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水泥细度对混凝土质量的影响研究

水泥作为水泥混凝土中重的粘结材料,对于水泥混凝土的质量也有较大的影响,水泥细度则是反应水泥质量的重指标,研究起对混凝土性能的影响具有重的意义。本文首先介绍了水泥细度试验的常见试验方法,进而分析了水泥细度对于水泥混凝土各项性能指标的影响,具有一定的参考价值。
关键词水泥细度;混凝土质量;试验方法

0引言
水泥细度即指水泥颗粒的粗细程度,对于水泥来说,水泥的颗粒越细,由于接触面积的增加,其与水分作用的水化反应速度也就越快,但是同时也面临着,颗粒太细,在空气中由于硬化收缩的增长,而导致混凝土容易出现干缩裂缝的现象,而且水泥过细,更容易受潮变质,为水泥的保存带来一定的困难。在工程实际应用中,为了提高水泥的活性,进而改善水泥混凝土的性能,必须对水泥的细度加以控制,将其限定在合理的范围内。因此,研究水泥细度的试验方法及细度不同对混凝土性能的影响具有重的意义。
1水泥混凝土细度试验
水泥细度试验试验方法主有水筛法以及负压筛两种方法,对于硅酸盐水泥,通常用比表面积表征其细度,具体的试验方法如下所示
(1)水筛法。水筛法的主试验仪器设备有水筛以及筛座,水筛为孔径80μm的方孔铜丝筛网,筛框直径为125mm。其他的试验设备主有喷头,电子天平以及烘箱等。水筛法的主试验步骤为首先将水泥过0.9mm的方孔筛,然后称取水泥试样50g左右,记为M,之后利用自来水进行冲洗,带水泥的大部分细粉已经通过之后,将水筛至于筛座上,利用压力喷头继续进行冲洗3分钟左右,压力一般控制在30-70kpa左右,冲洗完成后,将筛余物通过清水冲洗至蒸发皿内,并将多余水分轻轻倒出,之后将蒸发皿至于烘箱中烘干至恒重,称取筛余物的质量,记为m,精确至0.1g,则水泥的筛余百分率F=m/M,之后按照相关规定,对试验结果进行修正即可。
(2)负压筛法。负压筛法所使用的试验设备主有负压筛与负压筛析仪。负压筛同样是采用边长为80μm的方孔铜丝筛网制成,并附有与筛口密封性能良好的负压筛筛盖。负压筛析仪则主是由筛座、负压源以及收尘器等部件组成。负压筛法的主试验步骤为首先,检查负压筛析仪系统,并将其压力调整到4-6kPa的范围内,试验设备准备完成后,将水泥过0.9mm的方孔筛,然后称取水泥试样25g左右,质量记录为N,然后将试样置于负压筛中,利用筛盖密封好后置于筛座上。启动负压筛,并连续筛析2分钟以上,在筛析过程中,如果水泥试样粘附于筛盖之上,可轻轻敲打将水泥试样敲落,避免其粘附。筛析完成后,将负压筛取下,利用电子天平称取筛余物的质量n,称量结果需精确至0.1g,则筛余百分率F=n/N,通常情况下,负压筛的试验结果最为精准。
(3)硅酸盐水泥比表面积测定。对于硅酸盐水泥的细度,则采用水泥比表面积法测定,其测试原理是通过空气在穿透一定的空隙率以及固定厚度的压实粉层时遇到的阻力不同,进而对比表面积进行测定,并通过对已知比表面积的粉料对试验设备进行修正。硅酸盐水泥比表面积测定所需用到的主试验设备有电动透气比表面仪,分析天平等。其试验步骤主为首先,对试验设备进行校正,通过已知密度一级比表面积等具体参数的标准粉对试验设备校正,通过水银排代法对粉料层的体积进行测量,同时也需对设备须进行必的漏气检查。之后按照所测试样的密度一级试料层体积等参数计算试样量,之后制备粉料层,首先将水泥试样烘干备用,试验时城区一定的质量进行透气试验,打开电动透气比表面仪的抽气泵,待比表面仪压力达到规范的程度后,立即关闭旋塞以及气泵,此时记录好设备压力计中指示液面由指定高度下降一定距离时的时间,并将试验温度记录下来,如果进行比表面积测试时,试验的温差不超过3℃,而且水泥试样与标准粉具空隙率基本相同的情况下,水泥比表面积测试结果S按照下述公式计算,注意实验结果的精确度为10cm2/g,
其中P、PS分别为水泥以及标准粉的密度值,g/cm3;T与TS分别为水泥试样与标准粉在透气试验中测得的时间,s;SS则是已知的标准粉的比表面积,cm2/g。
2水泥细度对混凝土性能的影响
(1)水泥细度对混凝土抗压强度影响。根据大量实验研究结果表明,水泥细度对混凝土的抗压强度有一定程度的影响。对于水泥混凝土试件,在相同的养护期内,随着水泥细度的提高,混凝土的抗压强度也逐步地提高,到达一定程度后趋于稳定。水泥的细度越高,水泥混凝土早期强度形成也就越快,但是后期强度逐步趋于稳定,水泥的细度越低,早期混凝土的强度形成相对较慢,后期抗压强度的提升速度较快。
(2)水泥细度对混凝土质量损失的影响。相关研究资料表明,水泥细度的不同,混凝土的质量损失也会发生变化。在干湿循环的最初阶段,细度不同的水泥均出现随着干湿循环次数的增加,质量不断减少的现象,在干湿循环达到一定次数后,水泥混凝土由于吸水的原因的质量开始增加。
(3)水泥细度对于混凝土工作性的影响。对同一试样不同细度进行混凝土坍落度试验研究结果表明,随着细度的提高,混凝土的坍落度逐步减小,施工和易性也得到增加。
(4)水泥细度对于水泥混凝土氯离子扩散的影响。通过对不同细度的水泥进行水泥混凝土氯离子扩散系数加以研究分析,发现水泥细度不同对于氯离子的扩散系数没有任何的影响,因此对于氯离子的扩散没有直接的影响。
(5)水泥细度对于水泥混凝土相对动弹性模量的影响。对于水泥混凝土动弹性模量的影响,相关研究表明在干湿循环的最初阶段,细度不同的水泥均出现随着干湿循环次数的增加,相对动弹性模量随之增加的现象,这主是由于在试验阶段的初期,水泥尚未水化完全,混凝土的大量空隙中存在着一定量的水分,使得混凝土相对密室。在干湿循环达到一定次数后,水泥混凝土的相对东弹性模量开始降低,而且,水泥细度越大,其对水泥混凝土相对动弹性模量的损伤也就越大。
通过上述可以发现,水泥的细度对于水泥混凝土的性能有一定的影响,这主是由于细度不同而造成的水泥活化条件的不同所导致的。因此,对于水泥质量中细度的求,为了更好地提高水泥在混凝土中的凝胶性能,进而增强起早期强度,需适当的提高水泥的细度。我国国家标准规范规定水泥细度对于硅酸盐水泥,其比表面积超过300m2/kg,对于普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥以及粉煤灰水泥80微米方孔筛筛余的10%的控制范围。但是,同时需注意的是水泥细度过细,则会导致水泥微粒的比表面积同时过大,导致水泥混凝土生产过程中的用水量增加,硬化水泥浆体则会水分过多导致孔隙率增加反而造成混凝土强度的降低。此外,水泥的细度过低,也会对水泥的其他性能产生较为不利的影响,诸如存储时间内水泥的活性降低速度加快,水泥混凝土的收缩性能增大,抗冻性能降低,而且造成生产过程中水泥产量下降,生产成本的增加,因此,水泥的细度必须根据试验以及工程经验,控制在一个相对合理的范围内。

参考文献
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