水泥的品质和混凝土质量的关系39264VIP专享VIP免费

水泥的品质和混凝土质量的关系作者:廉慧珍，梁文泉单位:清华大学土木水利学院，北京100084；.武汉大学水力电力学院,湖北武汉430072[2003-4-11]关键字:水泥品质-抗裂性-含碱量摘要:在传统上，混凝土是按强度进行设计，对混凝土的质量的最终标准主要是强度。因此混凝土生产者对水泥品质的要求也是强调强度；强度越高的水泥被认为质量也越高。如此的发展，造成近年来混凝土结构出现裂缝尤其是早期开裂的现象日益普遍。其原因很复杂。单从水泥来说，比表面积、矿物组成中C3A、C3S、碱含量的增加，热水泥的出厂，都增加了开裂的敏感性，降低了流变性能，是原材料中影响混凝土质量主要原因。应当把抗裂性作为水泥品质的重要要求，并限制出厂水泥的温度。1前言水泥和混凝土的关系，可以比作食物和人的关系。食物被人消耗之后，应当变为组成人身体的各种必需的组分，不论近期还是长期都不应有什么有害的影响。并不是所有的人都清楚地知道自己应当对食物有什么要求。如果没有科学指导，那么双方都可能产生盲目性。水泥的强度，尤其是早期强度越来越高，虽然也是生产技术进步的一种表现，但也是一种盲目性追求市场的结果——即混凝土强度不断提高的要求。在传统上，由于人们对工程质量的所注重的就是强度，自然对水泥的要求也主要注重强度。尽管由于混凝土的耐久性问题开始显现，人们开始重视混凝土结构物的耐久性，但在实践中仍然把强度作为混凝土质量要求和验收的标准。尤其近两年来，混凝土施工中高效减水剂与水泥相容性不好的问题发生得比过去更多，地下连续墙和楼板甚至大梁开裂问题频频发生。其原因很复杂，涉及多方面，包括开发商、业主、建筑设计和结构设计、材料、管理。这些问题将另议。现但就材料本身来说，混凝土的质量不只是配合比的问题。配合比是与原材料性质相匹配的，质量差的原材料也很难作出高质量的配合比。因此有必要也从原材料找找原因。暂不论骨料的品质，在原材料中，影响混凝土抗裂性的主要因素则是水泥。购进水泥时只检验强度（当然有时还可能复验一下凝结时间）是不能判断水泥对混凝土抗裂性影响的。如图1所示为两个不同厂家生产的相同品种水泥，B厂水泥的混凝土在约束条件下由于自收缩而产生较大的拉应力，使其对开裂敏感；A厂的水泥则应稍有膨胀而由较小的约束应力，抗裂性较好〖1〗。因此水泥的研究者和生产者应当除了关心按现行水泥标准规定的水泥性质外，更加关心水泥在混凝土中的行为，即对混凝土抗裂性能的影响。图1这种现象主要是随着水泥强度不断提高后才发生的。不同水泥厂家采用了不同的方法满足强度（尤其是早期强度）的要求，例如提高比表面积，增加C3S、C3A的含量等，我国有的水泥厂甚至还采用一些什么“增强剂”之类的措施（注意正像一些食品添加剂，短期无害，长期不一定安全）。由于建筑业的需求，现代水泥的组成和细度发生了很大变化〖2〗。美国从1920年到1999年，70年中水泥和混凝土主要参数的变化的趋势是水泥中C3S含量从35％增加到50～60％，比表面积从220cm2/kg增加到340～600m2/kg，混凝土的水灰比从0.56～0.8增加到0.26～0.56〖2〗。水泥的7d抗压强度增长了几乎2.5倍〖3〗。近年来国外许多专家根据实际调查研究，对这种趋势提出了批评，指出当前混凝土结构不断增多的过早劣化现象主要原因是与此趋势有关。“20世纪混凝土业为满足越来越高的强度要求，不可避免地违背了材料科学的基本规律，即开裂与耐久性之间存在的密切关系。为了实现建设可持续发展的混凝土结构这个目标，有必要更新一些观念和建设实践。”〖3〗我国水泥标准的修订的方针是“与国际接轨”，因此也是在按此趋势发展。回顾这段发展，分析其与混凝土结构耐久性的关系，会有助于我们更新观念，从关心强度转变到耐久性。从耐久性的角度评价水泥和混凝土的质量。2我国水泥品质变化的简单回顾对水泥标准的修订能反映出水泥品质的变化(不说“质量”而说“品质”是为了避免对当前产品水泥质量的褒贬)。修订水泥标准的人的出发点当然是通过修订标准提高水泥的质量，但是由于缺乏和水泥的服务对象──混凝土结构工程的联系，以至于忽视了水泥的品质对提高混凝土质量(不能只看到强度...