【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 , 從成型到開裂經(jīng)過的時(shí)間越短，抗裂性越差 水泥細(xì)度對(duì)水泥砂漿和混凝土開裂的影響：用粗磨水泥的混凝土澆耐久 （ 4）抗凍性隨水泥比表面積增大而下降 （ 5）日本水泥顆粒級(jí)配 ? 日 本的水泥生產(chǎn)注重顆粒級(jí)配：控制熟料在一個(gè)很窄的范圍 ── 從 30μm ～ 70μm ，然后用磨細(xì)礦渣和粉煤灰等不同細(xì)度的摻和料調(diào)整級(jí)配 ，其中礦渣粉磨到比表面積 600m/kg2以上。這樣， 既可使熟料和摻和料都充分發(fā)揮作用，又可使水泥水化有長(zhǎng)期的發(fā)展。 怪不得磨細(xì)礦渣最早從日本提倡的，而在日本卻看不見在攪拌站摻用磨細(xì)礦渣。原來他們的摻和料也是在水泥生產(chǎn)時(shí)摻的。 這樣生產(chǎn)的水泥總的比表面積增大了，但卻不會(huì)有水泥過細(xì)而使水化熱大的弊病 。 （ 6）關(guān) 于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn) 水泥專家： ★ 通過技術(shù)進(jìn)步促使水泥熟料質(zhì)量提高，水硬性越來越高，就應(yīng)該加以充分利用，也就是將水泥磨得更細(xì)一點(diǎn)，充分發(fā)揮其強(qiáng)度，才對(duì)得起所耗的能源以及排放 CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。否則豈非暴殮天物。 在我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展過程中 ,水泥界前輩黃大能先生一貫堅(jiān)持水泥應(yīng)磨得細(xì)一點(diǎn)以免浪費(fèi)水泥熟料潛在的活性的觀點(diǎn)。 關(guān) 于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn) 混凝土專家： ? 水泥不能磨的太細(xì)，理由是 水泥細(xì)度過細(xì)是造成混凝土體積穩(wěn)定性不好，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因之一 。 大量鋼筋混凝土建筑物的短壽命、多病害才是真正的非暴殮天物。 ? 控制水泥細(xì)度不要太細(xì)也是 避免個(gè)別水泥廠混合材超量摻加的有效措施 。 近幾年來，混凝土的普遍開裂應(yīng)該說與水泥顆粒越來越細(xì)有直接關(guān)系。還有一個(gè)水泥中的粗顆粒問題，水泥界許多專家認(rèn)為， 水泥中 45μm 的熟料顆粒對(duì) 28d強(qiáng)度基本沒有作用，所以這種顆?？捎锌蔁o或可以盡量降低；而混凝土界許多專家研究后認(rèn)為： 增加水泥中未水化的熟料顆?？梢源蟠鬁p少混凝土的收縮。 而現(xiàn)在水泥細(xì)度的增加， 使水泥中的粗顆粒大大減少。混凝土的收縮量的增大，產(chǎn)生裂縫的可能性變大。 （ 7）水泥過細(xì)對(duì)現(xiàn)代混凝土的劣化原因 ? 水泥顆粒粒徑越細(xì)，早期的水化越快，水化熱釋放得早，單位時(shí)間內(nèi)的水化熱越高，而水化越快消耗混凝土內(nèi)部的水分就越快，這樣就可引起混凝土的自干燥收縮，使混凝土容易產(chǎn)生裂縫。而且由于水泥粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積未水化的顆粒，從而影響到混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、抗侵蝕性等。 水泥細(xì)度對(duì)水工混凝土的性能影響 ? 當(dāng)前水工混凝土耐久性的根本問題是漏水。所謂 “ 十壩十漏 ” 。 50年前沒有這種現(xiàn)象，主要原因是那時(shí)的水泥粗。 在四川溪洛渡大壩工程，混凝土大壩溫度降不下來，采用埋水管、加冰等措施，混凝土溫度都降不下來，后來，實(shí)驗(yàn)用天山水泥，細(xì)度分別為 400、 370 、 3 300、 280、250 m2/kg，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用較粗的水泥，溫度降低下來。建議采用 280 m2/kg的細(xì)度。 高鐵混凝土限制水泥細(xì)度 ? 高速鐵路高性能混凝土開始對(duì)水泥細(xì)度進(jìn)行限制 ，要求 ≤ 350m2/kg。 水泥主要礦物水化熱發(fā)展 0400800120016000 50 100 150 200 250 300 350 400齡期（天）發(fā)熱量（J/g）C3S C2SC3A C4AF3 3 2 4 哪些因素影響水泥的抗裂性 ? 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局對(duì) 199種水泥進(jìn)行了 18年以上的調(diào)研，大量的發(fā)現(xiàn)是堿和細(xì)度、 C3A和C4AF的因素一起極大地影響水泥的抗裂性。即使水泥有相同水化率（強(qiáng)度）和相同的自由收縮， 顯然低堿水泥有內(nèi)在的抵抗開裂的能力。當(dāng)含堿量低于 %當(dāng)量時(shí)，水泥的抗裂性明顯增加。 熟料礦物的收縮率 礦物 收縮率（ %） C3A C2S C3S C4AF 177。 177。 177。 177。 堿和 C4AF對(duì)收縮的影響 石膏摻量的影響 （ 1） C3A含量和 SO3的匹配 – 一般水泥中石膏的優(yōu)化條件： W/C=, 現(xiàn)代混凝土使用高效減水劑 , W/C＜ ， SO3不足； – 混凝土中摻入礦物摻和料， SO3被稀釋。 （ 2）石膏的種類 生石膏和硬石膏溶解速率對(duì)比 021 100 10000浸水振蕩時(shí)間（分鐘）溶出量（以CaSO4計(jì)g/L）二水石膏無水石膏（ 3）石膏對(duì)坍落度損失的影響 （ 4）石膏摻量對(duì)體積變化的影響 （ 5）石膏對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響 對(duì)砂漿抗折強(qiáng)度的影響 （ 6）石膏摻量對(duì)摻減水劑的漿體需水量的影響 水泥的三高問題 ? “ 高細(xì)度、高 C3S含量、高強(qiáng)度等級(jí) ” 所謂的“ 三高 ” 水泥對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的不利影響應(yīng)該說越來越大了。 ? 例如機(jī)場(chǎng)跑道工程， 在 20世紀(jì) 5070年代修建的許多軍事和民用機(jī)場(chǎng)，路面混凝土至今保持完好， 而 20世紀(jì) 80年代后修建的混凝土路面三五年內(nèi)出現(xiàn)破壞的有很多。 水泥的三高問題 ? 美國(guó)從 20世紀(jì) 30年代開始， 把水泥中的 C3S含量由 30%提高到 50%，把細(xì)度由允許大于75ηm 的顆粒含量為 22%，改為基本為零 。70年后的今天，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 1930年前修建的橋梁有 67%保持完好，而 1930年后修建的橋梁只有 27%保持完好。 水泥的三高問題 ? R型水泥除了可以使混凝土早強(qiáng)、早拆模外，對(duì)混凝土的其他性能不會(huì)有明顯好處。相反，由于它 3d強(qiáng)度高，水化熱和收縮集中，可能會(huì)對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生帶來不利的影響。所以，如果工程中對(duì)混凝土早強(qiáng)沒有特別的要求，就最好不要使用它； 水泥的三高問題 ? 比表面積在 400m2/kg以上的高強(qiáng)度等級(jí)水泥，由于其顆粒比較細(xì)，凝結(jié)較快，水化熱集中，對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性有不利影響，更使混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性增加，所以使用時(shí)應(yīng)慎重考慮； 1什么是好水泥？ 人們通常會(huì)認(rèn)為強(qiáng)度高，尤其是 28d強(qiáng)度高的水泥是好水泥，但這種認(rèn)識(shí)是不正確的 。例，美國(guó)墾務(wù)局的 Burrows在 《 混凝土的可見裂縫與不可見裂縫 》 中介紹了1910年 Withy在威斯康辛大學(xué)開始的 50年水泥凈漿、砂漿和混凝土的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃， Withy分別于 19 1923和 1937年 3個(gè)不同時(shí)間成型了 5000多個(gè)試件。 50年的結(jié)果由 Washa和Wendt于 1975年發(fā)表。 1923年的混凝土用普通水泥， Blaine細(xì)度為 231m2/kg。 C3S只有 30%， W/C為 ，28d只有 21MPa， 50年后達(dá)到 52MPa； 1937年制作混凝土，用當(dāng)時(shí)的快硬水泥， C3S含量 57%，比表面積 380 m2/kg（與現(xiàn)在的普通水泥相當(dāng)，C3S 57～ 58%，比表面積 380～ 400）， 28d強(qiáng)度30 MPa， 10年達(dá)到最高 55MPa， 25年 ,反而下降到 43MPa。 Lemish 和Elwell1996年在對(duì)依阿華州劣化的公路路面鉆芯取樣的一項(xiàng)研究中 ,發(fā)現(xiàn) 10～ 14年強(qiáng)度倒縮而得出結(jié)論：混凝土性能良好和強(qiáng)度增長(zhǎng)慢有關(guān) 。 采用快硬水泥的混凝土 10年后強(qiáng)度倒縮； 1937年按特快硬水泥生產(chǎn)的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似。 水泥現(xiàn)狀對(duì)當(dāng)代混凝土的不適應(yīng)問題還有 不控制含堿量 、 氯離子含量 ， 不檢測(cè)開裂敏感性 、 無法提供在當(dāng)代混凝土中與外加劑的相容性 水泥出廠溫度太高 ， 造成混凝土澆筑溫度過高 ， 溫度應(yīng)力增大 ， 混凝土凝結(jié)時(shí)間不正常 ， 早期開裂問題普遍 三、外加劑對(duì)現(xiàn)代混凝土的影響 ? 以高效減水劑為主的混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是混凝土技術(shù)發(fā)揮的重要里程碑。 ? 減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑的應(yīng)用，對(duì)混凝土技術(shù)進(jìn)步起到了 革命性 作用。 ? 而 革命性 ，通常以局部 破壞性 為代價(jià)。 ? 給混凝土帶來了一些問題： 與水泥的適應(yīng)性問題 以及 對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響問題。 外加劑與水泥的適應(yīng)性問題 ? 主要原因在于水泥 ,前面已經(jīng)講解過水泥的細(xì)度細(xì)、堿含量高、 C3A含量高、 SO3含量低、使用硬石膏、水泥出廠溫度太高都會(huì)導(dǎo)致與外加劑的適應(yīng)性不好。 ? 但對(duì)摻減水劑的混凝土，早期收縮的影響非常顯著。 從裂縫產(chǎn)生的時(shí)間來分析， 1d之內(nèi)的早期收縮增大，可能是混凝土開裂的關(guān)鍵因素。 ? 因此目前的化學(xué)外加劑收縮率比試驗(yàn)方法，并沒有完全反映減水劑對(duì)混凝土收縮的 影響程度。 ? 大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 從初凝至 24h，摻減水劑混凝土的收縮率比要大得多 。 2