水对混凝土的作用与影响.pdf

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1、文章编号：1009-9441(2010)06-0023—02水对混凝土的作用与影响口口杨香灵1，魏新民2，高杨3(1．河南省平顶山市建设工程检测技术中心闸南平顶山467036；2．河南常绿建设集团有限公司，河南平顶山467036；3．河南正博建设监理有限公司，河南郑州450000)摘要：概述了水泥硬化浆体中水的存在形式及测定方法。论述了水对混凝土强度的影响，并进行了试验验证。关键词：水；水泥石；混凝土中图分类号：TU528．0文献标识码：B引言在混凝土生产过程中，水既是反应物，又是反应介质，所以，恰当的

2、用水量及用水方法对于保证混凝土的质量具有至关重要的作用。1水在水泥硬化浆体中的存在形式水泥加水拌和成浆体，起初具有可塑性和流动性，随着水化反应的不断进行，浆体逐渐失去流动能力，转变为具有一定强度的固体，即水泥发生凝结和硬化。水化是水泥产生凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水泥水化的结果。水泥硬化浆体是一非均质的多相体系，由各种水化产物与残存熟料所构成的固相以及存在于孔隙中的水和空气组成，是固一液一气三相多孔体，水在其中既参与反应，又是反应介质。1．1水在水泥硬化浆体中的3种基本类型(1)结晶水。又称化学结合

3、水，根据其结合力的强弱，可分为强结晶水和弱结晶水两种。强结晶水又称晶体配位水，以OH一离子状态存在，并占有晶格上的固定位置，与其他元素有确定的质量比，结合力强。只有在较高温度下晶格破坏时才能将其脱去，例如在Ca(OH)：中就是以OH一离子形式存在的强结晶水。弱结晶水则是以中性水分子H：0形式存在的水，在晶格中也占据固定位置，由氢键和晶格上质点的剩余键相结合，但不如强结晶水牢固。其脱水温度不高，在100oC以上即可脱去，而且也不会导致晶格的破坏。当晶体为层状结构时，此种水分子常存在于层状结构之间，此时又称

4、层间水，层间水在矿物中的含量不定，随外界温度、湿度而变。当温度升高、湿度降低时，会使部分层间水脱出，使相邻层之间的距离减小，从而引起某些物理性质的变化。(2)吸附水。以中性水分子的形式存在，不参与组成水化物的晶体结构，而是在吸附效应或毛细管力的作用下被机械地吸附于固相粒子表面或孔隙之中，故可按其所处的位置分为凝胶水和毛细孔水两种。凝胶水包括凝胶微孔内所含水分及胶粒表面吸附的水分，由于受凝胶表面的强烈吸附而高度定向，结合强弱可能有相当差别，脱水温度有较大的范围。毛细孔水仅受到毛细管力的作用，结合力较弱，脱

5、水温度也较低，在数量上取决于毛细孔的数量级。(3)自由水。又称游离水，存在于粗大孔隙内，与一般的水的性质相同。1．2水泥硬化浆体中的水的测定上述水泥硬化浆体中不同形式的水很难定量测定。因此，从实用的角度出发，常将硬化浆体中的水分为蒸发水和非蒸发水两类。蒸发水是指在规定的基准条件下能除去的水，而剩余的水则为非蒸发水。在该种试验条件下，可将所有的吸附水及自由水除去，只剩下结晶水。而蒸发水与非蒸发水的数量在相当程度上受到干燥方法的影响，在较为强烈的干燥条件下，蒸发水的数量会增加，而非蒸发水则相应减少，不过在毛

6、细孔水、凝胶水脱出的同时，硫铝酸钙、六方晶系的水化铝酸钙以及c—s—H等会失去结合不牢的部分结晶水。有试验表明，蒸发水的体积可概略地作为浆体内孔隙体积的量度，蒸发水含量越高，则在一定的干燥条件下出现的毛细孔隙就越多，由于水泥在完全水化后有一个确定的非蒸发水量，因此，不同龄期实测的非蒸发水量可作为水泥水化程度的一个表征值。2水对混凝土强度的影响影响强度的因素相当复杂，单从化学键的角度来看，强度就与单位体积内键的数目、键的强度以及建材技术与应用6／2010·23·水化产物颗粒本身的强度等因素有关，单位体积内

7、键的数量则受到水化产物的聚集情况以及颗粒尺寸和形状等条件所控制，而水化产物的多少又取决于水化程度和浆体孑L隙度的大小。同时，孔的存在还会引起应力集中现象，其影响程度又随孑L的形状和尺寸而变，在依靠范德华力相互键合的场合情况也基本相同。颗粒的比表面积和吸附水的数量所起的作用很大。影响浆体强度的因素涉及到很多方面。而且有些还具有相互依存的关系。在水泥一定的情况下，水灰比和水化程度对强度起着决定性作用。水泥浆体的水灰比通常超过水泥充分水化所需的水量很多，水灰比越大，浆体内产生的毛细孔隙越多；另一方面，随着水化

8、程度的提高，凝胶体积不断增加，毛细孔隙率相应减少。鉴于C—S—H凝胶对水泥浆体性能的重要作用，硬化水泥浆体可以粗略地看作是由凝胶构成的多孔固体物质与毛细孔所组成。硬化水泥浆体的强度(S)与毛细孔隙(P)之间有一定的关系。可用(1)式来表示：

9、s=Soe卯(1)式中：So——毛细孔隙率为零时的浆体强度；6——试验常数，根据水泥种类、龄期等而定。在水化程度相同的条件下，水灰比与强度也有logS=A—B(W／C)(2)还有的研究是将孔隙率和水灰比