砂石材料對(duì)水泥混凝土耐久性的影響

向國(guó)川

水泥混凝土是一種應(yīng)用比較廣泛地物質(zhì)，耐久性是水泥混凝土的重要指標(biāo)。很多因素都會(huì)影響到這種性能，砂石材料就是其中的典型因素。在水泥混凝土中集料所占成分比較大，因而集料對(duì)水泥混凝土耐久性的影響也較大。本文將結(jié)合影響水泥混凝土的耐久性因素來(lái)重點(diǎn)探討砂石材料對(duì)水泥混凝土耐久性的影響。

隨著施工行業(yè)的快速發(fā)展，水泥混凝土的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。水泥混凝土的耐久性對(duì)工程整體質(zhì)量的影響也越來(lái)越大。在實(shí)際施工過(guò)程中砂石材料是影響水泥混凝土的重要指標(biāo)。加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土耐久性的研究就必須要高度重視砂石材料的作用。

一、水泥混凝土耐久性的影響因素

影響水泥混凝土耐久性的因素有很多，化學(xué)侵蝕、堿集料反應(yīng)以及裂縫是其中最為典型的因素。

（一）化學(xué)侵蝕。水泥混凝土所處環(huán)境非常復(fù)雜，在實(shí)際施工過(guò)程中某些介質(zhì)會(huì)通過(guò)孔隙浸入到混凝土中，從而與水泥水化產(chǎn)物以及孔隙液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終會(huì)使得水泥混凝土遭受病害。通常情況下能夠引起化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)大多是以水位媒介的。最為常見的侵蝕性介質(zhì)是海水、酸類以及硫酸鹽。水泥混凝土一旦遭到化學(xué)侵蝕就會(huì)嚴(yán)重影響到耐久性，為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程人員往往是通過(guò)提升混凝土的抗?jié)B性從而來(lái)最終減少介質(zhì)對(duì)混凝土造成的腐蝕。

（二）堿集料反應(yīng)。在混凝土中的堿集料反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生膨脹物質(zhì)從而引起混凝土產(chǎn)生內(nèi)部自膨脹應(yīng)力，最終會(huì)使得混凝土產(chǎn)生裂縫。由堿集料反應(yīng)帶來(lái)的破壞是很難預(yù)防的，發(fā)生之后也很難阻止。這是影響水泥混凝土耐久性的重要因素。

需要注意的是堿集料反應(yīng)的產(chǎn)生必須要具有三個(gè)條件：一是在配制混凝土過(guò)程中環(huán)境適合堿的滲入；二是要具有一定數(shù)量的堿活性礦物集料；三是要能夠提供反應(yīng)物吸水膨脹所需水分。只有在滿足這三個(gè)條件下才能實(shí)現(xiàn)膨脹。堿集料含量多的時(shí)候發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也就會(huì)越明顯。

（三）裂縫。裂縫是對(duì)混凝土耐久性造成嚴(yán)重影響的最為典型的因素，在混凝土中裂縫是由多種不同原因造成的，構(gòu)造處理不當(dāng)、水泥混凝土干縮、堿集料反應(yīng)、鋼筋銹蝕、荷載作用等因素是影響混凝土裂縫的重要因素。對(duì)于這些因素我們必須引起高度重視。混凝土一旦產(chǎn)生裂縫就會(huì)加速鋼筋的銹蝕，從而最終會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。這是我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中需要高度重視的一點(diǎn)。

二、砂石材料對(duì)混凝土的影響

針對(duì)砂石材料對(duì)混凝土的影響，我們主要是從抗?jié)B性和干縮性這兩個(gè)指標(biāo)入手來(lái)進(jìn)行深入分析?？?jié)B性和干縮性是水泥混凝土的重要指標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土耐久性能的研究就必須要把這兩種指標(biāo)當(dāng)作重要的參考依據(jù)。

（一）抗?jié)B性。通常情況下在混凝土結(jié)構(gòu)中隨著集料參量的增加，接口區(qū)對(duì)混凝土滲透性的影響也會(huì)較大。集料的形狀、級(jí)配以及最大粒徑都會(huì)對(duì)水泥漿體界面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。當(dāng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中集料不好的時(shí)候，界面上就會(huì)存在較多孔隙以及自由水。水分蒸發(fā)之后就會(huì)產(chǎn)生較多孔隙，隨著孔隙的增多，混凝土抗?jié)B性也就會(huì)變得越來(lái)越差。

針對(duì)砂石材料對(duì)混凝土抗?jié)B性的影響的分析，我們將通過(guò)專門試驗(yàn)的方式來(lái)進(jìn)行深入分析。工程人員通過(guò)應(yīng)用不同巖性的粗集料來(lái)深入分析它們對(duì)混凝土抗?jié)B性能造成的影響。通過(guò)專門試驗(yàn)工作人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)水灰比逐漸減小的時(shí)候，水泥混凝土滲水高度也將會(huì)隨之減少。水灰比是0.35和0.39的時(shí)候，水泥混凝土滲水高度則是明顯要大的。對(duì)不同巖性水泥混凝土進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在相同水灰比下石灰?guī)r混凝土滲水高度是最大的，因而石灰?guī)r混凝土抗?jié)B性能也是最差的。在水灰比不斷增大的背景下水泥混凝土滲水高度差值也將會(huì)變得越來(lái)越小。經(jīng)過(guò)分析我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)水灰比很小的時(shí)候粗集料對(duì)水泥混凝土抗?jié)B性沒有影響，而當(dāng)水灰比大于0.35的時(shí)候粗集料巖性就會(huì)對(duì)水泥混凝土抗?jié)B性造成一定影響。粗集料越密實(shí)，抗?jié)B能力也就越好。

（二）干縮性。干縮性是水泥混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要指標(biāo)。加強(qiáng)對(duì)干縮性的分析也是具有重要意義的。在實(shí)際工作過(guò)程中應(yīng)該高度重視干縮性。干縮性與粗集料有密切聯(lián)系。在混凝土中如果保持合理的粗集料含量就能夠有效提升混凝土強(qiáng)度以及體積穩(wěn)定性能。粗集料對(duì)混凝土收縮是具有約束作用的，由于混凝土收縮值要比水泥砂漿小好幾倍，因而在實(shí)際工作過(guò)程中粗集料夜壺i產(chǎn)生拉應(yīng)力。這是一方面，還需要注意到另一方面的影響。當(dāng)裂縫擴(kuò)展到粗集料或者是要通過(guò)粗集料的時(shí)候，正是因?yàn)槠胀ù旨媳容^密實(shí)因而會(huì)使得裂縫難以通過(guò)。裂縫想要繞過(guò)粗集料則需要具備更多的能量，從這個(gè)角度來(lái)分析粗集料對(duì)裂縫的發(fā)展是具有一定的限制阻擋作用的。

而后我們通過(guò)專門試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在相同水灰比條件下三種粗集料混凝土抗壓強(qiáng)度基本上是相同的，也就是說(shuō)在中強(qiáng)度下粗集料強(qiáng)度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度是沒有太大影響的。在此種情況下提升粗集料強(qiáng)度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的作用將會(huì)不大。細(xì)集料采用機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度大于河砂混凝土強(qiáng)度，這主要是因?yàn)闄C(jī)制砂中有一定含量的礦粉，這些礦粉會(huì)加強(qiáng)水化反應(yīng)，從而使得混凝土的強(qiáng)度得到有效提升。

三、嚴(yán)格控制混凝土裂縫

混凝土裂縫會(huì)對(duì)水泥混凝土結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重危害。裂縫的出現(xiàn)能夠降低混凝土密實(shí)性，那些以水為載體的侵蝕性介質(zhì)也將會(huì)趁虛而入圖，從而會(huì)降低混凝土的耐久性。因而要嚴(yán)格控制裂縫。對(duì)于干縮裂縫必須要堅(jiān)持防、放、抗相結(jié)合的原則。要綜合考慮到各方面因素來(lái)進(jìn)行控制。要選擇合適的原材料和外摻料。在實(shí)際工作過(guò)程中優(yōu)化混凝土組份材料、減縮劑減縮、纖維增強(qiáng)、膨脹劑補(bǔ)償是可以采取的措施，此外在施工過(guò)程中還需要注意養(yǎng)護(hù)，要注重混凝土周邊溫度和濕度，要由專人來(lái)負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)。

水泥混凝土是一種應(yīng)用非常廣泛的物質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)這種物質(zhì)耐久性的分析是提升工程質(zhì)量的重要措施，在今后工作過(guò)程中應(yīng)該高度重視這項(xiàng)工作。砂石材料對(duì)混凝土耐久性的影響主要集中在抗?jié)B性和干縮性這兩個(gè)特性上。今后要加強(qiáng)這兩方面的研究。

（作者單位：武漢輕工大學(xué)土建學(xué)院）

寄送地址：武漢市東西湖區(qū)學(xué)府南路68號(hào)武漢輕工大學(xué)常青校區(qū)