浅谈水泥中影响管桩混凝土品质的几个因素

1浅谈水泥中影响管桩混凝土品质的几个因素摘要：水泥是混凝土的重要原材料，而混凝土在管桩中占有的份量最大，约占整根桩总质量的95%以上。影响混凝土的质量是多方面的，而本文着重谈谈水泥中的几个重要因素对混凝土及管桩的品质影响，诸如混凝土的和易性、离心效果、内壁纵裂等。关键字：管桩、水泥品质、混凝土一、前言我国的水泥标准从1979年以来进行了四次修订，最近的一次是2008年开始实施。每次修订的基本出发点都是“与国际接轨”，促进我国水泥生产工艺的改进和产品质量的提高。近两次修订水泥标准的结果是提高了水泥强度，尤其是早期强度，2007版新标准中普通水泥还取消了32.5和32.5R等级。但我们不能只看到水泥的强度，而忽视了水泥的品质对提高混凝土质量(不能只看到强度更重要的是耐久性)的影响。如提高C3A和水泥细度可提高水泥的早期强度，但同时也提高了水化热，增加了混凝土的的温度收缩、干燥收缩，例如，管桩的内壁收缩裂纹。以下分别分析几个因素对管桩造成的影响。二、影响管桩混凝土品质的几个因素1水泥矿物组成的影响硅酸盐水泥主要的组成矿物有C3S、C2S、C3A、C4AF四种，它们的水化性质不同，在水泥中所占比例不同时影响对水泥整体的性质。C3A虽对早期强度最大，但水化热是其他矿物水化热的数倍。因此C3A含量较大的早强水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。再者管桩混凝土中普遍使用高效减水剂，由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸附量也最大，它首先吸附了大量减水剂，因而C3A含量高的水泥一般与外加剂的适应性差，最终在离心时浆水稠，内壁挂浆的也比较多，一定程度上影响外观的内在、外观质量。C3A含量高的水泥，由于其水化热大，混凝土拌合物的塌落度损失也较大，控制不好时很容易出现桩身麻面、桩2头空洞蜂窝现象出现。2水泥细度对混凝土的影响GB175-2008中对水泥细度的要求是硅酸盐水泥和普通水泥比表面积不小于300m2/kg。从字面理解为水泥细度越细，品质就越好。在目前我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越细，其中的细颗粒越多。增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率，提高早期强度，但是粒径在1μm以下的颗粒不到一天就完全水化，几乎对后期强度没有任何贡献。倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和干燥收缩有贡献——水化快的水泥颗粒水化热释放得早；因水化快消耗混凝土内部的水分较快，引起混凝土的自干燥收缩；细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗粒，因而影响到混凝土的长期性能。我们现有的混凝土结构。一般的设计寿命是60年，而有专家预测，由于超细水泥颗粒含量太多，50年后，我们的混凝土强度只能达到设计强度的40％。随水泥比表面积的增加，与相同高效减水剂的适应性差，混凝土拌合物的塌落度损失也大，管桩的离心效果也受到影响，内壁浮浆增多。为减小流动度损失需要增加更多掺量的高效减水剂，这不仅增加管桩成本，而且由于水泥比表面积过大，高效减水剂增多，混凝土变得很粘稠、紧密，用灰铲试着插入混凝土中感觉很吃力，这种混凝土影响到喂料的速度，工人操作也吃力，对整个生产速度有一定的影响。3水泥中含碱量和碱-骨料反应GB175-2008规定：水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。做过香港、澳门认证的行业人士都知道，水泥，骨料都要求定期送检做碱骨料反应试验，其目的都是为了预防碱-骨料反应的发生。碱-骨料反应，是指混凝土中含有活性二氧化硅的骨料与所用水泥中的碱（Na2O和K2O）在有水的条件下发生反应，形成碱-硅酸凝胶，此凝胶吸水肿胀并导致混凝土胀裂的现象。由于碱－骨料反应必须在混凝土中有足够的含碱量、足够数量的活性骨料和足够的水分供应，三个条件同时存在的情况下才会发生，所以在气候干燥的地方，产生碱－骨料反应的几率比较少，但是碱能促进水泥的收缩开裂，造成混凝土结构物的劣化。“碱3——骨料反应”会引起混凝土破坏。最早发生“碱——骨料反应”引起混凝土破坏的是在前苏联1931年建成的地涅伯河水电站，混凝土由于体积膨胀而引起破坏，最初认为是施工质量有问题而进行修复，但修复后十年又重新发生了严重破坏，最后才明确是由于“碱——骨料反应”引起的。美国、丹麦、加拿大、澳大利亚等国，也都发生过类似的工程事故。我国也发生过碱-骨料反应的质量事故。例如，建成于1984年的北京三元立交桥，1989年发现少量处于潮湿部位的混凝土柱、梁端发生膨胀性开裂，以后逐渐发展，到1993年盖梁已全部顺筋开裂。经取样做成测长试件，在温度38～40℃、湿度90％条件下养护，半年残余膨胀率仍高达0.1％～0.2％。正因为碱-骨料反应有严重的危害性，因而国际上有人称碱－骨料反应为混凝土的癌症。百年大计，质量为本。管桩是重要的桩基材料，而且长期处于地下，地下环境复杂多变，地下水的腐蚀为碱骨料反应提供了条件之一“足够的水分供应”。因此，我们在选择原材料时以及在骨料、水泥产地及品牌规格有改变时有必要注重这一点，应坚持“碱——骨料反应”试验合格后再应用。4、混合材对混凝土和易性的影响水泥中掺入混合材品种、性质和掺量不同，混凝土和易性以及与外加剂适应性也不相同。因此易泌水、流动度损失大的混合材与保水性好、流动度损失都较小的混合材搭配使用，可互相弥补，防止泌水、离析，提高混凝土和易性以及与外加剂适应性。如矿渣、钢渣、铜渣与粉煤灰、煤矸石搭配使用，也可取得较好的效果。广东许多管桩厂都使用硅酸盐水泥（PII），这种水泥用石灰石作混合材，能激发水泥早期强度发挥，对脱模强度有所保证。目前，国内也有一些管桩厂，使用多种掺合料搭配使用，改善了混凝土的性能，也收到了一定的效果和效益。三、结束语水泥中影响混凝土及管桩的品质也是多方面的，在此，限于水平，只能拙谈以上几个方面。在未来的技术创新中，生产一种最能适应管桩生产的专用水泥，相信对管桩厂的品质控制是有一定帮助的，对行业来说，也是一种新的尝试。