浅谈水泥对混凝土工程质量的影响

浅谈水泥对混凝土工程质量的影响
【摘要】:水泥作为水泥混凝土中重要的粘结材料，对水泥混凝土的质量也有较大的影响。

文章从矿物组成、细度、含碱量、耐久性等方面探讨了水泥对混凝土工程质量的影响。

【关键词】：水泥；混凝土；质量；耐久性
引言
水泥混凝土是当今用量最大的建筑材料，年用量接近90亿吨，用量非常巨大。

混凝土工程质量的好坏直接影响着整个钢筋混凝土结构的整体质量，而混凝土原材料的好坏和选配是否恰当也直接影响着水泥混凝土工程的质量。

因此，确混凝土工程质量的一个重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。

水泥是混凝土产品质量赖以生存的根基。

文章针对水泥对混凝土工程质量的影响进行简单的探讨。

一、水泥矿物组成对混凝土工程质量的的影响
硅酸盐水泥的矿物组成主要有四种，由于它们的水化性质不同，因此在水泥中所占比例的不同也将影响水泥混凝土的整体性质。

表1所示为水泥中四种主要矿物的水化热以及收缩率。

表1：
由表1可知，C3A的水化热是其它矿物水化热的3～6倍，特别是在混凝土早期强度的发挥阶段。

C3S的水化热要比C3A要小很多，但在3天后却是C2S 水化热的5倍左右，由于C3S的含量在熟料中大约占一半，所以影响也很大；C3A的收缩率是C2S收缩率的3倍，是C4AF的4～5倍。

所以用C3A含量大的早强水泥浇筑的混凝土易因早期的温度收缩、干燥收缩和自收缩而开裂。

二、水泥细度对混凝土工程质量的影响
（1）水泥细度对混凝土抗压强度影响。

根据大量实验研究结果表明，水泥细度对混凝土的抗压强度有一定程度的影响。

对于水泥混凝土试件，在相同的养护期内，随着水泥细度的提高，混凝土的抗压强度也逐步地提高，到达一定程度后趋于稳定。

水泥的细度越高，水泥混凝土早期强度形成也就越快，但是后期强度逐步趋于稳定，水泥的细度越低，早期混凝土的强度形成相对较慢，后期抗压强度的提升速度较快。

（2）水泥细度对混凝土质量损失的影响。

相关研究资料表明，水泥细度的不同，混凝土的质量损失也会发生变化。

在干湿循环的最初阶段，细度不同的水
泥均出现随着干湿循环次数的增加，质量不断减少的现象，在干湿循环达到一定次数后，水泥混凝土由于吸水的原因的质量开始增加。

（3）水泥细度对于混凝土工作性的影响。

对同一试样不同细度进行混凝土坍落度试验研究结果表明，随着细度的提高，混凝土的坍落度逐步减小，施工和易性也得到增加。

（4）水泥细度对于水泥混凝土氯离子扩散的影响。

通过对不同细度的水泥进行水泥混凝土氯离子扩散系数加以研究分析，发现水泥细度不同对于氯离子的扩散系数没有任何的影响，因此对于氯离子的扩散没有直接的影响。

（5）水泥细度对于水泥混凝土相对动弹性模量的影响。

对于水泥混凝土动弹性模量的影响，相关研究表明在干湿循环的最初阶段，细度不同的水泥均出现随着干湿循环次数的增加，相对动弹性模量随之增加的现象，这主要是由于在试验阶段的初期，水泥尚未水化完全，混凝土的大量空隙中存在着一定量的水分，使得混凝土相对密室。

在干湿循环达到一定次数后，水泥混凝土的相对东弹性模量开始降低，而且，水泥细度越大，其对水泥混凝土相对动弹性模量的损伤也就越大。

三、水泥中含碱量对混凝土工程质量的影响
GBl75(—1999)出于对预防碱—骨料反应的考虑对水泥中含碱量进行了限制。

Burrows在美国克罗里达的青山坝对104种混凝土的面板进行了53年的调查研究，发现开裂严重的劣化了的混凝土中，有的水泥含碱量高，但所用骨料并没有碱活性；还有的使用高碱水泥同时所用骨料也有相当的碱活性，但是检测的结果却没有碱—骨料反应的产物，而混凝土却因开裂而劣化了，这表明碱能促进水泥的收缩开裂。

Blaine用环形收缩测定仪测定水泥中含碱量对水泥开裂情况的的影响以及1996年相应水泥混凝土状况，试验中发现当当量在0．6以下时对混凝土状况有所改善，同时注意到了水泥的细度和可经受住550次冻融循环，用粉磨的高碱水泥则经受不到100次冻融循环。

美国国家标准局对199种水泥进行了18年以上的调研，大量发现混凝土的开裂是受碱含量、细度、C3A和C3S等因素的影响。

即使水泥有相同水化率(也包括强度)和相同的自由收缩，显然低碱水泥有内在的抵抗开裂的能力。

当含碱量低于0．6％Na2O当量时，水泥的抗裂性明显增加，当含碱量进一步降低到趋向于0时，这种能力会进一步改善。

虽然，碱—骨料反应要求在混凝土中有足够的含碱量、足够的水分供应以及足够数量的碱活性骨料这三个条件同时存在的情况下才会发生，并不要求限制水泥的含碱量，但是，高含碱量水泥对混凝土造成的更大的安全威胁是促进混凝土
收缩裂缝的生成和发展以至造成混凝土结构物的劣化。

所以无论是否使用活性骨料，都必须把水泥中的含碱量减到最少。

四、水泥对凝土结构耐久性的影响
由于要求混凝土建构筑物有足够长的使用寿命，所以硅的耐久性越来越受到人们的重视。

很多国家已经把耐久性作为衡量混凝土质量的首要指标，而水泥的品质直接影响着混凝土的耐久性能。

在实际工程中必须对混凝土的耐久性进行“事前”控制。

如果等到建筑物在使用阶段出了问题再去弥补，就会造成不可估量的损失。

然而我国现行《混凝土结构设计规范》仅在正常使用极限状态下的验算和构造措施方面考虑了结构的耐久性要求，并没有引人结构耐久性设计的概念。

我国现行的《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204一92）没有考虑水泥对混凝土耐久性的影响，而我国《混凝土质量控制标准》（GB50164一92）对混凝土耐久性的要求又偏低且欠具体。

这就是说，我国混凝土工程从设计到施工都未有效地进行结构耐久性的“事前”控制，而工程验收时没有对此做出专门规定。

因此，只有让时间来检验一个新建工程的结构耐久性。

需哦一我国已建成工程的返修率高居不下，重大事故的事例层出不穷，甚至被评为“优质工程”的项目在使用阶段也出现混凝土开裂现象，除了管理体制上的问题外，水泥品种选用和水泥本身的质量问题恐怕也是主要原因之一。

在现有条件下，为确保混凝土结构的耐久性能，笔者给相关部门有如下建议：
（1）健全、完善我国的水泥准用制度。

建议建设部会同国家建材局迅速出台一些法规，规定水泥有“准用证”才能出厂。

该证要明确注明哪些水泥“不可”、“可”用于某类工程或某结构部位等。

在水泥包的装袋上也要标明：出厂日期、存放条件、使用期限、使用要求、应用范围以及其它注意事项，从而方便建设监理现场进行检查。

（2）明确规定混凝土结构设计及施工时水泥的选用。

建设部已把“混凝土结构的耐久性研究及耐久性设计”作为国家的一个重点科技攻关项目，并由中国建筑科学研究院、清华大学等单位共同承担此项任务。

参加这一项目的有关人员已拿出“混凝土结构耐久性设计及施工建议”的初稿供讨论，估计不久将会出台相应的规范。

建议在制定这类规范时专门增加关于水泥选用的内容，如明确规定某类工程或某结构部位等应”、“须”、“ “宜”选用某种类的水泥。

（3）科研单位要加快各类水泥对硅耐久性影响的科学研究。

法规出台，科研先行。

科研不能仅停留在实验室里，要在各类实际工程中跟踪调查（因为每个工程的外部环境、施工条件及使用条件均有差异），收集资料，为制定（或修订）有关规范提供科学依据。

结束语
总之，水泥对混凝土工程质量的影响是多方面的，在工程实际工要结合实际
要求选择水泥，从而保证混凝土工程的质量。

参考文献：
[1]普通砼长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T50082-2009）中国建筑工业出版社，2009.
[2]交通部公路科学研究所.公路工程技术标准(JTGB01-2003).人民交通出版，2003.
[3]陈建奎.砼外加剂的原理与应用.中国计划出版社，1997.
[4]普通砼用砂、石质量及检验方法标准（JTG52-2006）中国建筑工业出版社，2006.。