水泥细度对混凝土影响(水泥对混凝土性能的影响)

水泥对混凝土性能影响概述

水泥浆体对混凝土的性能有很大的影响,而这些性能与混凝土的三个组成部分:胶凝材料(水泥和辅助胶凝材料)、骨料和水有关。水泥浆体的作用应在这些组分都是高质量的前提下进行讨论,并且在混凝土配合比中应选择适当的比例。

有一种观点认为,由于水泥浆体的特性与新拌混凝土之间存在着很强的关系,水泥浆体的作用在混凝土组分拌和之初即可见。水泥需水量应与混凝土的含水量和要求的和易性相对应,给予适当的浆体稠度。混凝土的流变性能很大程度上依赖于水泥浆体的流变性能。硬化过程,即凝结时间和强度发展,也是混凝土加筋的和易性损失和速率的函数。然而,由于骨料的影响,这些现象从水泥石到混凝土混合料的简单适应是一个复杂的问题。

水泥对混凝土的需水量影响

水泥浆体需水量和钙、碱含量以及水泥细度有关。理论表明水泥的需水量与其他混凝土混合料中的含水量之间没有关系,然而在实际应用中,该参数受集料的影响很大,特别是受其孔隙度和含砂率的影响。

水泥细度对水泥需水量的影响,水泥颗粒从20um降至13 um,导致需水量显著增加(图6.1)。C3A活性,以及水泥的比表面也显示在图中。

水泥细度对混凝土影响(水泥对混凝土性能的影响)(1)

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如图对水泥砂浆与混凝土性能关系的研究现状进行了综述。在1m3混凝土中,水泥细度和水泥掺量的影响尤为明显。

经研究,矿渣、粉煤灰、火山灰材料等矿物添加剂对混凝土相同性能的影响。但是,目前还存在一些问题有待解决。然而,水泥相作为混凝土抗腐蚀控制因素的作用,有大量的实验数据处理这个问题。

水泥细度对混凝土影响(水泥对混凝土性能的影响)(2)

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水泥对混凝土的流变性和凝时的影响

一些浆体的性质影响着新拌混凝土的性能。混凝土混合料的和易性与浆体流变学特性有关,而浆体的流变学特性与水泥的细度和掺量有关。屈服应力值是混凝土搅拌最后阶段混合料稠度的量度,屈服应力值(阻力值)随着水泥比表面积的增大而增大。在这种水泥性质的情况下,初始凝结时间明显缩短。

熟料中C3A含量对混凝土的流变性能有一定的影响,而C3A含量控制着混凝土的和易性。同时石膏的含量和溶解速率也很重要。

在早期,碱性的影响是显著的,并且观察到两种影响:一种是流动性和另一种是加速凝固。后者导致可工作性的快速损失。在碱性较强的情况下,第二种效应占优势。

水泥细度对混凝土影响(水泥对混凝土性能的影响)(3)

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水泥的凝结,主要是与半水石膏含量有关的假凝,都会导致混凝土的快速硬化。它造成在计划之外,给自动搅拌机提供了多余的水。最佳石膏含量的问题和特定的硫酸钙溶解速率对凝结过程有很大影响。从外加剂中加入到水泥浆体中的一些离子的作用。水泥凝固受温度影响较大;由于水泥熟料组分的溶解度较高,以及通过增加液相中的扩散速率,温度都可以缩短凝结过程。

水泥对混凝土的强度影响

水泥浆(主要是砂浆)与混凝土的强度发展之间的关系是公认的最佳问题之一。简言之,混凝土的强度发展与砂浆的强度成正比。在早期,在最初的24小时内,这是水泥细度以及C3S和C3A含量的有关。

早强型水泥具有高含量细小C3A晶体的水泥,高活性氧化硅,低含量的氧化钡掺合料的水泥。这些水泥用于预制构件和快速浇筑混凝土,例如在筒仓和其他有爬坡模板的结构的建造中,以及在所有需要混凝土加速凝固的情况下。1963年,巴黎奥利机场的跑道在混凝土浇筑后24小时就投入运行。快速硬化水泥在混凝土生产中的应用是一个特殊的问题。众所周知,在预制构件生产过程中,有两个重要的参数,即热处理后的当前强度(f)和随后成熟28天后的强度(f,28)。后者不应明显低于混凝土在标准条件下养护28天的强度(f28)。

快速硬化水泥的使用提供了减少热处理的可能性,以避免与标准强度(f28)[8]相比,在热处理(f,28)后混凝土的强度下降。快速硬化水泥的使用给预制构件带来了重大的经济优势,生产的热处理时间短。

水泥对混凝土耐久性的影响

水泥及其水泥浆体应达到混凝土在正常环境下的假定耐久性。最后,水泥浆体构成了有效的钢筋保护层。混凝土在不同侵蚀介质中腐蚀的特殊情况。以下是一些一般性意见。

水泥细度对混凝土影响(水泥对混凝土性能的影响)(4)

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需要强调的是,混凝土的耐久性主要取决于混凝土成分(配合比)的正确设计,其次是重要的混凝土混合料的生产条件(各组分的掺量,特别是水的掺量,应没有任何误差);

混合料在浇筑后应压实良好,新拌混凝土应适当养护。除了有限的孔隙率(渗透率)外,混凝土具有相当好的耐久性,没有微裂缝或裂缝。消除离析现象也很重要。只有当混凝土符合上述要求,碳化才是微不足道的,并仅限于薄表面层。水泥掺量越高的混凝土越好(图6.72)。

人们普遍认为氢氧化钙含量较高的水泥浆料抗碳化性能较好,对钢筋[4]的保护作用也较好。在渗透性低的情况下,相对容易溶解的成分[Ca(OH)]的浸出严重减少,混凝土被保护起来,防止松散的微结构形成。

最后,适当生产的混凝土具有更高的抗冻融循环。混凝土的性能受到孔隙率的影响。因此,大孔隙比例应尽可能低,毛细孔隙含量应保证为1。因此,对于w/e比低的混凝土混合料的振动处理(由于使用了高效减水剂),特别重要。

关于微裂缝的成因存在着很多争议,因为微裂缝的产生取决于混凝土性能和环境等诸多因素。尤其重要的是由于收缩的影响因素;因此,微裂纹数量随着细度、水泥可溶性碱含量的增加而增加,可能随着C3A含量的增加而增加,特别是在大于8%时。


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