岩土工程师辅导：水泥与混凝土质量的关系

　　在传统上，混凝土是按强度进行设计，对混凝土的质量的最终标准主要是强度。因此混凝土生产者对水泥品质的要求也是强调强度;强度越高的水泥被认为质量也越高。如此的发展，造成近年来混凝土结构出现裂缝、水泥与外加剂适应性差等等问题。尤其是早期开裂的现象日益普遍。其原因很复杂。涉及多方面，包括建筑设计、材料、管理。这些问题将另议。单从水泥来说，水泥细度、矿物组成、以及碱含量的增加，热水泥的出厂，都加剧了事态发展，是原材料中影响混凝土质量主要原因。

　　20年来，我国水泥标准进行了三次修订。第一次修订的标准于1979年7月开始实施，第二次是1992年开始逐步实施，第三次，即最近的一次是1999年开始实施。各次修订的基本出发点都是“与国际接轨”，促进我国水泥生产工艺的改进和产品质量的提高。修订水泥标准的人的出发点当然是通过修订标准提高水泥的质量，但是由于缺乏和水泥的服务对象──混凝土结构工程的联系，以至于忽视了水泥的品质对提高混凝土质量(不能只看到强度更重要的是耐久性)的影响。这次修订水泥标准的结果是提高了水泥强度，尤其是早期强度，迫使水泥厂以提高C3A和水泥细度来提高水泥的早期强度，同时也提高了水化热。这种变化的趋势虽然对混凝土提高早期强度有利，但却增加了混凝土的的温度收缩、干燥收缩。于是开裂成为必然。以下分别分析上述几个因素对混凝土抗裂性造成的影响。

　　1　水泥矿物组成的影响

　　众所周知，硅酸盐水泥主要的组成矿物有四种，它们的水化性质不同，在水泥中所占比例不同时影响对水泥整体的性质。C3A虽对早期强度贡献较大，但水化热是其他矿物水化热的数倍。因此C3A含量较大的早强水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。

　　目前我国混凝土尤其是中等以上强度等级的混凝土普遍使用高效减水剂和其他外加剂由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸附量也最大，它首先吸附了大量减水剂。因而C3A含量高的水泥一般与外加剂的适应性差。

　　2　水泥细度对混凝土的影响

　　在目前我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越细，其中的细颗粒越多。增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率，提高早期强度，但是粒径在1μm以下的颗粒不到一天就完全水化，几乎对后期强度没有任何贡献。倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和干燥收缩有贡献——水化快的水泥颗粒水化热释放得早;因水化快消耗混凝土内部的水分较快，引起混凝土的自干燥收缩;细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗粒，因而影响到混凝土的长期性能。我们现有的混凝土结构。一般的设计寿命是60年，而有老师预测，由于超细水泥颗粒含量太多，50年后，我们的混凝土强度只能达到设计强度的40%。

　　随水泥比表面积的增加，与相同高效减水剂的适应性差。为减小流动度损失需要增加更多掺量的高效减水剂。不仅增加施工费用，而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混凝土的耐久性。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。

　　3　水泥中含碱量和混凝土开裂的关系

　　由于碱-骨料反应必须在混凝土中有足够的含碱量、足够数量的活性骨料和足够的水分供应，三个条件同时存在的情况下才会发生，我们新疆气候干燥，产生碱-骨料反应几乎没有，但是碱能促进水泥的收缩开裂，造成混凝土结构物的劣化。

　　4、混合材对混凝土和易性的影响

　　由于混合材品种、性质和掺量等不同，混凝土和易性以及与外加剂适应性也不相同。因此易泌水、流动度损失大的混合材与保水性好、流动度损失都较小的混合材搭配使用，可互相弥补，防止泌水、离析。提高混凝土和易性以及与外加剂适应性适。如矿渣、钢渣、铜渣与粉煤灰、煤矸石搭配使用。可取得较好的效果，用石灰石作混合材，能激发水泥早期强度发挥。用粉煤灰、矿渣做混合材，不但能降低混凝土水化热。若以超细粉加入，还能大大提高水泥强度，降低熟料配比。

　　为了实现建设可持续发展的混凝土结构这个目标，有必要更新一些观念和建设实践。不要盲目追求早期强度，应为祖国建设长远考虑，不要让我们50年后都生活在危房中，不要让我们因为工程质量，而失去了市场。

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