水泥品質(zhì)與混凝土質(zhì)量的關(guān)系

在傳統(tǒng)上，混凝土是按強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)混凝土的質(zhì)量的最終標(biāo)準(zhǔn)主要是強(qiáng)度。因此混凝土生產(chǎn)者對(duì)水泥品質(zhì)的要求也是強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度；強(qiáng)度越高的水泥被認(rèn)為質(zhì)量也越高。如此的發(fā)展，造成近年來(lái)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、水泥與外加劑適應(yīng)性差等等問(wèn)題。尤其是早期開裂的現(xiàn)象日益普遍。其原因很復(fù)雜。涉及多方面，包括建筑設(shè)計(jì)、材料、管理。這些問(wèn)題將另議。單從水泥來(lái)說(shuō)，水泥細(xì)度、礦物組成、以及堿含量的增加，熱水泥的出廠，都加劇了事態(tài)發(fā)展，是原材料中影響混凝土質(zhì)量主要原因。

20年來(lái)，我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了三次修訂。第一次修訂的標(biāo)準(zhǔn)于1979年7月開始實(shí)施，第二次是1992年開始逐步實(shí)施，第三次，即最近的一次是1999年開始實(shí)施。各次修訂的基本出發(fā)點(diǎn)都是“與國(guó)際接軌”，促進(jìn)我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。修訂水泥標(biāo)準(zhǔn)的人的出發(fā)點(diǎn)當(dāng)然是通過(guò)修訂標(biāo)準(zhǔn)提高水泥的質(zhì)量，但是由于缺乏和水泥的服務(wù)對(duì)象──混凝土結(jié)構(gòu)工程的聯(lián)系，以至于忽視了水泥的品質(zhì)對(duì)提高混凝土質(zhì)量(不能只看到強(qiáng)度更重要的是耐久性)的影響。這次修訂水泥標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果是提高了水泥強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度，迫使水泥廠以提高C3A和水泥細(xì)度來(lái)提高水泥的早期強(qiáng)度，同時(shí)也提高了水化熱。這種變化的趨勢(shì)雖然對(duì)混凝土提高早期強(qiáng)度有利，但卻增加了混凝土的的溫度收縮、干燥收縮。于是開裂成為必然。以下分別分析上述幾個(gè)因素對(duì)混凝土抗裂性造成的影響。

1　水泥礦物組成的影響

眾所周知，硅酸鹽水泥主要的組成礦物有四種，它們的水化性質(zhì)不同，在水泥中所占比例不同時(shí)影響對(duì)水泥整體的性質(zhì)。C3A雖對(duì)早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大，但水化熱是其他礦物水化熱的數(shù)倍。因此C3A含量較大的早強(qiáng)水泥容易因早期的溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開裂。

目前我國(guó)混凝土尤其是中等以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土普遍使用高效減水劑和其他外加劑由于C3A水化速度最快，對(duì)減水劑的吸附量也最大，它首先吸附了大量減水劑。因而C3A含量高的水泥一般與外加劑的適應(yīng)性差。

2　水泥細(xì)度對(duì)混凝土的影響

在目前我國(guó)大多數(shù)水泥粉磨條件下，水泥磨得越細(xì)，其中的細(xì)顆粒越多。增加水泥的比表面積能提高水泥的水化速率，提高早期強(qiáng)度，但是粒徑在1μm以下的顆粒不到一天就完全水化，幾乎對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有任何貢獻(xiàn)。倒是對(duì)早期的水化熱、混凝土的自收縮和干燥收縮有貢獻(xiàn)——水化快的水泥顆粒水化熱釋放得早；因水化快消耗混凝土內(nèi)部的水分較快，引起混凝土的自干燥收縮；細(xì)顆粒容易水化充分，產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆粒，因而影響到混凝土的長(zhǎng)期性能。我們現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)。一般的設(shè)計(jì)壽命是60年，而有專家預(yù)測(cè)，由于超細(xì)水泥顆粒含量太多，50年后，我們的混凝土強(qiáng)度只能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40％。

隨水泥比表面積的增加，與相同高效減水劑的適應(yīng)性差。為減小流動(dòng)度損失需要增加更多摻量的高效減水劑。不僅增加施工費(fèi)用，而且可導(dǎo)致混凝土中水泥用量的增加，影響混凝土的耐久性。水泥細(xì)度還會(huì)影響混凝土的抗凍性、抗裂性。

3　水泥中含堿量和混凝土開裂的關(guān)系

由于堿－骨料反應(yīng)必須在混凝土中有足夠的含堿量、足夠數(shù)量的活性骨料和足夠的水分供應(yīng)，三個(gè)條件同時(shí)存在的情況下才會(huì)發(fā)生，我們新疆氣候干燥，產(chǎn)生堿－骨料反應(yīng)幾乎沒(méi)有，但是堿能促進(jìn)水泥的收縮開裂，造成混凝土結(jié)構(gòu)物的劣化。

4、混合材對(duì)混凝土和易性的影響

由于混合材品種、性質(zhì)和摻量等不同，混凝土和易性以及與外加劑適應(yīng)性也不相同。因此易泌水、流動(dòng)度損失大的混合材與保水性好、流動(dòng)度損失都較小的混合材搭配使用，可互相彌補(bǔ)，防止泌水、離析。提高混凝土和易性以及與外加劑適應(yīng)性適。如礦渣、鋼渣、銅渣與粉煤灰、煤矸石搭配使用?？扇〉幂^好的效果，用石灰石作混合材，能激發(fā)水泥早期強(qiáng)度發(fā)揮。用粉煤灰、礦渣做混合材，不但能降低混凝土水化熱。若以超細(xì)粉加入，還能大大提高水泥強(qiáng)度，降低熟料配比。

為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的混凝土結(jié)構(gòu)這個(gè)目標(biāo)，有必要更新一些觀念和建設(shè)實(shí)踐。不要盲目追求早期強(qiáng)度，應(yīng)為祖國(guó)建設(shè)長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，不要讓我們50年后都生活在危房中，不要讓我們因?yàn)楣こ藤|(zhì)量，而失去了市場(chǎng)。