了掺合料的混凝土后期强度都会比不加掺合料的混凝土有很高的提升,由此可以看出来掺合料的重要性。

图2 矿物掺合料对混凝土的影响

2、掺合料对耐久性的影响

(1)碳化

在混凝土中加入的不同掺量掺合料后,不一样水泥的相对碳化速度系数见下表3。

从表3中可以看出,掺合料的掺量如果增加,不同水泥的混凝土的相对碳化速度就会越大,而随着时间的增长,相对碳化速度反而减少。

需要注意的是,混凝土的强度在超过60Mpa时,其碳化非常小,可忽略不计,而且在加入不同的掺合料时,其相互之间的抗碳化能力也非常小。

(2)化学侵蚀

经查验很多的资料,大量的试验表明加入掺合料的混凝土,可以有效的改善化学作用的侵蚀,例如碱骨料腐蚀、氯盐腐蚀等等。

(3)水化热

一般而言,引起混凝土、其结构的耐久性失效、破坏的一个主要原因就是,混凝土早期出现开裂[3]。在混凝土中加入掺合料以后,水热化的程度都有所减少。对于体积比较大的混凝土、高胶凝材料用量的混凝土早期开裂问题而言,最关键的一个技术就是掺合料的加入[4]。

(4)钢筋锈蚀

不同的掺合料在改善钢筋锈蚀方面的效果都不同。但经查验大量的资料,加入掺合料后对改善混凝土的性能有很大的作用。

五、总结

混凝土要保持它新鲜的活力,就必须要不断的创新,改良。只有深刻的挖掘各原材料的深层次的东西,才能是混凝土可持续的发展,能够节能减排。

参考文献:

[1]李化建, 谢永江, 易忠来, 谭盐宾.氯盐环境下铁路混凝土配合比参数的研究[J].铁道学报.2012.34(9):111-116

[2]石泉,龚英,蔡跃波,丁建彤,陈波.水泥比表面积对碾压混凝土力学性能的影响[J].水利水运工程学报.2008(4):45-49

[3]罗碧丹,林钢,刘文利,范志宏.矿物掺合料对混凝土性能的影响[J].水运工程.2009(03):108-110.

[4]郝焕云,马黎明.掺合料对混凝土抗压强度和氯离子渗透的影响[J].山西建筑.2008(03):74-75.

论文作者:魏慧敏

论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期

论文发表时间:2018/5/22

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