关键词：水泥细度；水泥水化；混凝土；早期开裂
前言：现如今，随着新技术的持续更新，我国水泥工业技术也在持续发展，水泥细度更是频繁变化。最近几年，我国多次调节水泥的比表面积，使水泥的抗压强度不断提高，同时也慢慢提升了对水泥强度的要求。从经济效益的角度来看，为了进一步满足水泥等级要求，制造商通常会提高水泥的细度。因为水泥的比表面积规格＜350m2/kg，同时在具体工程中，加工制作又未依据相关施工指标及验收标准进行，导致混凝土无法达到耐久性使用标准。而出现此种现场的主要的原因是水泥太细。同时水泥太细也严重影响到水泥的早期收缩，开裂和水泥水化。所以要想使砼符合经久耐用的标准，就必须得改变水泥的细度。
1实验原材料与方法阐述
1.1实验原材料
1.1.1实验是根据不同性质的水泥(如硅酸盐水泥)的细度进行的，根据不同的比例，均匀搅拌孰料与二水石膏，同时磨细。
1.1.2使用的细集材料(如中砂)的模数一定要达到2.9。2.64g/cm3为细集材料的表观密度，而其中含泥量得是总量的0.014倍。而粗集料是碾压石灰石而成的碎石子，其含泥量是总量的0.03倍。在在实验期间，依据3:7的比例来混合使用粒径为5-10mm和10-20mm的石灰石。萘系高效减水剂是对其采用的主要减水剂，萘系减水剂所能达到的气减水率为28%，将萘系减水剂占水泥的相关的质量分数掺入试验中。
1.2方法
1.2.1水化热测定
用于测量水化热的主要仪器是由美国TA公司生产的TAMAir热探测器。将微量热仪放置在温度为(202)℃的实验室中，并在实验前将实验室在恒温条件下保持4h以上，等仪器的通道曲线稳定后，开始测试。首先，快速均匀地混合水灰比为0.40的水泥浆，将搅拌的水泥浆和对比样品同时放入微量热仪中，获取初始基准并同时开始测试，通过计算机自动收集热流值。等当微量热仪运行到指定时间时，以结束基线为准。通过初始基线及结束基线之间的热流值得出水化放热速率，而水化热是从初始基线及结束基线间热流图积分得出的。
1.2.2砼早期收缩
测试砼早期收缩变形的主要依据为《普通砼长期性能和耐久性能试验方法》，测试砼早期收缩使用的仪器为非接触式激光位移传感器。详细的流程为：在试模内涂抹适量的润滑油，再将两层塑料薄膜铺在试模内，同时在试模与薄膜间涂抹一层润滑油，并在试模内浇注砼的拌和物，混合物占测试模具的50％，上下摇动测试模具，然后将反射靶安装在测试模具中，第二次摇动和平滑的同时填充测试模具，最后将其放入恒温室，30分钟后，电脑采集其数据，24h为每组试验所要达到的时间。
1.2.3砼早期开裂
砼早期开裂测试采用的装置是重庆大学材料实验室提供的集中约束平板装置。试验温度为(202)℃，试验风速为8m/s，试验湿度为(605)%。在模具中浇入新拌砼，振动密实，将表面抹平，将测试地点转移，将风扇开启。测定砼水分蒸发速率时采用的模具直径为200mm,高为30mm的圆盘模具。当试验进行到试件成型360min时，将水分损失用电子天平(精确到0.1g)称出。待360min后，测量砼裂缝的最大宽度，主要使用的是40倍带刻度显微镜，同时估测裂缝平均宽度，测量裂缝长度(裂缝两端直线距离)时，采用的是钢尺。依据公式⑴计算单位裂缝面积S(mm2/m2)。
公式⑴为：
公式中：平板面积为A，m2;第i条裂缝长度为Li,mm;第i条裂缝最大宽度为Wi,mm;总裂缝数目为N，根。
1.2.4试验配合比
为使得砼的坍落度保持在规定范围内，来调整相应的减水剂在原材料经过混合后的混合材料的掺量，即原材料配合比例，所以，充分表明了在实验中，配合比的重要性。
3实验结果研究
3.1水泥细度影响着水泥水化
水泥水化伴随着水泥细度的持续增加而不断递减，如，当水泥细度为275、337、385、410m2/kg时，则从整体上观察水泥水化热的变化非常明显，且分别递减为206.3、226.2、240.0、248.5J/g，而18.7%为水化热的最低值与最高值间的差值。其中，伴随着水泥细度的不断变化，水化放热速率也会出现相应变化，即水泥细度也深远地影响着水化热速率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时因为水泥细度不同，导致不同时间段的放热峰值也有所不同，水化放热速率也会随之变化。然而，当放热峰值相对较稳定时，水化放热速率也会随之缓慢下来，最后保持稳定状态，其他反应也不会再出现。总之，水泥细度与水化放热速率、放热峰值有着千丝万缕的联系，水化放热速率、放热峰值均会随着水泥细度的变化而变化，在出现的时间方面有特定的调整。依据相关研究证明：水泥细度影响着水化放热速率，从化学角度讲，当参与反应的物体的表面积增大，则反应出现的速率就会变快。总体而言，当水泥细度加大，水泥比表面积会出现变化，比表面积与水的接触面积就会增加，因此水化放热峰值时间就会提前。
3.2水泥细度影响着砼早期收缩
水泥比表面积的加大，在一定程度上会对砼的早期收缩及砼的质量造成影响。根据时间分析，在开始的2-10h范围内，砼收缩速率持续加快，表现最突出的是，在水泥细度相应下的比表面积较大的砼，而在10-24h范围内，砼收缩速率比较缓慢，总体而言，前10h内砼的收缩量所占比例比较大，这主要是因为水泥比表面积而形成的。
3.3水泥细度影响着砼早期开裂
当水泥细度增加时，混凝土的水分将缓慢蒸发，水泥比表面积过大会导致上述情况发生，当水泥砼比表面积大时，早期裂缝会很细，但不通。当水泥混凝土的比表面积小时，会出现早期裂缝，裂缝很宽且相连。进而会严重影响水分蒸发，这充分表明，在整个环节中，水泥细度深远地影响着水泥水化以及砼的早期收缩。
3.4水泥细度影响着砼氯离子扩散性及碳化深度
此外，当水泥细度提升时，对砼氯离子的扩散影响不大。但是在同样的碳化条件下，水泥细度提升时，碳化深度就越低，当碳化时间增加，则会增加不同细度水泥砼的碳化深度。
3.5水泥细度影响着砼徐变
依据相关实验可知，影响砼强度的因素均能影响砼徐变，在早期情况下，当水泥细度达到一定细度时，砼徐变越小；相反的，水泥细度越粗，砼徐变越大，强度越小。当水泥细度粗时，砼早期强度较低，砼徐变大，能对由于水化热和收缩力引起的应力起到缓解的作用。
3.6水泥细度影响着砼弹性模量
对砼裂缝开展、砼温度应力以及砼结构变形所需的参数进行计算，即砼弹性模量。砼弹性模量主要指的是材料上的应力与在本比值范围内产生的相应应变之比。依据定义可知，当砼弹性模量较低时，应力随之变小，砼抗裂性随之增强。试验研究证明，当不同细度水泥砼弹性模量在干湿循环启动时，循环系数越多，砼弹性模量越小。简言之，水泥细度越细，早期砼弹性模量越大，水泥水化度越小，早期砼弹性模量越小。
3.7水泥细度影响着砼质量损失
试验研究证明，当不同细度水泥砼弹性模量在干湿循环启动时，循环系数越多，砼质量会随之降低，最大原因可能是砼中可溶性物质产生了溶解现象。待十五个循环后，砼质量会随之上升，最大原因可能是砼开始吸收水分。
4结论与建议
4.1水泥水化热、水化放热速率会随着水泥细度的增加而增加，水化放热峰值时间也会随之提前。
4.2新拌砼早期收缩会随着水泥细度的增加而增大，砼早期单位裂缝面积也会随之增加而增大，但是最大裂缝宽度、水分蒸发速率会随之增加而减小。
水泥水化热会随着水泥细度过大而变大，增加温度裂缝的风险，建议在在工程中限制水泥细度的上限值，以确保砼的质量。
结束语：
综上所述，在现如今的工程建设过程中，对砼的运用非常广泛，与此同时，提升砼的性能，能确保建筑物的可靠性、安全性。但是由于水泥细度会影响到砼的早期开裂，与此同时，还会影响到水泥水热化、影响到水化放热速度以及水化热峰值，一定程度上还会影响单位裂缝的面积、水分蒸发速度，所以十分有必要研究水泥细度对水泥水化及混凝土早期开裂的影响。
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论文作者:刘佳伟
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第21期
论文发表时间:2020/3/13
标签：水泥论文; 水化论文; 细度论文; 裂缝论文; 表面积论文; 弹性模量论文; 速率论文; 《建筑实践》2019年38卷第21期论文;