水泥细度与碱硫含量对混凝土强度发展的影响

摘要

混凝土结构主要用来承受各种作用力，强度是混凝土最重要的力学性能。而工程上对混凝土的其它性能要求，如抗渗性、抗冻性等往往与混凝土的强度存在密切的关系。一般混凝土强度越高，其密实性越好，抵抗外界侵蚀的能力越强；但强度高，混凝土的收缩也较大，脆性大，易开裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的质量。
　　 水泥是混凝土中的活性成分，是影响混凝土强度的直接因素。水泥对混凝土的影响取决于水泥的细度和组成成分，而目前对水泥强度的需求，导致水泥中的高强和早强组分越来越多，比表面积越来越大，水化热越来越大，抗裂性和耐久性越来越差，混凝土强度的后期增长率下降甚至倒缩。因此有必要密切关注水泥细度和组分对混凝土强度，尤其是后期强度发展的影响。
　　 水泥粉磨越细，比表面积越大，水泥的水化速度越快，早期强度越高，但是后期强度可能降低。实验研究4种比表面积的水泥对混凝土强度发展的影响，结果表明：水泥比表面积越大，混凝土早期强度越高，后期强度增长率减小。随着龄期的增长，混凝土强度趋于稳定，不再增长，而比表面积最小的水泥，混凝土强度在目前测试龄期内一直增长，后期强度已经赶上部分细水泥。
　　 除了水泥细度外，混凝土的配合比和养护方式对混凝土的强度也有重要影响，而当配合比和养护方式变化时，水泥细度对混凝土强度的影响也可能发生变化。实验研究混凝土水灰比改变时，水泥细度对混凝土强度发展的影响，结果表明虽然水灰比变小，4种细度水泥的混凝土强度都增大了，但是粗水泥相比于细水泥，其混凝土强度增长的量更大。实验还对比研究了改变矿渣和粉煤灰的掺量时，水泥细度对混凝土强度发展的影响，结果表明随着掺量的增加，4种细度水泥的混凝土强度都有所降低，矿渣掺量对粗水泥的混凝土强度发展影响较大，而粉煤灰掺量对细水泥的混凝土强度发展影响较大。此外，实验对比研究在标准养护，室内干燥养护和室外自然养护下，水泥细度对混凝土强度发展的影响，结果表明4种细度水泥的混凝土强度在标准养护下最高，室外自然养护次之，室内干燥养护最低。4种细度水泥的混凝土强度，在标准养护方式下随龄期的增长而增长，在室外自然养护和室内干燥养护下，较细的三种水泥的混凝土强度180d以后基本就不再增长，而比表面积260m2/kg的混凝土强度依然继续增长，所以在相对恶劣的养护方式中，粗水泥更有利于混凝土强度的发展强。
　　 碱和硫酸盐虽然是水泥的次要组分，但对混凝土强度发展的影响不容忽视。实验研究水泥中外掺入NaOH和二水石膏的情况下，水泥细度对混凝土强度发展的影响。结果表明水泥中NaOH掺量增多会降低混凝土的强度，更不利于细水泥的混凝土中长期强度的发展。而二水石膏的掺量会较大的降低粗水泥混凝土的早期强度，对中长期强度影响较小，对细水泥混凝土的早期和后期强度影响都不大。同时二水石膏的掺入会降低混凝土的收缩，而在石膏掺量变化时，不同细度水泥的混凝土表现出很大差异的收缩行为。
　　 通过以上的研究，本文针对水泥细度和碱硫含量对混凝土强度发展的影响，为工程用水泥细度的上限值控制及相关标准修订提供技术基础。