水泥细度与碱硫含量对混凝土强度发展的影响

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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。
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