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水泥碱含量对混凝土工程的影响

悬赏分0 问题时间:Jun 8, 2017,[ 共0条回复]
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水泥碱含量对混凝土工程的影响

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本文主要阐述水泥碱含量对水泥、混凝土的不利影响,分析其产生的原因。提出了防范措施,以便控制好水泥碱含量。特别重点工程要求必须采用低碱水泥,保证混凝土的顺利浇筑及工程质量。

1 工程现状
混凝土施工中当浇筑地距离拌合站较远时,易出现混凝土坍落度损失太大,严重偏干难以浇筑的现象。经分析主要是水泥与减水剂相容性较差,而水泥过高的含碱量是导致水泥与减水剂相容性差的主要原因之一,会导致水泥混凝土缓凝失效,混凝土坍落度损失严重,和易性变差,严重影响混凝土浇筑施工。
另外我国发现一些混凝土结构(桥梁、路面等)由于碱集料反应导致产生了严重的开裂破坏事故。混凝土中碱性物质和集料中活性物质SiO2发生碱集料反应,严重时会导致混凝土不均匀膨胀破坏。而我国水泥生产技术相对较落后,由于原料限制,东北、华北和西北等地区水泥含碱量相对较高。自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量(即Na2O+0.658K2O)为预防发生碱骨料反应的安全界限,已为多数国家所接受,我国已经将此安全界限列入国家标准或规范。

2 水泥碱含量对混凝土工程结构的影响
2.1 碱含量对水泥质量的影响
水泥碱含量指水泥中碱物质的含量,用Na2O、K2O合计当量表达,即碱量=Na2O+0.658K2O。水泥碱含量较高时,水泥水化时产生的NaOH、KOH过多的消耗水泥中的石膏成分,破坏了水泥的缓凝机理,加快凝结硬化过程,需水量增加。因此,水泥碱含量较高对水泥水化作用不利。
2.2 水泥碱含量对减水剂和混凝土性能的影响
为了更好研究水泥碱含量对混凝土性能的影响,这里进行了对比试验。

表1 碱含量对减水剂性能的影响
由表1可以看出:水泥碱含量越高,减水剂的减水率也小,水泥碱含量>0.6%,减水剂减水率明显变小。
试验表明,水泥碱含量较高严重影响水泥与减水剂的相容性能和适应性能。对于同种减水剂,水泥碱含量越高,混凝土所需用水量必然越大,混凝土试件强度越低;水泥碱含量>0.6%,混凝土还可能出现离散、泌水等现象。要保证水泥与减水剂的相容性良好,必然会加大对减水剂的调控难度,增加减水剂用量。
表2 水泥碱含量对混凝土的影响
由表2可以看出:水泥碱含量高时,减水剂用量增大,混凝土拌合物坍落度损失越明显。
试验表明,水泥碱含量较高时,混凝土拌合物性能差,坍落度损失较快,严重影响混凝土(尤其是泵送混凝土)浇筑,对现场施工不利。且要保证初始坍落度,必然会提高减水剂用量或者用水量,导致混凝土成本增加,混凝土因加水强度不够等问题,对工程管理和混凝土工程质量不利。
2.3 水泥碱含量对混凝土耐久性能的影响
碱骨料反应指混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应,其反应生成物体积增大,从而导致混凝土结构发生破坏。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生,其结果造成混凝土耐久性下降,严重时还会使混凝土丧失使用价值,且由于反应是发生在整个混凝土中,这种反应造成的破坏既难以预防,又难于修救,被称为混凝土的癌症。因此,水泥碱含量较高易与活性骨料发生碱骨料反应,致使混凝土龟裂,结构破坏,影响混凝土耐久性。因此,控制好水泥碱含量可以抑制碱骨料反应,确保混凝土结构后的期质量,挺高混凝土耐久性能。
2.4 加强对水泥碱含量的控制
针对水泥碱含量对混凝土工程的不利影响,确保砼拌合物性能良好,以此保证混凝土工程质量。首先,必须选择合理的水泥、减水剂,采用低碱水泥。其次,加强试验检测,严格控制水泥碱含量。主要检测方法:水泥化学成分分析,碱含量小于0.6%;相容试验,扩展度控制:出机350±20mm,1h大于300mm;水泥需水量试验,一般控制在24%-28%范围;以及骨料碱活性试验。另外,可以掺加抑制坍损的外加剂,如:石膏、聚磷酸盐、酒石酸柠檬酸类外加剂等。

3 结语
通过以上对比试验分析,水泥的碱含量过高对混凝土工程的影响主要体现在以下几个方面:
(1)水泥碱含量较高,破坏了水泥的缓凝机理,需水量增加,对水化作用不利;
(2)水泥碱含量较高,影响水泥与减水剂的相容性、适应性能。增加混凝土用水量,导致坍落度损失快,严重影响混凝土(尤其泵送混凝土)拌合性能,对现场施工不利;
(3)水泥碱含量较高,容易与活性骨料发生碱骨料反应,对混凝土耐久性不利。
针对目前混凝土工程的问题,需选择合理的水泥厂家,加强对水泥碱含量的控制,混凝土主体工程必须采用低碱水泥。以此保证混凝土的顺利浇筑及工程质量。
回答时间:Jun 8, 2017  回答者:

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