肇庆市高新区骏马混凝土有限公司
摘要：随着我国科技水平的不断提高，建筑施工技术的不断进步，目前水泥混凝土路面施工成为了当前一个大比重的施工内容。由于其强度高，而且原材料易取得，因而得到迅速推广。但是由于受到多种自然因素和社会因素的制约，导致其耐久性能日益降低，进而使得路面的使用寿命降低，不利于我国经济建设。因此，本文将针对水泥混凝土耐久性的影响因素进行详细分析。
关键词：水泥混凝土；耐久性；影响因素
1 引言
随着改革开放的进一步深入，交通水平的不断提高，公路建设的不断发展，目前已经建成的桥梁、道路等已经多不胜数。但是与此同时，很多路面病害问题也开始出现，尤其是水泥混凝土的耐久性问题，严重制约了我国道路施工的进程。由于长期以来没有得到有关部门的重视，也没有组织人员对其进行专门的研究和探讨，导致如今耐久性问题成为了一大难题。基于此，本文将围绕这个话题作专门的探讨。
2 水泥对混凝土耐久性产生的影响分析
2.1 水泥的主要成分
从水泥的一般结构来看，其组成成分主要有以下四种：C3S、C3A、C2S和C4AF。其中，C3S是水泥早期当中的主要强度来源，水化的速度很快，而且水化后所产生的热量也很大；其次，C2S是水泥后期强度的主要来源，水化的速度不快，而且水化后所产生的热量较小；第三，C3A的水化速度比较快，而且是四种成分当中水化后产生热量最大的一种成分，但是水化物的强度是最低的，干缩量最大；最后一种成分是C4AF，这种成分的抗折强度高。当C3S成分的含量加大时，水泥早期的强度就会增大，但是不利于水泥后期的强度和耐久性，有可能出现早期开裂的现象。除此之外，C3S的吸附能力很强，对于外加剂加入的效果会产生吸附作用，致使水泥需水量提高，进而危害到混凝土的耐久性。如果是C2S的量加大，就会让混凝土的后期强度提高，不容易出现开裂的现象，也有利于提高混凝土的耐久性水平。C3A含量增大，容易导致混凝土早期开裂，而且也容易增加混凝土的试件间的离散度及盐剥落量，威胁到混凝土的抗冻性。C4AF的含量增加，不只是提高水泥的抗折强度，同时会造成回转窑更容易结圈。
2.2 水泥的细度
通过相关研究结果显示，水泥颗粒级配也会对水泥混凝土产生较大的影响，这些因素包括水泥颗粒的比表面积、颗粒的形状大小、密度等等。如果水泥颗粒的比表面积较小，水泥颗粒的形状类似于球形而且比重较大，则其填充性就会更大，流动性也会相应地增加。在水泥当中，3―30μm大小的颗粒可以增大混凝土强度，而比60μm更大的粒子就失去了增加强度的作用。所以，应当保证水泥当中有90%以上都是3―30μm 的颗粒。另外，规格小于10μm 的颗粒在水泥早期强度大，但容易造成早期开裂，其中小于3μm的只有早期强度的作用。因此，在水泥当中这部分颗粒的比重应当在10%以下。在实际的施工活动当中，为了能够保证工程的进度，人们会选择使用很多的早强水泥，因为早强水泥的比表面积较大，而且颗粒小，因而容易水化，混凝土早期强度高，但是同时产生的热量大，也容易导致混凝土早期开裂，因而不利于其长期的耐久性。从另一方面来讲，水泥细度越小，对混凝土的自收缩和干燥收缩的影响很大，这是因为细小的水泥颗粒水化很快，导致混凝土内部的水分消耗过快，从而引起混凝土的自收缩和干燥收缩量加大，增大开裂的趋势。水泥比表面积的增加，还会造成水泥与外加剂的适应性变差，用水量增加，这会导致混凝土的抗冻性和抗渗性变差，从而影响到路面的使用寿命。
2.3 水泥的含碱量
在一定的湿度下，如果水泥的的碱含量比较高，那么这些碱含量就会与碱活性集料产生化学反应，进而导致混凝土发生膨胀、开裂，严重时直接导致破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样的化学反应我们通常称作碱集料反应。如果发生碱集料反应，将会对路面质量产生很大的威胁，导致混凝土开裂，危害到路面的耐久性。碱集料反应具有三个不可缺少的发生条件：高含量碱成分、活性集料以及水分，当三个条件同时满足时，就会产生碱集料发应。从我国的实际情况来看，碱活性集料具有较大的分布范围，因而想从集料及水分两方面入手来控制碱集料发应，是具有较大难度的，所以通常情况下我国会从碱含量入手来控制碱集料发应。即使是使用非碱活性集料，也要控制水泥的碱含量，通常认为水泥中的含碱量低于0.6%Na2O当量时，水泥的抗裂性明显增加。
3 粗集料对混凝土耐久性产生的影响分析
3.1 集料的类型
从混凝土的构成成分来看，主要的成分就是集料，所以集料的质量高低将直接关系到整个混凝土的质量，包括混凝土的强度、抗冻性、耐久性、耐磨性等等。在实际的水泥混凝土路面施工活动当中，如果集料的强度、耐磨性等不好，就会导致水泥混凝土路面的使用寿命降低。通过相关试验的实施，我们发现，在抗冲击性方面，碎石集料优于卵石混凝土。另外，由于混凝土的抗裂性几乎不受集料表面形状的影响，所以同等等级的碎石与卵石在抗裂性方面没有明显的不同。通过综合考虑，水泥混凝土施工当中我们会首选碎石集料。
3.2 集料的渗透性
集料的渗透性会直接影响到混凝土的抗冻性。因为在抗冻融循环之下，混凝土的性能如何主要取决于集料的规格、级配以及孔结构。如果选用强度高而渗透性差的集料，混凝土在受冻时不容易发生开裂的情况，而渗透性好的集料容易饱和，也容易保持水分。在混凝土冻融发展的过程当中，其压力值主要受温度下降速度以及压力水的卸压距离的影响。在集料的规格、渗透性、含水量以及温度降低速率等都一定的情况下，尺寸越大的集料就越容易被冻坏，反之就不容易被冻坏。除此之外，如果集料的渗透性过高，就会产生很多的孔，并且由于集料中所含的水在压力作用下，集料的表面和水泥浆的过度界面容易损伤，因而对混凝土的耐久性会产生不利的影响，但是集料仍然是完好的。最后，集料的渗透性还有两个比较显著的影响，即直接影响到一定时间条件下集料的饱和度、吸水率，还有冻融条件下集料的排水速率。
3.3 集料的耐磨性
由于水泥混凝土路面会经常受到各种交通工具的碾压或行人的摩擦，因而十分容易造成路面磨损。从相关研究显示结果可以看出，混凝土路面的耐磨性主要受到混凝土的强度以及硬度的影响，尤其是表层的强度及硬度。在实际的水泥混凝土路面施工活动当中，在混凝土的泌水及离析的作用下，水泥浆和小颗粒主要在表层，形成一个薄弱的砂浆层，不具备较高的强度。因此，在路面进行使用后不久，表面那层薄弱的砂浆层就会被磨损掉，下面的粗集料就暴露在表层。进入到水泥混凝土路面的后期使用过程当中，粗集料的耐磨性就成为了决定路面质量的主要指标。因此，我们必须要对粗集料的耐磨性引起重视。
4 掺和料对混凝土耐久性产生的影响分析
4.1 掺和料在混凝土中的效应
在一般的建筑工程施工当中，我们会将粉煤灰和磨细矿粉作为主要的掺和料，这两种都是活性矿物掺和料。其中，粉煤灰来自于火力发电厂当中，当燃煤锅炉排放烟气时，从烟气当中收集到的粉煤灰。而磨细矿粉是由炼钢厂高炉的附产物，水淬矿渣经磨细而成的一种活性掺合料。通过实际的试验我们就可以证明这两种掺和料的使用价值。在混凝土当中增加一定的粉煤灰和磨细矿粉，可以有效提高混凝土的抗冲击性以及混凝土早期的抗裂性。通过粉煤灰和磨细矿粉对混凝土的耐久性产生影响，主要表现在这三种化学反应当中：颗粒形态效应、火山灰效应和微集料效应。在这几种反应的作用下，可以提高混凝土的后期强度和耐久性。
4.2 混凝土中加入掺和料的效果
首先，在混凝土中加入掺和料，可以有效提高水泥石与集料的粘结力，保证混凝土的强度。在微集料效应下，掺和料进入到颗粒的孔隙当中，从而堵塞混凝土的毛细孔与大孔，将大的毛细孔分割成很多的微细孔，从而不仅减少孔隙数量，还能让原来的大孔变成小孔，填充水泥石与集料的孔隙，从而提高混凝土的界面强度，有效提高了混凝土的密实度，实现混凝土抗冻性与抗渗性的提高。另外，在活性效应下，长期的水化过程也可以起到提高后期强度的作用，延长了路面的使用寿命。
总之，影响水泥混凝土路面的耐久性的因素主要在于其所用材料的性能，当然，如果有好的材料，而放松了对混凝土生产过程水灰比的控制以及对混凝土浇筑过程的施工控制，包括通车前的混凝土路面的早期养护等工作，同样会对路面耐久性产生很大的影响。
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[3]陈国华，徐国华.改善水泥混凝土路面耐久性的措施分析[J].科技资讯，2011，（2）：60.
论文作者:唐建忠
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
标签：混凝土论文; 水泥论文; 耐久性论文; 路面论文; 强度论文; 水化论文; 颗粒论文; 《基层建设》2016年7期论文;