一、前言
當(dāng)今，混凝土已成為最廣泛使用的建筑結(jié)構(gòu)材料。以往工程中都比較重視混凝土的強(qiáng)度而容易忽視混凝土的耐久性。但試驗(yàn)和應(yīng)用都標(biāo)明，混凝土和鋼筋混凝土在使用過程中，受到土壤、水和空氣中有害介質(zhì)的侵蝕或混凝土本身組成材料有害成分的化學(xué)及物理作用，會(huì)產(chǎn)生開裂、溶蝕、剝落、膨脹、松軟及強(qiáng)度等級(jí)下降等現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞或倒塌。隨著我國(guó)商品混凝土和高強(qiáng)混凝土的推廣應(yīng)用，混凝土的耐久性和安全性已受到越來越廣泛的關(guān)注。
提高混凝土的耐久性對(duì)于當(dāng)前實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，更好地利用資源、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，都具有十分重要的意義。本文著重從原料的生產(chǎn)和使用層面上分析影響混凝土耐久性的因素及原因，有助于我們更新觀念，從耐久性的角度評(píng)價(jià)水泥和混凝土的質(zhì)量。
二、水泥的生產(chǎn)和使用
在影響混凝土耐久性問題上，其原因涉及多方面，其中裂紋是導(dǎo)致混凝土耐久性降低的一個(gè)關(guān)鍵因素。就材料本身來說，影響混凝土抗裂性的主要因素則是水泥。
1、水泥在生產(chǎn)中存在的問題和原因
過多追求水泥強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度
綜合多種因素分析，混凝土的開裂有著相當(dāng)復(fù)雜的多方面的原因。但在對(duì)其中一個(gè)主因的認(rèn)知上大家的看法是比較接近的，即：為滿足現(xiàn)代高速施工所采用的高早強(qiáng)水泥及其混凝土拌合物是使混凝土結(jié)構(gòu)早期開裂的一個(gè)重要的原因。
在水泥的質(zhì)量要求中，水泥的強(qiáng)度是很重要的指標(biāo)。對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)的修改也主要在于強(qiáng)度的檢測(cè)上。隨著三次標(biāo)準(zhǔn)的修改，對(duì)水泥的強(qiáng)度要求越來越高。同時(shí)，隨著混凝土建筑業(yè)越來越受高速建設(shè)的經(jīng)濟(jì)利益所驅(qū)動(dòng)，使得水泥企業(yè)越來越重視生產(chǎn)早強(qiáng)水泥來滿足現(xiàn)代建筑工業(yè)的要求，其方式主要是通過改變水泥的礦物組成和提高水泥的細(xì)度。如增加C3S、C3A 的含量，將水泥磨至3500cm2/g 以上等措施。水泥熟料中四種主要礦物的水化熱和收縮率見表1、表2。
由表1 和表2 可見，C3A 的水化熱和收縮率均高于其他礦物。其次為C3S ，其水化熱在反應(yīng)初期也是C2S 的數(shù)倍。因此，在水泥生產(chǎn)中提高C3A 和C3S的含量，對(duì)于水泥水化早期是很容易因溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開裂。這樣就自然使得混凝土的耐久性下降。
提高水泥的細(xì)度，雖能提高水泥的早期強(qiáng)度，但對(duì)混凝土的耐久性也是不利的。圖1是水泥細(xì)度與混凝土抗凍性的關(guān)系，如圖所示，當(dāng)水泥的細(xì)度從2500cm2/g 變化到4800cm2/g時(shí)，抗凍循環(huán)次數(shù)從420次變化到不足100 次。
在目前的施工過程中，施工單位為了加快施工的進(jìn)度，往往希望水泥生產(chǎn)企業(yè)提供早強(qiáng)水泥。在這種背景下，水泥生產(chǎn)企業(yè)包括新型干法水泥廠也為了適應(yīng)這個(gè)要求而生產(chǎn)出比表面積高的早強(qiáng)水泥。這種做法對(duì)混凝土的耐久性方面是相當(dāng)不利的。