水泥碱含量对混凝土工程的影响

混凝土施工中当浇筑地距离拌合站较远时，易出现混凝土坍落度损失太大，严重偏干难以浇筑的现象。经分析主要是水泥与减水剂相容性较差，而水泥过高的含碱量是导致水泥与减水剂相容性差的主要原因之一，会导致水泥混凝土缓凝失效，混凝土坍落度损失严重，和易性变差，严重影响混凝土浇筑施工。

另外我国发现一些混凝土结构(桥梁、路面等)由于碱集料反应导致产生了严重的开裂破坏事故。混凝土中碱性物质和集料中活性物质SiO2发生碱集料反应，严重时会导致混凝土不均匀膨胀破坏。而我国水泥生产技术相对较落后，由于原料限制，东北、华北和西北等地区水泥含碱量相对较高。自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量(即Na₂O+0.658K₂O)为预防发生碱骨料反应的安全界限，已为多数国家所接受，我国已经将此安全界限列入国家标准或规范。

2.1 碱含量对水泥质量的影响

水泥碱含量指水泥中碱物质的含量，用Na₂O、K₂O合计当量表达，即碱量=Na₂O+0.658K₂O。水泥碱含量较高时，水泥水化时产生的NaOH、KOH过多的消耗水泥中的石膏成分，破坏了水泥的缓凝机理，加快凝结硬化过程，需水量增加。因此，水泥碱含量较高对水泥水化作用不利。

2.2 水泥碱含量对减水剂和混凝土性能的影响

为了更好研究水泥碱含量对混凝土性能的影响，这里进行了对比试验。

表1 碱含量对减水剂性能的影响

由表1可以看出:水泥碱含量越高，减水剂的减水率也小，水泥碱含量＞0.6%，减水剂减水率明显变小。

试验表明，水泥碱含量较高严重影响水泥与减水剂的相容性能和适应性能。对于同种减水剂，水泥碱含量越高，混凝土所需用水量必然越大，混凝土试件强度越低;水泥碱含量＞0.6%，混凝土还可能出现离散、泌水等现象。要保证水泥与减水剂的相容性良好，必然会加大对减水剂的调控难度，增加减水剂用量。

表2 水泥碱含量对混凝土的影响

由表2可以看出:水泥碱含量高时，减水剂用量增大，混凝土拌合物坍落度损失越明显。

试验表明，水泥碱含量较高时，混凝土拌合物性能差，坍落度损失较快，严重影响混凝土(尤其是泵送混凝土)浇筑，对现场施工不利。且要保证初始坍落度，必然会提高减水剂用量或者用水量，导致混凝土成本增加，混凝土因加水强度不够等问题，对工程管理和混凝土工程质量不利。

2.3 水泥碱含量对混凝土耐久性能的影响

碱骨料反应指混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，其反应生成物体积增大，从而导致混凝土结构发生破坏。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值，且由于反应是发生在整个混凝土中，这种反应造成的破坏既难以预防，又难于修救，被称为混凝土的癌症。因此，水泥碱含量较高易与活性骨料发生碱骨料反应，致使混凝土龟裂，结构破坏，影响混凝土耐久性。因此，控制好水泥碱含量可以抑制碱骨料反应，确保混凝土结构后的期质量，挺高混凝土耐久性能。

2.4 加强对水泥碱含量的控制

针对水泥碱含量对混凝土工程的不利影响，确保砼拌合物性能良好，以此保证混凝土工程质量。首先，必须选择合理的水泥、减水剂，采用低碱水泥。其次，加强试验检测，严格控制水泥碱含量。主要检测方法:水泥化学成分分析，碱含量小于0.6%;相容试验，扩展度控制:出机350±20mm，1h大于300mm;水泥需水量试验，一般控制在24%－28%范围;以及骨料碱活性试验。另外，可以掺加抑制坍损的外加剂，如:石膏、聚磷酸盐、酒石酸柠檬酸类外加剂等。

通过以上对比试验分析，水泥的碱含量过高对混凝土工程的影响主要体现在以下几个方面:

(1)水泥碱含量较高，破坏了水泥的缓凝机理，需水量增加，对水化作用不利;

(2)水泥碱含量较高，影响水泥与减水剂的相容性、适应性能。增加混凝土用水量，导致坍落度损失快，严重影响混凝土(尤其泵送混凝土)拌合性能，对现场施工不利;

(3)水泥碱含量较高，容易与活性骨料发生碱骨料反应，对混凝土耐久性不利。

针对目前混凝土工程的问题，需选择合理的水泥厂家，加强对水泥碱含量的控制，混凝土主体工程必须采用低碱水泥。以此保证混凝土的顺利浇筑及工程质量。

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作者：梁新林，如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时联系，我们将尽快处理。

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