水泥工藝對混凝土耐久性的影響

伍小成

（葛洲壩宜城水泥有限公司）

水泥是混凝土一個(gè)必不可少的組成原料，其性能對于混凝土的耐久性能具有十分重要的影響。而混凝土耐久性能是決定建筑耐久性和質(zhì)量水平的前提，因此，水泥的生產(chǎn)工藝對于我國建筑行業(yè)具有十分重要的意義。水泥的生產(chǎn)工藝主要包括礦物原料的組成和水泥顆粒的粉磨細(xì)度等。本文從水泥生產(chǎn)工藝的兩個(gè)方面闡述了其對于混凝土耐久性的影響。

1 水泥礦物組成對混凝土耐久性的影響

水泥礦物成分的組合比和混合搭配的程度在一定地程度上決定了水泥水化產(chǎn)物的構(gòu)成及其性能。大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在水泥各種各樣的水化產(chǎn)物的成分中，氫氧化鈣（Ca(OH)2）穩(wěn)定性能很差,而鈣硅比值（Si/Ca）相對較大的水化硅酸鈣的穩(wěn)定性則較好。硅酸三鈣（C3S）與硅酸二鈣（C2S）相比較，水化過程所生產(chǎn)的水化硅酸鈣的鈣硅比值（Si/Ca）相對較低，但是其所生成的氫氧化鈣（Ca(OH)2）的數(shù)量相對較大。通過上述的對比，我們可以明確的得出如下結(jié)論：在水泥的礦物成分構(gòu)成中，硅酸三鈣（C3S）的含量越少，硅酸二鈣（C2S）的含量越多，則更有利于提高數(shù)你混凝土的耐久性能。除此之外，對于水泥中鋁酸三鈣（C3A）含量過高多導(dǎo)致的混凝土耐久性和工作性能降低的影響也早被人們認(rèn)識和掌握。

2 水泥粉磨細(xì)度對混凝土耐久性的影響

2.1 水泥粉磨細(xì)度對混凝土含濕量和孔結(jié)構(gòu)的影響

水泥混凝土孔結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化主要原因?yàn)椋弘S著水泥粉磨細(xì)度的提高，其比表面積也相對的得到了提高，因此，水化后的產(chǎn)物會(huì)在未水化完全的水泥顆粒的表面形成一層致密的水化產(chǎn)物薄膜，由于這層致密薄膜的存在，阻礙了薄膜內(nèi)部水泥顆粒的進(jìn)一步水化，故使其內(nèi)部形成的更為致密的水化產(chǎn)物相應(yīng)的減少，最終使水泥混凝土孔結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。前蘇聯(lián)的有關(guān)方面的研究人員通過做試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：如果在水泥顆粒的組成成分中，存在大量的直徑小于5um的細(xì)小顆粒，則會(huì)對混凝土內(nèi)部的微觀孔隙結(jié)構(gòu)造成巨大的改變，從而進(jìn)一步可以使水泥石中的大毛細(xì)孔數(shù)量減少，微毛細(xì)孔的數(shù)量增多，使混凝土的毛細(xì)現(xiàn)象增強(qiáng)，增大混凝土的吸濕性（尤其是混凝土的孔隙吸濕性），最終使混凝土內(nèi)部空隙的濕度得到了提高。

如經(jīng)過對比試驗(yàn)表明：不含細(xì)顆粒的普通水泥與含有直徑小于5um的細(xì)小顆粒的普通水泥想相互比較，對于后者來說，水泥石在經(jīng)過 28d的硬化后，在潮濕空氣中防止 3d的時(shí)間后，其吸濕率同比增大了18%-56%；并且其相對于水泥石體積吸水率的吸水率同比提高了58%-80%。在濕度較低的環(huán)境下，這種水泥石吸濕性能的提升，就極有可能使混凝土孔隙內(nèi)部的濕度達(dá)到過度的飽和，使混凝土產(chǎn)生裂縫，更嚴(yán)重的是引起混凝土的整體開裂破壞。并且這種破壞還會(huì)進(jìn)一步降低混凝土的大氣穩(wěn)定性和抗凍性，加快堿集料的反應(yīng)效率和鋼筋的銹蝕速率，以及其他的化學(xué)腐蝕破壞程度，最終造成混凝土的耐久性能明顯的下降。

2.2 水泥粉磨細(xì)度對混凝土自收縮和壓力水滲透性的影響

根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)資料、試驗(yàn)及研究表明，如果混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微毛細(xì)孔數(shù)量較大，而大毛細(xì)孔的數(shù)目較少，則容易使混凝土內(nèi)部孔隙中的的毛細(xì)孔壓力增大，還會(huì)使混凝土自收縮的幅度大幅度的增加，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土自收縮裂縫的增多。這種結(jié)果不僅會(huì)加速水和各種具有強(qiáng)腐蝕性液體的腐蝕速度，還會(huì)使混凝土包括耐久性在內(nèi)的各種力學(xué)性能和抗?jié)B性能的下降。現(xiàn)階段的工程中，由于盲目的降低混凝土的水膠比和提高水泥粉磨細(xì)度，導(dǎo)致高強(qiáng)和高密實(shí)混凝土由于自收縮所造成的裂縫產(chǎn)生現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

2.3 水泥粉磨細(xì)度對混凝土常壓滲透性的影響

混凝土的常壓滲透性既是指在常壓的條件下，混凝土由于本身的孔隙結(jié)構(gòu)的毛細(xì)作用而產(chǎn)生的滲透性。我國在現(xiàn)階段的滲透性測試環(huán)節(jié)中還存在很大的盲區(qū)，既不能夠在沒有氯離子濃度差和水壓差的常壓狀態(tài)下，測量反映毛細(xì)孔壓力對混凝土滲透性能的影響程度。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，我們可以知道在實(shí)際的情況下，毛細(xì)孔壓力的大小要遠(yuǎn)大于水的壓力，并且破壞的最不利條件是在常壓條件的大氣環(huán)境中。由此，我們可以知道對于混凝土的滲透性來說，我們要把關(guān)注的重點(diǎn)放在常壓滲透上來，而不用過多的對于水作用下的滲透性，因?yàn)橛捎诔簼B透性所造成的破壞更容易使鋼筋腐蝕，更容易遭受凍害，并且還會(huì)使混凝土的耐久性急劇下降。

通過在沒有水壓差和濃度差的常壓狀態(tài)下所進(jìn)行的不同細(xì)度水泥對混凝土滲透性影響的實(shí)驗(yàn)，我們可以得出以下結(jié)論：如果混凝土中的細(xì)顆粒比較多 ，則其常壓滲透性會(huì)比細(xì)顆粒較少的混凝土的常壓滲透性更大。具體表現(xiàn)為以下的兩種情況：一是水泥細(xì)度較細(xì)的混凝土的體積吸水率較大；二是水泥中所含細(xì)顆粒也多則其滲透性越高。這兩種現(xiàn)象都證實(shí)了水泥的細(xì)度如果越細(xì)，則混凝土的常壓滲透性越不利。

3 結(jié)論

混凝土耐久性直接影響到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，需要對其進(jìn)行深入的研究。然而，混凝土耐久性能的研究作為工程建設(shè)中一個(gè)永恒的課題，是需要不斷的探討的。影響混凝土性能的因素是多種多樣的，本文從水泥工藝的角度進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，最終得出了一些有用的結(jié)論，希望這些結(jié)論可以更好的為后序相關(guān)的研究提供借鑒。

[1] 孔令煒,張丹等.水泥組成和粉磨細(xì)度對混凝土耐久性的影響及改善途徑[J].建筑技術(shù),2012,(12):78-79.

[2] 喇華璞.水泥生產(chǎn)工藝與混凝土莉久性昀關(guān)系[J].同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院校報(bào),2012,(10):102-103.

[3] 沈廣宗.水泥生產(chǎn)工藝對混凝土耐久性的影響[J].技術(shù)研發(fā),2014,(4):71-72.