砂石材料对水泥混凝土耐久性的影响

砂石材料对水泥混凝土耐久性的影响

周小华

广东省长大公路工程有限公司第一分公司

摘要

随着我国的经济发展进入了快车道，在工程建设上也提出了更高的要求，在工程建筑施工时所产生的一系列问题也随着科技的进步得到逐步改进与完善，其中对水泥混凝土耐久性指标的高低成为当前土木工程领域要解决的一个重点。作为交通运输、人文、经济贸易等交流发展衔接的纽带，发挥其重要的积极作用，因此被广泛应用。

关键词：砂石材料、水泥混凝土、耐久性、土木工程

因对水泥混凝土耐久性的研究对国家的发展和人民的安全、方便出行、甚至环境影响都起着至关重要的作用。水泥混凝土中的砂石是最为基本也是非常重要的原材料之一，砂石的粗细、粒径、级配、针片状、压碎值、含泥量等指标和配合比中使用比例对水泥混凝土耐久性影响是非常大的。但是由于使用天然砂制作水泥混凝土的耐久性无法满足一些方面的专业要求，这就需要相关的科研技术人员对砂石对水泥混凝土耐久性的影响进行试验研究，解决目前存在的一些问题。水泥混凝土的耐久性决定着公路、桥梁和楼房等建筑或构造物的使用寿命，并且我国的公路现在大都是水泥混凝土路面，国家对水泥混凝土耐久性的相关研究也在增加。这不仅关系着建筑物的质量和使用寿命及人身安全问题，同时关系着城市的经济发展和人民的生活水平。

1水泥混凝土的使用领域及对其耐久性研究的重要性

水泥混凝土修筑的路面属于刚性路面，具有较强的抗压、抗弯拉和抗磨损的力学强度、稳定性好、环境温湿度对其力学影响小，并且比沥青路面造价低、行驶油耗相对小的显著优点。因此得到行业高度关注和广泛应用，但水泥路面反光强度高对行车视线及安全产生不利影响；其抗滑性和弹塑性性能比沥青路面的差，需设置较多接缝，从而增加施工与养护流程，使行车时易产生震动及噪音降低了行车舒适性；水泥路面的施工、维修、养护和开放交通时效没有沥青路面便捷等不足问题日益显现加速推动对它的行业领域发展，为了能够提供有效手段解决施工中的不足，更科学、高效的修筑实用美观的水泥混凝土路面，运用滑模摊铺施工技术对于水泥混凝土路面修筑技术实现质的飞跃，探索改进和深入研究对施工过程使用的人员、机械设备、原材料、工艺流程等指标应技术要求，提高了水泥混凝土路面的性能和施工技术水平，缓解其他类型主材(如沥青)价格和供应紧张的局面，现代化智能机械的投入使用保证了施工工期、大大节省人力物力、减少耗材、降低成本、改善施工环境等优点，从而实现可观的经济效益；拉动地区的经济发展，增加就业岗位，有效带动社会效益的增长，对相关行业领域的机械材料和施工工艺等技术水平的发展起推动促进作用。

2当前国内外对建造水泥混凝土中使用的砂石材料的研究现状

混凝土的使用历史悠久，随人类生活需求和科技的发展，混凝土材料的种类也随施工方法多样性、掺合料类别、外加剂等新型材料引用应运而生。相关检测技术的应用研究，混凝土应用范围的增加，都助动人们对水泥混凝土研究发展。混凝土是混合材料。水泥混合材料的配合比中，任一材料性质的变化和材料与材料间相互作用都会影响混凝土性能。天然砂的原料岩石类别多，形因复杂，还含些不稳定的化学物质或者有害成分。机制砂比天然砂成本较高，但后期处理成本相对较低，使机制砂也成为一种选择。混凝土材料中使用的砂石材料研究还不充分，机制砂的研究才起步，现阶段各国研究的是机制砂中的石粉含量对水泥混凝土耐久性的影响。存在于机制砂中的石粉对集料堆积的提高起着很大的作用，其机理是石粉能填充粗细骨料和胶凝材料中的空隙，使混凝土结构组织有效嵌合紧密，够使水泥水化的时候减少毛细孔道的形成，这样就能是混凝土的抗渗透性质大大增强。但是，如果使用非常大的石灰比例就有可能会使砂浆抗渗性有所减少，只有使用其最佳用量才能有效发挥其砂浆的最佳抗渗性能。

3当前砂石材料对水泥混凝土耐久性影响的研究结果

3.1粗集料的使用对水泥混凝土产生影响的研究经研究

发现，粗集料粒径的大小严重影响着水泥混凝土的耐久性，如果水泥混凝土使用粒径较大的粗集料，其断裂韧度同样会增加；如果使用粗集料的粒径极大，就会导致集料同水泥浆基体上的原始裂缝变得更加巨大，让集料同基体的连接力有所削弱，粗集料具有的机械啮合功能变差，令水泥混凝土的耐久性性能变差。粗集料的最大粒径严重影响着水泥混凝土的耐久性。因此影响水泥混凝土强度的主要因素有三个：集料的最大强度、水泥石强度的大小、粗集料同基体的连接的强度。这三个问题就是当前最主要研究的问题。

3.2当前对水泥混凝土耐久性影响因素的研究结果

水泥混凝土耐久性考察的最重要的一个方法就是观察水泥混凝土对化学侵蚀存在时的反应。这就是化学侵蚀反应，化学侵蚀的主要原理是对水泥混凝土的存放的环境中的一些介质可能会让水泥混凝土中的空隙增大，使水泥混凝土同空隙液体接触产生不好的化学反应，最终使得混凝土受到破坏。其中破坏混凝土的物质大都利用水进入构件内部。混凝土产生裂缝的原因是在其结构组织含非常多的并且是不连续的裂缝、缝隙和孔，然后通过载荷的作用使其有所连接，由此造成水泥混凝土的不透水性变少，内部孔隙上的压力增大，导致水泥混凝土出现膨胀的反应，钢筋侵蚀还有水结冰等现象使混凝土结构构件内部造成破坏。泥混凝土产生裂缝现象的因素有很多，其中包括混凝土所处环境的温度和湿度的影响，也有可能是使用的混合料或者是收缩种类的变化造成的影响。当水泥混凝土作施工的原料时，就会易发生混凝土板块出现裂缝的现象或者在胀缝处出现一定的破损。如不采取相应的措施进行养护，就会发生质量问题，造成问题的原因是水泥混凝土受到风的作用使其水分减少，构件出现收缩变形的问题，严重时可能造成混凝土板出现一些缝隙，缩短了它的使用寿命。

3.3对用机制砂制造混泥土的研究成果

机制砂同天然砂相比有着棱角多、针片形状和颗粒繁多，并且由机制砂构成的水泥混凝土的结构组织内的孑L隙数量非常多，因此形成更多的裂缝、缝隙和孑L，成为水与水泥混凝土的结构组织的连接通道，致使其抗渗性能降低。同样，针片形状的数量变多会使水泥混凝土内部大孑L的数量大大增加，因此导致水泥混凝土的耐久性性能降低。

3.4对砂石材料的技术性能方面的研究结果

对路面或者桥面使用寿命造成影响是在施工中存在着非常多的质量问题。可能是在前期的设计上有着很多不合理问题，使路面或者桥面工程的质量发不合格，进而对城市的交通造成负面影响。为提高工程质量，必须重视对水泥混凝土原材料对混凝土性能影响的研究力度。

灰岩材料应用广泛，是制作水泥的重要原料，在炼钢和炼铁时亦发挥着重要的作用。科学上认为石灰岩属于沉积岩，国内外的研究中，有的研究是想改变制作水泥混凝土的原料来使其耐久性有所增加。经统计，水泥混凝土是在各种工程中使用量最多的人造的材料，混凝土的建造过程消耗着极多的能源和资源，也给人们提出了一个难题，如何在不破坏环境的同时还能继续使用着混凝土，可持续发展成为必须要研究的一个问题。

4结语

由于我国还是发展中国家，在基础设施的建设上还无法满足人们日益见长的要求，这就增加了各种的建筑工程，同时水泥混凝土的使用也变得巨大。水泥混凝土的耐久性指标高低紧密联系着工程的质量，影响着建筑物的使用寿命，也关系着施工所使用材料的实用率、耗材率、造价成本及环境保护的影响。不断延伸到国家发展问题和民生问题。这就要求相关专业的科研技术人员加大对水泥混凝土的耐久性更要加大研究的力度。水泥混凝土的耐久性提高才能提高工程质量及提高环保，提高我国在建筑行业的影响力。