* 如何改善水泥石.集料的界面过渡区?
改善水泥石一集料界面过渡区的性能可从减少泌水,减少Ca(OH)2在界面区的富集,打乱Ca(OH)2晶体在界面区域的取向性,增强集料与水泥石的粘结等方面人手。具体来说,可以采取如下措施。
(1)调整配合比
可以从两个方面进行混凝土配合比的调整:一是调整混凝土的用水量,在保证施工的前提下,尽可能减少混凝土用水量。这不仅可以提高水泥石的本体性能,而且可以减少泌水,从而达到改善界面的目的;二是调整水泥用量。当集料颗粒彼此靠近时,界面效应的效应圈可以互相叠加,使界面性能够得到改善。由于受到工作性的限制,配合仅仅可以在较小范围内调整。
(2)选择合适的集料
选择集料应考虑下面三个方面的因素。
①集料与水泥的相容性。要想获得较好的界面粘结,集料与水泥浆应在化学性质上、结构上是相容的。只有这样,当水泥水化时,所形成的水化产物才容易与集料表面物质互相接触连生,形成一个整体。Conjeand曾用铝酸盐水泥和不同集料进行试验,其结果是铝质集料最好,硅质集料最差。也就是说铝质集料与铝质水泥相容性好,过渡区均匀,而硅质集料与铝质水泥浆之间过渡区结构疏松多孔、有裂纹。
②集料的物理力学性质应尽可能地与水泥石性能相近。这包括强度、弹性模量、热膨胀系数、收缩等等。这才有利于集料与水泥石在各种条件下共同作用,减少由不一致性而引起的内应力以及由此而产生的界面缺陷。
③注意集料几何性质对界面性质的影响。集料的几何性质包括两个方面:一是集料粒径;一般来说,集料越大,界面过渡区也将越大;二是集料的表面形状。集料表面越光滑致密,在其下方形成的水囊越小,但Ca(OH)2晶体在其界面的取向性越强。
(3)采用二次搅拌工艺
这种工艺是先在砂、石集料表面包上一薄层水泥浆,这层水泥浆具有两个特点:其一是由于这一层水泥浆特别薄,不可能在集料的下面形成水囊,也不可能有许多的Ca(OH)2在集料界面富集和择优取向,因此,它与集料能够较好地结合,形成较致密的界面结构层;其二是由于这层水泥浆与以后拌人的水泥浆在性质上的一致性,使得它们能较好的结合。
(4)采用压蒸工艺
对于一些惰性的硅质集料,在通常的情况下,它不与水泥水化时放出的Ca(H)2反应,致使水泥石与集料的界面结合力较低。但若采取压蒸工艺,在高温高压下,这种惰性的Si02变成活性Si02,它将能与Ca(OH)2反应,形成水化产物,提高了集料与水泥石的界面粘结力。
(5)掺加聚合物
在混凝土中掺人聚合物,它可以填充界面空隙,使界面过渡区密实,它还可增强水泥石与集料之间的粘结,使界面过渡区强化。
(6)掺人混合材
掺人混合材,特别是掺人较细的混合材,它有两个作用:一是可以吸收Ca(OH)2减少Ca(OH)2在界面区的富集;二是可以减少泌水,避免水囊的形成。
(7)掺入超塑化剂
关于超塑化剂对界面过渡区的影响,还有一些分歧。一些研究者认为,加入超塑化剂后水膜层厚度减小,结构致密,Ca(OH)2取向性减弱。但也有人认为,掺超塑化剂不可能改善界面结构,其理由是超塑化剂一般不与Ca(OH)2反应,因此,混凝土中Ca(OH)2不会减少;同时,超塑化剂在水泥颗粒表面吸附,使水泥颗粒性质由亲水性变成憎水性,表面吸附水减少,因此,仍有大量水泌出。
(8)加入晶种
在混凝土中掺人一些Ca(OH)2,这些Ca(OH)2无论是在界面还是在水泥浆体中,排列往往是无规则的,水泥矿物水化时放出的Ca(OH)2在这些晶种上长大,使得界面区Ca(OH)2的取向度显著下降。
* 影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素有哪些?
(1)熟料矿物组成的影响
硅酸盐水泥熟料的矿物组成,是影响水泥凝结硬化的主要因素,四种熟料矿物的水化、凝结硬化特性见表2—1所示。
表2.1硅酸盐水泥熟料矿物水化、凝结硬化特性
(2)水泥细度的影响
水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、干缩及水化热等,一般而言,水泥颗粒越细,水化作用的发展就越迅速、越充分,凝结硬化的速度越快,早期强度也就越高。但是水泥颗粒过细,标准稠度需水量增大,活性易降低,硬化后收缩亦较大,且粉磨能耗大、成本高。
(3)拌合加水量的影响
水灰比愈大,凝结愈慢。其原因在于水灰比越大,水泥浆体系结构越不致密,凝胶不易聚集。
(4)养护湿度和温度的影响
水是参与水泥水化的物质,是水泥水化、硬化的必要条件,因此浇筑后的混凝土(砂浆)应保持潮湿状态,以利强度的获得和发展。提高温度可使早期强度发展较快,降低温度可获得较高的最终强度。但在0℃以下,水结成冰后,水泥的水化、凝结硬化作用将停止。
(5)养护龄期的影响
一般而言,水泥石强度随养护龄期的增长而不断提高。
(6)调凝外加剂的影响
掺用促凝剂能促进水泥的凝结硬化,提高早期强度。相反,掺用缓凝剂会延缓水泥的凝结硬化,影响早期强度的发展。
(7)储存日期的影响
水泥受潮后,强度将降低,一般储存三个月强度约降低10%~20%,六个月降低15%~30%,一年约降低25%~40%。
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