1　前言
　　水泥和混凝土的關系，可以比作食物和人的關系。食物被人消耗之后，應當變?yōu)榻M成人身體的各種必需的組分，不論近期還是長期都不應有什么有害的影響。并不是所有的人都清楚地知道自己應當對食物有什么要求。如果沒有科學指導，那么雙方都可能產生盲目性。水泥的強度，尤其是早期強度越來越高，雖然也是生產技術進步的一種表現(xiàn)，但也是一種盲目性追求市場的結果——即混凝土強度不斷提高的要求。在傳統(tǒng)上，由于人們對工程質量的所注重的就是強度，自然對水泥的要求也主要注重強度。盡管由于混凝土的耐久性問題開始顯現(xiàn)，人們開始重視混凝土結構物的耐久性，但在實踐中仍然把強度作為混凝土質量要求和驗收的標準。尤其近兩年來，混凝土施工中高效減水劑與水泥相容性不好的問題發(fā)生得比過去更多，地下連續(xù)墻和樓板甚至大梁開裂問題頻頻發(fā)生。其原因很復雜，涉及多方面，包括開發(fā)商、業(yè)主、建筑設計和結構設計、材料、管理。這些問題將另議?，F(xiàn)但就材料本身來說，混凝土的質量不只是配合比的問題。配合比是與原材料性質相匹配的，質量差的原材料也很難作出高質量的配合比。因此有必要也從原材料找找原因。
　　暫不論骨料的品質，在原材料中，影響混凝土抗裂性的主要因素則是水泥。購進水泥時只檢驗強度（當然有時還可能復驗一下凝結時間）是不能判斷水泥對混凝土抗裂性影響的。如圖1所示為兩個不同廠家生產的相同品種水泥，B廠水泥的混凝土在約束條件下由于自收縮而產生較大的拉應力，使其對開裂敏感；A廠的水泥則應稍有膨脹而由較小的約束應力，抗裂性較好〖1〗。因此水泥的研究者和生產者應當除了關心按現(xiàn)行水泥標準規(guī)定的水泥性質外，更加關心水泥在混凝土中的行為，即對混凝土抗裂性能的影響。
　　圖1這種現(xiàn)象主要是隨著水泥強度不斷提高后才發(fā)生的。不同水泥廠家采用了不同的方法滿足強度（尤其是早期強度）的要求，例如提高比表面積，增加C3S、C3A的含量等，我國有的水泥廠甚至還采用一些什么“增強劑”之類的措施（注意正像一些食品添加劑，短期無害，長期不一定安全）。由于建筑業(yè)的需求，現(xiàn)代水泥的組成和細度發(fā)生了很大變化〖2〗。美國從1920年到1999年，70年中水泥和混凝土主要參數(shù)的變化的趨勢是水泥中C3S含量從35％增加到50～60％，比表面積從220cm2/kg增加到340～600m2/kg，混凝土的水灰比從0.56～0.8增加到0.26～0.56〖2〗。水泥的7d抗壓強度增長了幾乎2.5倍〖3〗。近年來國外許多專家根據(jù)實際調查研究，對這種趨勢提出了批評，指出當前混凝土結構不斷增多的過早劣化現(xiàn)象主要原因是與此趨勢有關。“20世紀混凝土業(yè)為滿足越來越高的強度要求，不可避免地違背了材料科學的基本規(guī)律，即開裂與耐久性之間存在的密切關系。為了實現(xiàn)建設可持續(xù)發(fā)展的混凝土結構這個目標，有必要更新一些觀念和建設實踐?！薄?〗
　　我國水泥標準的修訂的方針是“與國際接軌”，因此也是在按此趨勢發(fā)展?；仡欉@段發(fā)展，分析其與混凝土結構耐久性的關系，會有助于我們更新觀念，從關心強度轉變到耐久性。從耐久性的角度評價水泥和混凝土的質量。

2　我國水泥品質變化的簡單回顧
　　對水泥標準的修訂能反映出水泥品質的變化(不說“質量”而說“品質”是為了避免對當前產品水泥質量的褒貶)。修訂水泥標準的人的出發(fā)點當然是通過修訂標準提高水泥的質量，但是由于缺乏和水泥的服務對象──混凝土結構工程的聯(lián)系，以至于忽視了水泥的品質對提高混凝土質量(不能只看到強度更重要的是耐久性)的影響。20年來，我國水泥標準進行了三次修訂。第一次修訂的標準于1979年7月開始實施，第二次是1992年開始逐步實施，第三次，即最近的一次是1999年開始實施。各次修訂的基本出發(fā)點都是“與國際接軌”（盡管前兩次還沒有這個詞，而實質相同），促進我國水泥生產工藝的改進和產品質量的提高。
　　第一次修訂是將我國使用了20多年的“硬練”強度檢驗方法和標準改為“軟練”強度和標準。這次變化較大，主要變化如表1所示。
　　由表1可見，這次修訂水泥標準的結果是增加了熟料中的C3S和C3A含量，水泥細度從比表面積平均300m2/kg增加到平均330m2/kg，提高了水泥強度，尤其是早期強度，同時也提高了水化熱。因檢驗強度的水灰比大幅度增加，減小了摻入礦物摻和料后的強度的優(yōu)勢〖3〗。
　　第二次修訂后的GB175－92、GB1344－92等強調了水泥的早期強度，28d強度均提高了2％，增加了R型水泥品種。該標準強化了3d早期強度意識，倡導多生產R型水泥〖4〗。普通水泥的細度進一步變細，從篩析法的<12％，改為<10％。
　　GB175(－1999)GB1344(－1990)等把強度檢驗的加水量改為0.50，取消了GB175－92中的325＃水泥，水泥的強度進一步提高。迫使水泥廠以提高C3S、C3A和比表面積來提高水泥的強度。某廠對21種來自不同廠家的熟料（包括大水泥和小水泥的）進行分析，C3S超過60％的有4個樣本（占總樣本的19％），超過58％的（含60％以上的）有10個（占47.6％）。有17個樣本的C3A含量超過10％。大部分水泥細度超過了350m2/kg。
　　綜上所述，可見我國水泥各有關參數(shù)和性質變化的歷程和趨勢與國外的相似。特點是增加C3S、C3A、細度趨向于細，因而強度尤其早期強度不斷提高。此外，上世紀70年代后期我國開始引進國外先進水泥生產的干法工藝，使水泥的含堿量提高，尤其使用北方的原材料的水泥含堿量普遍較高。GB175（－1999）對水泥中含堿量進行了限制，但只是出于對預防堿－骨料反應的考慮。這種變化的趨勢雖然對混凝土提高早期強度有利，但卻增加了混凝土的的溫度收縮、干燥收縮，在加上較低水灰比產生的自收縮，處于約束條件下的混凝土結構較大的收縮變形因高的早強而提高的早期彈性模量而產生較大的應力，而高早強又使能緩釋收縮應變的徐變很小。于是開裂成為必然。
　　以下分別分析上述幾個因素對混凝土抗裂性造成的影響。

3　水泥礦物組成的影響
　　眾所周知，硅酸鹽水泥主要的組成礦物有四種，它們的水化性質不同，在水泥中所占比例不同時影響對水泥整體的性質。表2所示為水泥中四種主要礦物的水化熱，表3為四種主要礦物的收縮率。　　
　　由表2、3可見，C3A的水化熱是其他礦物水化熱的數(shù)倍，尤其在早期。C3S的水化熱雖然比C3A的小很多，但在3天卻是C2S水化熱的幾乎5倍，因其含量在熟料中約占一半，故影響也很大；C3A的收縮率是C2S收縮率的3倍，是C4AF的幾乎5倍。因此C3A含量較大的早強水泥容易因早期的溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開裂。
　
4　水泥細度對混凝土工作性的影響
　　目前我國混凝土尤其是中等以上強度等級的混凝土普遍使用高效減水劑和其他外加劑。當高效減水劑產品一定時，水泥的成分?