【導(dǎo)讀】規(guī)定細(xì)度上限，因此越磨越細(xì)。過高的細(xì)度已經(jīng)開始對混凝土的各方面性能產(chǎn)生?；谶@個(gè)原因，針對用于橋梁工程的混凝土，作了細(xì)度對混凝土早期力學(xué)。性能影響的實(shí)驗(yàn)研究。測定了不同細(xì)度水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，凝結(jié)時(shí)間，膠砂擴(kuò)展度。㎡/kg時(shí)抗拉強(qiáng)度出現(xiàn)下降。度有較大提高，同時(shí)可以降低混凝土強(qiáng)度對水泥細(xì)度變化的敏感性。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量約為26%；凝結(jié)時(shí)間隨細(xì)度增大而縮短，幅度不大；

　　

【正文】 到 400， 7d 劈拉強(qiáng)度幾 乎沒有增長 。 這表明細(xì)度較大時(shí)增加細(xì)度對劈拉強(qiáng)度的增長影響甚微。 這兩組 混凝土的 28d 劈拉強(qiáng)度隨細(xì)度的變化曲線有一個(gè)共同特點(diǎn)：二者都在比表面積 400 的水泥處有明顯的下降趨勢。這與前文所述膠砂試件 8d 抗折強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果有著很大的相似性，因此猜想導(dǎo)致這一結(jié)果的原因應(yīng)該也是相同的，即水重 慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 水泥細(xì)度對力學(xué)性能的影響 24 泥比表面積過大致使水化熱過大，內(nèi)部微裂縫發(fā)展迅速，導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度降低。 此外，另一個(gè)可能的原因是：水化過快， Ca(OH)2大量生成，并迅速在水泥石和集料的界面上富集、結(jié)晶。大量的 Ca(OH)2 晶體使得界面上的粘結(jié)被削弱，從而導(dǎo)致了抗 拉強(qiáng)度的明顯降低。而比表面積 350 的 A3 水泥則由于水化速率適當(dāng)而減小了這種界面效應(yīng)，因此在 A3 水泥對應(yīng)的地方，混凝土 28d 劈拉強(qiáng)度 出現(xiàn) 了一個(gè)峰值。 減水劑和礦渣摻量對水泥細(xì)度和混凝土早期力學(xué)性能相關(guān) 規(guī)律的影響 現(xiàn)如今橋梁工程普遍采用高性能混凝土，外加劑和各種礦物摻合料在工程界廣泛使用。水泥細(xì)度的變化 可能會(huì)在水泥和各種外加劑和摻合料之間產(chǎn)生相容性問題。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究減水劑和礦物摻合料對水泥細(xì)度與混凝土強(qiáng)度之間相關(guān)規(guī)律的影響。 實(shí)驗(yàn)共分四組，研究四種情況下的細(xì)度 強(qiáng)度關(guān)系，分別是基準(zhǔn)組、摻減水 劑組、摻減水劑和 25%礦渣組以及摻減水劑和 35%礦渣組。 試驗(yàn)用配合比見表 ： 摻減水劑，摻不同摻量礦渣和基準(zhǔn)組混凝土的配合比 表 水泥 砂 大石子 小石子 水 減水劑 礦渣 基準(zhǔn)組 摻減水劑 摻 25%礦渣 摻 35%礦渣 500 500 375 325 722 722 722 722 700 700 700 700 350 350 350 350 126 126 126 0 0 0 125 175 基準(zhǔn)組，摻減水劑，摻 25%和 35%礦渣混凝土的強(qiáng)度與 細(xì)度的關(guān)系見 圖 。需要指出的是，圖中比表面積 350 ㎡ /kg 的水泥與其他水泥不是一次磨制的，因此強(qiáng)度數(shù)據(jù)有較大出入。但是整體的規(guī)律比較明顯，即抗壓強(qiáng)度隨著細(xì)度的增大而增大，變化幅度隨著細(xì)度的增大而趨于不顯著。 重 慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 水泥細(xì)度對力學(xué)性能的影響 25 圖 基準(zhǔn)組、摻減水劑、摻 25%和 35%礦渣的混凝土 7d 強(qiáng)度與水泥細(xì)度的關(guān)系 圖 基準(zhǔn)組、摻減水劑、摻 25%和 35%礦渣的混凝土 28d 強(qiáng)度與水泥細(xì)度的關(guān)系 為了消除比表面積 350 ㎡ /kg 的水泥對測定結(jié)果規(guī)律性的影響 ，去除該組數(shù)據(jù)重新繪制折線圖，如圖 、 所示： 重 慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 水泥細(xì)度對力學(xué)性能的影響 26 圖 基準(zhǔn)組、摻減水劑、摻 15%、 25%、 35%礦渣混凝土 7d 強(qiáng)度與細(xì)度的關(guān)系 圖 基準(zhǔn)組、摻減水劑、摻 15%、 25%、 35%礦渣混凝土 28d 強(qiáng)度與細(xì)度的關(guān)系 可以看出： (1)各組混凝土的抗壓強(qiáng)度都隨著細(xì)度的增加而增加 ； (2)減水劑對比表面積 250 ㎡ /kg 的粗水泥的強(qiáng)度提高效果遠(yuǎn)不如比表面積 400㎡ /kg 的細(xì)水泥； (3)小摻量的礦渣對細(xì)水泥的強(qiáng)度提高非常明顯，而對 粗水泥則強(qiáng)度提高很小甚重 慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 水泥細(xì)度對力學(xué)性能的影響 27 至出現(xiàn)了降低現(xiàn)象；而較大的礦渣摻量對粗水泥的強(qiáng)度有可觀的提高作用，但對細(xì)水泥的強(qiáng)度提高卻比不上較小的礦渣摻量。 根據(jù)范凌燕 [15]等人的研究結(jié)果，磨細(xì)礦渣的摻入能促使細(xì)水泥的化學(xué)結(jié)合水量增加，其增加效果要優(yōu)于粗水泥 ， 強(qiáng)度測試也有類似的結(jié)論。因此 推測 本次試驗(yàn)中，由于適量的磨細(xì)礦渣的摻入，使得使得細(xì)度的增加對混凝土早期強(qiáng)度的提高效果更為顯著。原因是磨細(xì)礦渣具有較高的細(xì)度，其硅氧四面體的聚合度又較低，其中的活性組分 SiO2 和 Al2O3 在水泥水化產(chǎn)物 Ca(OH)2 的作用下產(chǎn)生二次水化，生成的 水化產(chǎn)物有利于提高硬化漿體的強(qiáng)度。 而細(xì)度較大的水泥水化快， Ca(OH)2的生成速率就快，初期生成的 Ca(OH)2量也大，因此能夠有更多的磨細(xì)礦渣參與到二次水化中，從而提高水化物的產(chǎn)量，提高硬化漿體的強(qiáng)度。因此磨細(xì)礦渣對細(xì)水泥的早期強(qiáng)度提高作用要比粗水泥明顯。 (4)摻礦渣的粗水泥對應(yīng)的 28d 強(qiáng)度已經(jīng)與細(xì)水泥持平，甚至有超過細(xì)水泥的趨勢。 礦渣的摻入在總體上導(dǎo)致了 28d 抗壓強(qiáng)度對細(xì)度變化不敏感。原因可能是礦渣顆粒二次水化，生成的微細(xì)水化物填充了水泥水化物顆粒之間較粗大的孔隙，使得粗水泥的水化產(chǎn)物也變得比較 密實(shí)，強(qiáng)度從而提高。而細(xì)水泥的 28d 微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)較為密實(shí)，因此二次水化對細(xì)水泥的 28d 強(qiáng)度提高有限。從而導(dǎo)致了摻礦渣的水泥四種細(xì)度 28d 強(qiáng)度十分接近。 結(jié)論 (1)砂漿和混凝土的抗拉和抗壓強(qiáng)度都隨水泥細(xì)度的增大呈現(xiàn)增大的趨勢 ；抗壓強(qiáng)度的變化范圍較大，抗拉強(qiáng)度的變化范圍很??； (2)對砂漿而言，水泥較粗時(shí)，增大細(xì)度對強(qiáng)度的影響很顯著，水泥較細(xì)時(shí)，增大細(xì)度對強(qiáng)度的作用不顯著。對混凝土，水泥比表面積從 350 ㎡ /kg 變化到 400 ㎡/kg， 28d 強(qiáng)度并沒有減緩增大或出現(xiàn)下降趨勢； (3)水泥細(xì)度過大 （比表 面積 400 ㎡ /kg） 時(shí)， 混凝土 對應(yīng)的 28d 抗拉強(qiáng)度 較細(xì)度小的水泥 下降； 粉磨時(shí)間 50min 時(shí)，砂漿對應(yīng)的 8d 和 12d 強(qiáng)度也出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，可能是由于細(xì)度過大，水化過快內(nèi)部微裂縫的開展引起的，這一現(xiàn)象表明細(xì)度過大對抗拉強(qiáng)度有較大的不利影響； (4)比表面積 400 ㎡ /kg 的水泥對應(yīng)的混凝土 56d 抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)了明顯倒縮。作者認(rèn)為這應(yīng)該不同于工程上的細(xì)水泥中長期強(qiáng)度倒縮，推測是由于養(yǎng)護(hù)條件不穩(wěn)定引起的，也可能是水泥安定性不良造成的。 (5)加入聚羧酸系高效減水劑能顯著降低用水量，提高強(qiáng)度。而且減水劑的加入對細(xì)水泥 拌制的混凝土的強(qiáng)度提高效果比粗水泥明顯。 重 慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 水泥細(xì)度對力學(xué)性能的影響 28 (6) 加入適當(dāng)摻量的磨細(xì)礦渣對強(qiáng)度有較好的提高作用。當(dāng)?shù)V渣摻量較小時(shí)，對粗水泥的強(qiáng)度提高作用不明顯，而對細(xì)水泥的強(qiáng)度有明顯的助長作用。礦渣摻量增大到 35%時(shí)，細(xì)水泥的強(qiáng)度有了明顯的增加，然而粗水泥的強(qiáng)度卻與摻量 25%時(shí)沒有差別，即沒有隨礦渣摻量繼續(xù)增長。 (7) 增加礦渣摻量能降低 28d 抗壓強(qiáng)度對細(xì)度的敏感性，顯著提高粗水泥拌制的混凝土 28d 強(qiáng)度，但對早期強(qiáng)度效果不是很顯著。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論和展望 27 5． 結(jié)論和展望 根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從 早期 強(qiáng)度方面考慮， 認(rèn)為 比表面積 400 ㎡ /kg 左右的細(xì)水泥 適合用于預(yù)應(yīng)力連續(xù)橋梁工程的箱梁澆筑 。 以下是這種水泥的幾個(gè)特點(diǎn)： (1)強(qiáng)度高，能滿足工程進(jìn)度對早期強(qiáng)度的要求。尤其是預(yù)應(yīng)力箱梁施工。后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉對混凝土早期強(qiáng)度有較嚴(yán)格的要求，而供箱梁施工和養(yǎng)護(hù)的臺(tái)座和模板數(shù)量有限。增加混凝土早期強(qiáng)度有利于臺(tái)座和模板的周轉(zhuǎn)，能加快施工進(jìn)度； (2)達(dá)到同樣的 28d 強(qiáng)度所需水泥用量比普通水泥少； (3)能充分發(fā)揮減水劑礦物摻合料的潛力。 (4)需水量較大，可以通過增加高效減水劑的摻量來調(diào)節(jié)工作性。由于箱梁的澆筑對混凝土坍落度的要求并不高，因 此這一要求很容易滿足。 (5)水化熱大，早期收縮和裂縫開展的可能性較大。實(shí)驗(yàn)證明這種可能性并沒有明顯地影響到混凝土的 28d 和 56d 抗壓強(qiáng)度。如果說收縮和裂縫的開展明顯地影響到了結(jié)構(gòu)的耐久性，可以通過摻入膨脹劑或者減縮劑來抑制或減小收縮和裂縫，本文沒有就這方面內(nèi)容進(jìn)行研究。此外，連續(xù)剛構(gòu)橋梁的高墩具有柔性，可以通過支座位移來協(xié)調(diào)由于混凝土收縮產(chǎn)生的位移，以減少在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的應(yīng)力和裂縫。 (6)細(xì)水泥的凝結(jié)時(shí)間相比于普通水泥稍短，但變化不是很大，如果這一點(diǎn)影響到施工，可以通過增加緩凝組分的用量來改善。 (7)抗拉強(qiáng)度低于普通水泥。這一點(diǎn)暫時(shí)沒有好的解決方法，但由于該水泥是用于預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)的箱梁的，箱梁為后張法預(yù)應(yīng)力施工，整個(gè)箱梁的混凝土在使用期間不會(huì)受拉，因此由于抗拉強(qiáng)度不足出現(xiàn)裂縫的可能性不大，不至于影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 廉慧珍 ． 水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂后對混凝土質(zhì)量的影響 [J]． 建筑技術(shù)， 2020， 33（ 1）： 817． [2] 龔英 ． 水泥細(xì)度對碾壓混凝土抗裂性的影響 [D]． 南京： 南京水利科學(xué)研究院， 2020： 56． [3]胡如進(jìn)，從混凝土角度談水泥生產(chǎn) [M]． 北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020： 2026． [4] 石小芳，徐俊鵬，唐名德，黃搶勝 ． 影響水泥凈漿流動(dòng)度的因素 [J]． 水泥， 2020， (9)． [5]第七屆國際水泥化學(xué)會(huì)議論文選集 [M]． 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1985： 477491． [6] 汪瀾 .水泥混凝土組成、性能、應(yīng)用 [M]． 北京：中國建材工業(yè)出版社， 2020： 313322． [7] 陳云波，徐培濤，韓仲琦，馬振爽 ． 粉磨方法和粉磨細(xì)度對水泥強(qiáng)度的影響 [J]． 硅酸鹽學(xué)報(bào)， 2020,30（增刊）， 5358． [8] ,， ， etc． Cement Investigations for Boulder Dam With the Results Up to the Age of One Year,Journal of the American Concrete Institute[J]． MayJune， 1934：485497． 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