富蕴天山水泥有限责任公司,新疆 阿勒泰836199
摘要:在建筑工程的施工阶段以及竣工交付使用期间内,混凝土往往受到周边气候因素、人为因素等诸多因素影响干扰,不但时常出现混凝土结构性解封、伸缩性裂缝等问题,并且混凝土的耐久性也会随着建筑工程的应用时间推移而不断缩短。这一问题一定程度上降低了建筑工程的整体使用寿命与工程性价比,还增加了安全风险系数,威胁到了建筑业主的人身健康与财产安全。本文从水泥工艺对混凝土耐久性的影响为切入点开展研究。
关键词:水泥工艺;混凝土;耐久性;影响分析
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
混凝土具有抗硫酸盐的性质,但是如果具有较高的C3A含量就会有影响,对此ASTMV型水泥中就会规定2C3A+C4AF的含量在20%以下,而且因为发生了火山灰反应,所以就会减少水泥水化的氢氧化物。对此为了以免混凝土出现侵蚀问题,就可以通过粉煤灰或者磨细矿渣粉加入到水泥来预防。但是这反应也是需要条件的,需要较长的时间,所以混凝土一定要准备好,对此如果混凝土已经发生侵蚀就可以因此支撑一段时间。若是水泥所处的条件一样,而且将其磨细矿渣加入其中,这样就不会导致出现侵蚀的问题,混凝土的耐久性就会得到提高。在影响混凝土的耐久性因素中碱以及骨料的反应也是影响因子,因为水泥在潮湿的环境下,如果在过高的碱含量下,相应的碱性集料就会与此反应,所以混凝土的表面就会因为膨胀出现开裂,甚至会出现建筑破坏。
1.2钢筋发生化学反应
钢筋的腐蚀因素也会导致混凝土结构遭到破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为在其缝隙中发现了一种PH大于12的氢氧化物,而且具有非常高的浓度,对此就会在钢筋的表面出现氧化膜,就不会有侵蚀现象出现。但是若是氮离子浓度高或者因为出现了碳化现象导致酸性增强,就会破坏氧化膜,所以只会加快其腐蚀的程度。碳化反应中主要起作用的是二氧化碳,其吸收量主要取决于氧化钙的含量,若是含量增多,就会导致其吸收量增多,所以降低碳化速率。
2水泥工艺对混凝土耐久性的影响
2.1水泥矿物构成成分对混凝土耐久性的具体影响分析
首先,以硅酸盐水泥为例,硅酸盐水泥中主要含有的矿物成分为四类,其分比为硅酸三钙3CaO·SiO2、硅酸二钙2CaO·SiO2铝酸三钙3CaO·Al2O3及铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。其中,在硅酸盐水泥中硅酸三钙的含量有着明显提升时,硅酸盐水泥在早期阶段中的强度系数有着显著的提升,但在水泥混凝土的长期角度来看,后续的强度系数与其耐久性都有着明显的下滑,会造成混凝土实际使用寿命的降低,也极易导致如混凝土裂缝问题的出现。而在硅酸二钙在硅酸盐水泥中的含量有着明显提升时,硅酸盐水泥的早期强度系数虽然没有明显的提升,但是在中后期水泥混凝土的结构性强度系数与耐久性都呈现出稳步提升态势。
其次,在硅酸盐水泥中提高铝酸三钙时,硅酸盐水泥的水化反应速度会提升,并且与硅酸盐水泥与减水剂所产生的反应出现一定程度的冲突,会严重降低水泥混凝土的耐久性与整体性能,例如降低了混凝土的抗冻性能,以及在水泥混凝土的凝固过程以及早期阶段中极易出现混凝土密集性开裂现象。而在硅酸盐水泥中铁铝酸四钙的含量提高时,虽然显著提升了水泥混凝土的抗拉抗弯性等性能,但在水泥混凝土的搅拌过程中,也使得水泥混凝土的搅拌温度上升。
通过对上述硅酸盐水泥中硅酸三钙3CaO·SiO2、硅酸二钙2CaO·SiO2铝酸三钙3CaO·Al2O3及铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3四类主要构成的矿物成分提高添加含量时,水泥混凝土耐久性所出现的变化得出以下结论:在硅酸盐水泥的制备环节中,应适当提高C3S与C2S的含量,且需要C2S的添加含量适当高于C3S的添加含量,从而实现对水泥混凝土耐久性以及结构强度系数等诸多性能的提升。
2.2水泥细度工艺对混凝土耐久性的影响分析
首先,水泥细度指水泥颗粒总体的粗细程度。水泥颗粒越细,与水发生反应的表面积越大,因而水化反应速度较快,而且较完全,早期强度也越高,但在空气中硬化收缩性较大,成本也较高。如水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。例如,在水泥颗粒较粗时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土的内部结构中孔隙面积较大,而在水泥颗粒较细时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土的内部结构不会形成大范围的孔隙,反而会形成数量极多、面积较小的毛细孔隙。相较而言,混凝土内部结构中大面积的孔隙并不会显著提高混凝土的吸湿效率,而大量密布的毛细孔隙则会显著提升混凝土的吸湿效率。而在混凝土内部湿气含量过高时,会造成混凝土的开裂现象,且由于混凝土的吸湿周期相比较长,因此在建筑工程的施工阶段中,对于工程施工质量的检测也很难检测出混凝土吸湿效率过高、内部毛细孔隙过多的施工质量问题,从而极大提升了建筑工程在竣工交付施工期间的潜在风险系数,并在整体层面上降低了建筑工程的施工质量。
其次,水泥细度工艺对混凝土常压渗透性所造成的影响。首先,对水泥细度工艺对混凝土渗透性所造成的影响,应先对混凝土常压渗透性的含义加以阐述:混凝土常压渗透性主要指,在室外恒温前提下,混凝土受到内部不合理性结构因素干扰影响,所出现的混凝土开裂、渗透性能降低等问题,而这一问题也是现阶段我国水泥混凝土质量问题频发的主要影响因素之一。混凝土常压渗透性问题的出现,其根源在于水泥颗粒粗细程度的不一致,例如在水泥颗粒较细时,在水泥混凝土的搅拌过程中,混凝土内部结构中的搅拌材料颗粒之间的空隙距离、空间较小。水泥颗粒细度越细、吸水效率越高,因此在雨水的侵蚀下,混凝土的内部孔隙会吸入大量的水分,从而在常压环境下,混凝土的渗透性较强,防渗性能较低,这也是混凝土耐久性降低的主要表现形式与内在影响因素之一。在我国近年来的建筑行业发展过程中,一味追求更高的水泥强度,施工企业与施工人员往往通过提高水泥颗粒磨粉细度来实现,却没有根据实际施工状况来针对性开展水泥磨粉作业,这也是现阶段我国建筑工程混凝土材质质量耐久性不足的主要影响因素之一。
最后,水泥细度工艺对混凝土压力水渗透性所造成的影响。在水泥粉磨细度提升时,会提升水泥混凝土的结构强度系数,但也会造成混凝土吸水效率的提升以及耐久性的降低,具体表现为混凝土内部结构中毛细孔隙的增多。而在混凝土结构强度系数较高,但内部大面积的孔隙数量过少时,混凝土内部会产生向内伸缩的作用力,这一作用力也造成了混凝土表层结构出现大面积的龟裂、结构性裂缝以及细密性裂缝,从而导致混凝土耐久性的降低。综上所述,水泥细度工艺对混凝土耐久性的干扰影响,根源在于水泥粉磨细度与混凝土强度系数的不匹配。
3优化水泥工艺、提高混凝土耐久性策略建议
首先,水泥混凝土后期耐久性与结构强度系数逐渐降低、抗冻性能的降低、水泥混凝土搅拌温度上升等问题的主要影响因素在于硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙四类主要水泥矿物成分的配置比例存在优化空间,因此提出以下针对性优化建议:一方面,上述水泥矿物成分的添加比重应为,C2S>C3S>C4AF>C3A,这才可以在适当保障水泥混凝土结构强度系数、抗冻性等性能的前提基础上,适当的提升水泥混凝土的耐久性;另一方面,施工人员与技术管理人员应根据建筑工程的实际施工情况与建筑主要用途,来适当调整上述四类水泥主要矿物成分的添加比重。
其次,针对上述第二个问题,提出以下两方面针对性优化策略建议:一方面,在水泥粉磨细度工艺应用环节中,工作人员注重于提高对水泥均匀性系数的控制力度,例如通过控制水泥颗粒细度的分布间距来加以优化;另一方面,施工人员与技术管理人员应注重于控制水泥特征颗粒的粉磨细度、更细致的了解水泥颗粒的粉磨细度、粉磨状况,以及对比表面积进行控制,通过对水泥粉磨微观程度来加以分析检测。
4结束语
总之,混凝土作为建筑体重要的身体组成成分,其耐久性的好坏将直接影响到建筑体结构耐久程度与质量好坏,所以在建筑行业的发展过程里,混凝土耐久性的研究与优化将成为其中的重点研究对象,必须得到一定程度上的重视。在经过国内一系列的实验与上述的分析后,我们必须要明白混凝土耐久性的提高是需要通过对均匀性系数、特征粒径、比表面积等因素进行调控,同时注意员工专业的能力,才能得以实现,因此在混凝土的制作与使用过程时,必须注重以上相关因素的控制。
参考文献
[1]沈广宗.水泥生产工艺对混凝土耐久性的影响[J].技术与市场,2017,21(04):158-159.
[2]曾俊杰.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,2017.
[3]孔令炜,张丹等.水泥组成和粉磨细度对混凝土耐久性的影响及改善途径[J].建筑技术.2017(12).
论文作者:赵世涛,杨亚明
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/10
标签:混凝土论文; 水泥论文; 耐久性论文; 系数论文; 磨细论文; 孔隙论文; 颗粒论文; 《建筑实践》2019年第11期论文;