水泥强度和混凝土强度的相互关系探讨

2008/03/13 00:00 来源:

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  水泥是最常用的建筑材料之一,至今已经诞生200多年了,被用于构筑各式各样的建筑,为人类发展作出了巨大的贡献。但是,水泥强度和混凝土的强度关系,并非所有人都清楚。由于旧的观念,也由于旧的标准、规范的束缚,现在还有相当一部分人怀疑:用42.5级的水泥能打出C100的混凝土吗?本文试探讨水泥和混凝土强度的相互关系。

一、水泥强度是如何定义的?

  我们国家使用的水泥试验方法标准,经历了从硬练到软练的变化,又经历了软练中的GB法和ISO法的变化。每一次的变化,都使水泥的质量有了很大的提高。那么,改变的实质内容是什么呢?经过归纳总结,我们可以清楚地看到,改变的是试验条件和试验方法,也就是改变了试验中的各种规定。具体改变的内容见(表一)水泥试验软练(GB)法和软练(ISO)法的比较。
正是由于胶砂组成、成型、破型试验设备、温湿度的控制等条件的改变,才使对同一组分水泥的试验结果产生了不同的强度值。强度值的不同比较,可见(表二)水泥厂家与混凝土试验单位对应试验结果汇总表。从(表二)中,可以清楚地看到,我们所得到的水泥强度值,是在一定试验条件下的强度值,而且水泥的强度随着水灰比的变小而增高。

二、混凝土的结构强度是怎样形成的?

  混凝土由堆积而成,其结构强度由三部分组成,即水泥石强度、骨料强度和水泥石与骨料结合的界面强度所决定的。混凝土的整体强度仍然是由水灰(胶)比所控制的,在同一条件下,混凝土的强度与灰(胶)水比加大正向递增。C80—C100级高强混凝土的水灰(胶)比均在0.24—0.28之间,此时,混凝土中的水泥的强度,不再是0.50水灰比条件下的试验强度了,所形成的水泥石强度和混凝土的整体强度是匹配的,不然,混凝土的强度就会首先从水泥石开始破坏。从混凝土结构强度破坏的过程中可以推论,当水泥在0.25水灰比的条件下,其强度不小于120MPa,不然,水泥石就不能承担其在高强混凝土中所必须建立的结构强度。有人曾做过试验,当用高效减水剂把水灰比将到0.19时,用高温高压的养护方法得到的水泥强度大于300MPa。这说明,我们过去认识的水泥强度,是一定条件下的强度,并非是水泥的极限强度。水泥在不同条件下的极限强度有多大,还未查到可以证明的资料,但已有的资料就可以证明配制C100的混凝土,并没有用到水泥的极限强度。高强混凝土是靠小水胶比和双掺技术来实现的,这可从下面(表三)碎石C100级高性能混凝土配合比表中得到证实。

  在这里,必须说明的是,混凝土的强度,并非是完全靠水泥提供的,就是混凝土中水泥石的强度也有活性矿物掺合料的火山灰作用和微填充级配所提供的强度贡献。

三、结论

  由以上的分析,可以清楚地认识到,水泥强度是一个条件强度,随着灰水比加大正向递增,在国家标准试验方法条件下得出的强度,不是它的最大强度更不是极限强度;还可以认识到混凝土的强度也是一个条件强度,随灰(胶)水比加大正向递增,现在使用42.5级的水泥并采用双掺技术和常规工艺已进行了工程C100的应用。这一切可以证明,水泥强度应该是混凝土强度1.5—2倍的说法是含混不清的,是在说水泥的条件强度呢,还是再说水泥的绝对强度呢?如果说的是水泥在现行标准试验下的条件强度,那是违反科学的,会扼杀水泥打高强混凝土的命运;如果说的是水泥的最大强度或极限强度的话,又没有技术数据的有力支持。为此,我们应该根据对水泥和混凝土的新的研究成果,来分析水泥和混凝土强度的相互关系,从而得出正确的结论:用32.5级、42.5级或52.5级打高强或超高强能混凝土,不是水泥在高强混凝土中发生了什么神奇的变化,而是水泥本身固有的属性所决定的,只是水泥的强度在小水灰(胶)比和双掺的条件下的混凝土中得到了更好的发挥而已。


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