砂石材料對水泥混凝土耐久性的影響

向國川

水泥混凝土是一種應用比較廣泛地物質，耐久性是水泥混凝土的重要指標。很多因素都會影響到這種性能，砂石材料就是其中的典型因素。在水泥混凝土中集料所占成分比較大，因而集料對水泥混凝土耐久性的影響也較大。本文將結合影響水泥混凝土的耐久性因素來重點探討砂石材料對水泥混凝土耐久性的影響。

隨著施工行業的快速發展，水泥混凝土的應用范圍也越來越廣泛。水泥混凝土的耐久性對工程整體質量的影響也越來越大。在實際施工過程中砂石材料是影響水泥混凝土的重要指標。加強對水泥混凝土耐久性的研究就必須要高度重視砂石材料的作用。

一、水泥混凝土耐久性的影響因素

影響水泥混凝土耐久性的因素有很多，化學侵蝕、堿集料反應以及裂縫是其中最為典型的因素。

（一）化學侵蝕。水泥混凝土所處環境非常復雜，在實際施工過程中某些介質會通過孔隙浸入到混凝土中，從而與水泥水化產物以及孔隙液發生化學反應，最終會使得水泥混凝土遭受病害。通常情況下能夠引起化學反應的介質大多是以水位媒介的。最為常見的侵蝕性介質是海水、酸類以及硫酸鹽。水泥混凝土一旦遭到化學侵蝕就會嚴重影響到耐久性，為了解決這個問題，工程人員往往是通過提升混凝土的抗滲性從而來最終減少介質對混凝土造成的腐蝕。

（二）堿集料反應。在混凝土中的堿集料反應會產生膨脹物質從而引起混凝土產生內部自膨脹應力，最終會使得混凝土產生裂縫。由堿集料反應帶來的破壞是很難預防的，發生之后也很難阻止。這是影響水泥混凝土耐久性的重要因素。

需要注意的是堿集料反應的產生必須要具有三個條件：一是在配制混凝土過程中環境適合堿的滲入；二是要具有一定數量的堿活性礦物集料；三是要能夠提供反應物吸水膨脹所需水分。只有在滿足這三個條件下才能實現膨脹。堿集料含量多的時候發生的化學反應也就會越明顯。

（三）裂縫。裂縫是對混凝土耐久性造成嚴重影響的最為典型的因素，在混凝土中裂縫是由多種不同原因造成的，構造處理不當、水泥混凝土干縮、堿集料反應、鋼筋銹蝕、荷載作用等因素是影響混凝土裂縫的重要因素。對于這些因素我們必須引起高度重視。混凝土一旦產生裂縫就會加速鋼筋的銹蝕，從而最終會影響到混凝土結構的耐久性。這是我們在實際工作過程中需要高度重視的一點。

二、砂石材料對混凝土的影響

針對砂石材料對混凝土的影響，我們主要是從抗滲性和干縮性這兩個指標入手來進行深入分析。抗滲性和干縮性是水泥混凝土的重要指標，加強對水泥混凝土耐久性能的研究就必須要把這兩種指標當作重要的參考依據。

（一）抗滲性。通常情況下在混凝土結構中隨著集料參量的增加，接口區對混凝土滲透性的影響也會較大。集料的形狀、級配以及最大粒徑都會對水泥漿體界面結構產生重要影響。當混凝土內部結構中集料不好的時候，界面上就會存在較多孔隙以及自由水。水分蒸發之后就會產生較多孔隙，隨著孔隙的增多，混凝土抗滲性也就會變得越來越差。

針對砂石材料對混凝土抗滲性的影響的分析，我們將通過專門試驗的方式來進行深入分析。工程人員通過應用不同巖性的粗集料來深入分析它們對混凝土抗滲性能造成的影響。通過專門試驗工作人員發現當水灰比逐漸減小的時候，水泥混凝土滲水高度也將會隨之減少。水灰比是0.35和0.39的時候，水泥混凝土滲水高度則是明顯要大的。對不同巖性水泥混凝土進行分析，發現在相同水灰比下石灰巖混凝土滲水高度是最大的，因而石灰巖混凝土抗滲性能也是最差的。在水灰比不斷增大的背景下水泥混凝土滲水高度差值也將會變得越來越小。經過分析我們就會發現當水灰比很小的時候粗集料對水泥混凝土抗滲性沒有影響，而當水灰比大于0.35的時候粗集料巖性就會對水泥混凝土抗滲性造成一定影響。粗集料越密實，抗滲能力也就越好。

（二）干縮性。干縮性是水泥混凝土結構的一個重要指標。加強對干縮性的分析也是具有重要意義的。在實際工作過程中應該高度重視干縮性。干縮性與粗集料有密切聯系。在混凝土中如果保持合理的粗集料含量就能夠有效提升混凝土強度以及體積穩定性能。粗集料對混凝土收縮是具有約束作用的，由于混凝土收縮值要比水泥砂漿小好幾倍，因而在實際工作過程中粗集料夜壺i產生拉應力。這是一方面，還需要注意到另一方面的影響。當裂縫擴展到粗集料或者是要通過粗集料的時候，正是因為普通粗集料比較密實因而會使得裂縫難以通過。裂縫想要繞過粗集料則需要具備更多的能量，從這個角度來分析粗集料對裂縫的發展是具有一定的限制阻擋作用的。

而后我們通過專門試驗發現，在相同水灰比條件下三種粗集料混凝土抗壓強度基本上是相同的，也就是說在中強度下粗集料強度對混凝土抗壓強度是沒有太大影響的。在此種情況下提升粗集料強度對混凝土抗壓強度的作用將會不大。細集料采用機制砂混凝土強度大于河砂混凝土強度，這主要是因為機制砂中有一定含量的礦粉，這些礦粉會加強水化反應，從而使得混凝土的強度得到有效提升。

三、嚴格控制混凝土裂縫

混凝土裂縫會對水泥混凝土結構造成嚴重危害。裂縫的出現能夠降低混凝土密實性，那些以水為載體的侵蝕性介質也將會趁虛而入圖，從而會降低混凝土的耐久性。因而要嚴格控制裂縫。對于干縮裂縫必須要堅持防、放、抗相結合的原則。要綜合考慮到各方面因素來進行控制。要選擇合適的原材料和外摻料。在實際工作過程中優化混凝土組份材料、減縮劑減縮、纖維增強、膨脹劑補償是可以采取的措施，此外在施工過程中還需要注意養護，要注重混凝土周邊溫度和濕度，要由專人來負責養護。

水泥混凝土是一種應用非常廣泛的物質，加強對這種物質耐久性的分析是提升工程質量的重要措施，在今后工作過程中應該高度重視這項工作。砂石材料對混凝土耐久性的影響主要集中在抗滲性和干縮性這兩個特性上。今后要加強這兩方面的研究。

（作者單位：武漢輕工大學土建學院）

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