混凝土用水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

一、混凝土中水的存在形式及重要性

　　水在混凝土中是必不可少的，但是，水在混凝土中卻有三種存在形式。種就是以化學(xué)結(jié)合水的形式存在于混凝土中，而且含量要有嚴(yán)格的限制，并可以與水泥結(jié)合成晶狀固體?；瘜W(xué)結(jié)合水的形成是要經(jīng)過(guò)外界壓力而強(qiáng)制結(jié)合成的，因此，它對(duì)混凝土與外界之間的任何化學(xué)，物理作用都不參與，而且不改變混凝土的性質(zhì)，作為一個(gè)微小的獨(dú)立體自生變形。第二種形式是物理-化學(xué)結(jié)合水，這種結(jié)合水與化學(xué)結(jié)合水不同，它對(duì)含量并沒(méi)有嚴(yán)格要求，而起，它的存在形式也不是獨(dú)立的，而是作為一種膜狀的結(jié)構(gòu)依附在混凝土上。而且，這種結(jié)合水能夠細(xì)膩過(guò)程堿性的水膜，促進(jìn)水泥的溶解，同時(shí)這種膜狀結(jié)構(gòu)為了免除蒸發(fā)而在混凝土與外界進(jìn)行相互作用時(shí)進(jìn)行積極的參與。第三種是單獨(dú)的以物理結(jié)合水的形式存在于混凝土的晶格中，而且以這種形式存在的結(jié)合水是處于游離狀態(tài)的，因此也被稱為游離水，而且游離水的含量不穩(wěn)定，并且性質(zhì)不穩(wěn)定，容易被水分蒸發(fā)而破壞它與其他物質(zhì)的結(jié)合，因此，這種結(jié)合水也對(duì)混凝土的反應(yīng)積極參與。

　　此外，在混凝土中的水也是實(shí)現(xiàn)混泥土強(qiáng)度的必要條件，尤其是混凝土用水，它們也結(jié)合水的形式存在于混凝土中，為水泥顆粒的水化提供了可能。盡管水在混凝土中的存在形式不同，而且參與度也不同，但是它們?cè)诨炷林袇s可以促進(jìn)水泥顆粒的擴(kuò)散，完成必要的水化反應(yīng)。其中，物理-化學(xué)混合結(jié)合水的作用是da的，而單純的化學(xué)和物理結(jié)合水的作用則相對(duì)較小，既不能使水泥顆粒完全溶解也不能夠使它們發(fā)生水化反應(yīng)，所以，它們?cè)诨炷林锌梢越档突炷恋膹?qiáng)度。尤其是物理結(jié)合水，它會(huì)促使物理-化學(xué)結(jié)合水發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而降低它在混凝土中的含量，所以，在三中結(jié)合水中，物理結(jié)合水對(duì)混凝土的影響是da的。

　　所以，為了加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，就要選擇物理結(jié)合水的含量少的水來(lái)進(jìn)行混凝土的配比。

　　二、混凝土用水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

　　混凝土用水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響是通過(guò)水中所表現(xiàn)的特性和水中的物質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)的，如混凝土用水的PH值、氯離子的含量、硫酸根離子的含量以及堿含量，這些都會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。

　　，混凝土用水的PH值。混凝土用水的PH值不是直接影響混凝土的強(qiáng)度，而是通過(guò)水的酸堿度來(lái)影響混凝土的強(qiáng)度，按照混凝土用水關(guān)于PH值的原規(guī)定，應(yīng)為4.0，我們都知道這一范圍的水已經(jīng)顯強(qiáng)酸性，而且能夠?qū)炷猎斐梢欢ǖ母g性，但是，作為混凝土用水，這種顯酸性的水可以被混凝土自身所含有的強(qiáng)堿性平衡，不會(huì)破壞混凝土的強(qiáng)度。盡管這樣，目前對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求也較過(guò)去高很多，所以對(duì)于混凝土用水的PH值也進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，尤其是用于修建公路橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土。根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，混凝土用水中應(yīng)選用水的PH值不大于5的酸性用水，但是根據(jù)混凝土的種類及用法的不同，混凝土用水的PH值也有特殊規(guī)定。例如，現(xiàn)在在建設(shè)行業(yè)，預(yù)應(yīng)力工程的使用年限也有所增長(zhǎng)，100年以上的期限已經(jīng)屬于常見(jiàn)，所以，在規(guī)范中對(duì)預(yù)應(yīng)力的混凝土用水的要求也由原來(lái)的4.0提高為5.0，而且根據(jù)混凝土的種類劃分的鋼筋混凝土和素混凝土的混凝土用水的PH值也有所提高，即提高為4.5。

　　因此，在選擇混凝土用水時(shí)，要對(duì)水的PH值進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，以免因?yàn)榛炷劣盟腜H值過(guò)低而降低混凝土的強(qiáng)度。

　　第二，混凝土用水中氯離子的含量。通常情況下，混凝土中的水都是顯堿性的，所以，鋼筋表面會(huì)形成一種三氧化二鐵的薄膜，而且這種惰性的薄膜可以保護(hù)鋼筋，防止它被腐蝕。所以將混凝土放置在氯鹽的環(huán)境中時(shí)，它的堿性就會(huì)降低，當(dāng)降低到一定的程度時(shí)，鋼筋外部的保護(hù)膜就會(huì)受到波壞，進(jìn)而空氣和水對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕。據(jù)試驗(yàn)調(diào)查，氯離子對(duì)混凝土性能的影響通常有三種機(jī)理。種就是混凝土中的氫氧化鈣被酸寢室，使得鈣離子被析出。因?yàn)槁入x子的擴(kuò)散速率很高，所以為了維持混凝土的電中性，氫氧根離子就要被排斥，向反方向運(yùn)動(dòng)，使得水泥的水化產(chǎn)物被溶解。第二種機(jī)理為被氯離子侵入所形成的氯化鈣等物質(zhì)形成的膨脹化合物，這些物質(zhì)通過(guò)它們自身的膨脹性能夠產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而破壞混凝土的強(qiáng)度。第三種機(jī)理是滲透壓。氯離子對(duì)混凝土的侵蝕首先要通過(guò)水泥的收縮，同時(shí)因?yàn)闈B透壓使得混凝土中的水化凝膠體變得緊密，而氯離子就會(huì)通過(guò)收縮所產(chǎn)生的裂縫進(jìn)入到水泥漿體的內(nèi)部。在產(chǎn)生的裂縫中會(huì)發(fā)行堿性氯化鎂物質(zhì)，而且它的晶體會(huì)使水泥漿體收縮變小，但是因?yàn)槟z體的存在，水泥漿體會(huì)繼續(xù)收縮，進(jìn)而對(duì)氯離子的擴(kuò)散造成了阻礙。同時(shí)，鎂離子也會(huì)形成相應(yīng)的膨脹化合物，所以在收縮與膨脹的雙重作用下，對(duì)混凝土造成了損害。

　　正是因?yàn)槁入x子對(duì)混凝土造成的這些損害，規(guī)定混凝土用水中氯離子的含量不應(yīng)超過(guò)每升1200毫克。而且對(duì)于使用年限長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)性混凝土，規(guī)范中也有相應(yīng)的規(guī)定，氯離子的含量不得超過(guò)0.06%，這個(gè)值與預(yù)應(yīng)力混凝土用水的規(guī)定相同，所以，原規(guī)定的限值也不滿足目前對(duì)混凝土強(qiáng)度的需要，對(duì)混凝土用水中的氯離子含量要求有所降低，為每升500毫克，同樣的，與預(yù)應(yīng)力混凝土用水是相同的值。同時(shí)，對(duì)鋼筋混凝土的規(guī)定，我國(guó)的氯離子含量每升1200毫克與國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)有所不容，歐洲規(guī)定混凝土用水中的氯離子限值為每升1000毫克，而我國(guó)的鋼筋混凝土卻比歐洲的每升高出200毫克。此外，因?yàn)榭紤]到其他原材料，所以，將混凝土用水中的氯離子含量規(guī)定有所下降是必要的，因此，我國(guó)采用了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，即每升1000毫克。

　　第三，混凝土用水中的硫酸根離子的含量。在混凝土中，硫酸根離子會(huì)與水泥發(fā)生水化反應(yīng)而對(duì)混凝土的穩(wěn)定性造成影響，同時(shí)，硫酸根離子顯酸性，也會(huì)對(duì)鋼筋造成腐蝕。在原來(lái)對(duì)混凝土用水的規(guī)定中規(guī)定鋼筋混凝土和素混凝土的混凝土用水中具有相同的值，既每升2700毫克，但是，由于現(xiàn)在對(duì)混凝土的強(qiáng)度及耐久性等性能的要求的提高，而且混凝土建筑工程的使用年限也有所提高，對(duì)這兩種混凝土用水規(guī)定相同的硫酸根離子的含量有欠妥當(dāng)。所以，我國(guó)對(duì)混凝土用水中的硫酸根離子的含量的規(guī)定采用了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，即為每升2000毫克，較原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)硫酸根的含量每升降低了700毫克，這就意味著混凝土用水中的酸性降低了。

　　第四，混凝土用水中的堿含量?，F(xiàn)在對(duì)混凝土中堿性集料的越來(lái)越重視，但是對(duì)混凝土用水中的堿含量卻沒(méi)有明確的規(guī)定，而且對(duì)于混凝土中的堿含量的測(cè)定及方法也缺乏，這種情況對(duì)提高混凝土強(qiáng)度的技術(shù)的發(fā)展造成了阻礙。但是，并不是任何情況下都對(duì)混凝土用水的堿含量進(jìn)行規(guī)定，如果運(yùn)用非堿活性集料就可以免去這一檢驗(yàn)過(guò)程。即使這樣，為了保證混凝土用水具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以，對(duì)混凝土用水的堿含量相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定要進(jìn)行補(bǔ)充和完善，為混凝土用水的選擇提供依據(jù)。除了我國(guó)，歐洲對(duì)這方面具有明確的規(guī)定，其值為每升1500毫克，這個(gè)值也就相應(yīng)的成為了我國(guó)的堿含量限值。而且對(duì)它的試驗(yàn)方法也有相關(guān)規(guī)定，而且這種方法類似于我國(guó)的水泥檢測(cè)方法。

　　正是因?yàn)榛炷劣盟械母鞣N物質(zhì)對(duì)混凝土強(qiáng)度具有影響，所以，我們要對(duì)混凝土用水中含有的物質(zhì)含量進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，進(jìn)而提高混凝土的強(qiáng)度。