胶凝材料对混凝土的影响

胶凝材料对混凝土的影响

摘要：由于我国建设工程的快速发展，胶凝材料在施工中得到广泛应用。在混凝土中，胶凝材料作为辅助材料，通过不同的配比比例，得到混凝土不同的使用性能。胶凝材料的使用不仅可以提升混凝土的使用性能，更间接提高了工程质量及企业效益。为此，本文主要分析了，胶凝材料对施工混凝土的强度、耐久性的影响及未来发展趋势。进而总结胶凝材料在混凝土中的使用方法，以期对混凝土凝胶材料施工技术提供一定的理论依据，更好的指导生产实践活动。

关键字：混凝土；胶凝材料；影响分析；发展趋势

一、胶凝材料常见的种类

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加胶凝材料和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土材料是以“粗集料-细集料-胶凝材料-水”组成的复杂多相体系，所以混凝土的性质与这几种成分是分不开的，其中胶凝材料是其中的一项重要物质，其常见的主要种类有石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、矿渣及磷渣粉等，不同辅助胶凝材料在混凝

土中的作用机理、特殊应用以及对混凝土性能的具体影响。

二、胶凝材料对混凝土的影响

1.胶凝材料对混凝土强度的影响

为使混凝土有较高的强度，就要减少硬化水泥浆体中的毛细孔隙，改善水化产物的结构，提高水泥石的结构强度，特别是骨料界面上的硬化浆体的结构强度。在水胶化较高的普通混凝土中，拌料内大量水份加大了水泥颗粒间的距离，硬化后留下大量毛细孔隙，拌料中过量的水份还有集结在粗骨料表面特别是底面的倾向，水泥石的结构强度因此也不可能很高，而硅酸盐水泥的主要水化产物是水化硅酸钙与氢氧化钙，氢氧化钙为强度较低的六角片状结晶，更使粗骨料界面成为混凝土中的薄弱环节，所以降低混凝土的水胶化和用水量是提高混凝土强度的重要环节。

改善胶凝材料粉体颗粒的级配也是减少混凝土中毛细孔隙的一种途径，目前混凝土工程中应用较多的细掺合料有：硅粉、矿粉、粉煤灰等，细掺合料能很好地填充水泥在凝结和硬化过程中形成的空隙，改善水泥的微孔结构，改善水泥石与骨料之间的界面结构，使混凝土更加密实。细掺合料在氢氧化钙的激发下具有一定的活性，能与水泥水化产物薄弱结晶氢氧化钙起反应，生成水化硅酸钙，并能使水泥水化产物氢氧化钙的结晶变得细小。从根本上改善混凝土的微观结构性能，与骨料界面性能，使混凝土的强度得到显著的

提高。

2.胶凝材料对混凝土耐久性能的影响

对于混凝土耐久性的检测中，一般选择的试件达到28d 龄期时，用标准试验方法进行抗压试验，各组试验的坍落度和抗压强度试验。通过以上的一些指标来确定胶凝材料对混凝土耐久性产生的影响，从而对胶凝材料在耐久性中的影响机理进行分析。

对于混凝土以水泥作为胶凝材料的，应该严格控制水泥的使用量，水泥用量应该在规范规定的最大使用量和最小使用量之间，不得超出这一范围，否则会严重影响混凝土的凝固时间和强度等。控制水泥的最小用量是为了保证混凝土的密实性，控制水泥的最大用量是为了防止水泥的过量引起收缩和水化热过大而产生裂缝。考虑到混凝土施工工作性的需要，水泥浆体积至少应占25%，若使混凝土性能达最佳均衡水泥浆体积宜占35%。另外，水灰比过大，混凝土有孔隙，特别是毛细管空隙率增大会严重影响混凝土的耐久性；水灰比过小，拌和物过于干稠，在一定的施工振捣密实，出现较多蜂窝、孔洞，也会影响其耐久性。

混入的胶凝材料在材料分析中发现，影响了混凝土的电阻率和电荷转移效果。混凝土电阻率和钢筋钝化膜破坏后的电荷转移电阻随粉煤灰和矿渣的含量提高产生的规律是先提高后降低的趋势，而测试中电容大小在一定程度上与钢筋

的锈蚀面积成正相关，因此利用粉煤灰和矿渣取代部分水泥后，提高了混凝土的电阻率，并降低了钢筋的锈蚀面积和腐蚀速率，但粉煤灰和矿渣的含量均不宜过高。对于粉煤灰混凝土试件，粉煤灰的掺量不宜高于30%，而对于矿渣混凝土试件，矿渣含量为50%时试件的腐蚀速率最低。

除了以上因素，对于混凝土耐久性的影响还有其他一些方面，如砂率过大时，骨料的总表面积及空隙率都会增大；砂率过小时，会引起粘聚性和保水性不良。二者均会造成混凝土拌和物的流动性减小，密实度降低，从而降低了耐久性。胶凝材料使用必须考虑其与水泥的兼容性以及不同品种间

的匹配，胶凝材料的掺量应通过试验来确定，否则会给混凝土带来负作用，影响其耐久性。

三、胶凝材料的未来发展

混凝土外加剂是显示一个国家混凝土技术水平的标志

性产品，在保证我国混凝土工程顺利施工、控制质量方面功效巨大，是我国优质工程建设中必不可少的新型建筑材料。混凝土外加剂行业潜在市场巨大，发展前景良好

1.绿色技术的发展引导混凝土向节能减排、循环使用的方向发展

混凝土虽然拥有众多优势，但其对环境的影响却不能忽视。混凝土每年大约消耗15亿吨的水泥和近90亿吨的天然砂石料，可以说是世界上最大的天然资源用户，其生产和应

用必将给生态环境带来许多不利的影响。所以混凝土就必然面临这一问题所带来的冲击，可持续经济、循环经济、节能减排等一系列国家政策要求混凝土必须走绿色之路。自然就要从水泥和砂石料这两方面着手解决了。

2.新型混凝土材料以工业废料代替水泥以实现节能减排

许多工业废料如煤热电厂排放的粉煤灰、炼钢厂排放的粒化高炉矿渣（磨细）、工业燃煤后留下的未能充分燃烧的煤矸石（磨细），生产硅金属的排放的硅灰等都可以用来部分代替水泥，而不降低混凝土的性能。

3.循环利用工业和建筑垃圾来提高混凝土的绿色度

如果将占混凝土重量80%左右的天然骨料（即砂石料）全部用工业和建筑垃圾代替，将具有重要意义。将工业废料（如高炉矿渣和煤矸石）和建筑垃圾（如拆迁的废砖和废旧混凝土）破碎后，经过分级、清洗和配比都可以制成再生骨料（即再生砂石），再用其部分或全部代替天然骨料制成混凝土（即再生混凝土），这种再生骨料的替代率越高，混凝土的绿色度自然就越高。

四、总结

现代科技革命给混凝土的研究和发展带来巨大的冲击和挑战，同时也带来了机遇和促进。可以断定，随着混凝土朝着高性能、智能和绿色化的方向不断发展，随着人类社会经济的高速发展对基础设施建设的不断加快，随着人民生活

水平的提高而对住房需求的日益增大，混凝土材料必将以其经济、耐久、智能、绿色而持续的为人类的发展浇筑最为坚实的物质基础。

参考文献：

[1] 李家和.矿物质掺合料对高强混凝土强度和微观结构的影响[J].哈尔滨师范大学自然科学学报，2002，10（3）：73-78.

[2] 张德思.矿渣混凝土的长期强度和抗冻融耐久性研究[J].西北建筑工程学院学报，1999（2）：19-21.

[3] 究[J]. 混凝土，2007（11）：69-72.陈益兰，纪涛，丰霞，李毅. 砂浆保水增稠材料的研究及