水泥体积安定性
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水泥安定性试验规范篇一:GBT 1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性GB/T1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法1、范围本标准规定了水泥标准稠度用水量、凝结时间和由游离氧化钙造成的体积安定性检验方法的原理、仪器设备、材料、试验条件和测定方法。
本标准适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥,复合硅酸盐水泥以及指定采用本方法的其他品种水泥。
2、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本试用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)试用于本文件。
JC/T 727水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪JC/T 729水泥净浆搅拌机JC/T 955 水泥安定性试验用沸煮箱3、原理3.1 水泥标准稠度水泥标准稠度净浆对标准试杆(试锥)的沉入具有一定助力。
通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性,以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。
3.2凝结时间试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间。
3.3安定性3.3.1 雷氏夹是通过测定水泥标准稠度净浆至雷氏夹中煮沸后试针的相对位移表征其体积膨胀的程度。
3.3.2试饼法是通过观测水泥标准稠度净浆试饼煮沸后的外形变化情况表征其体积安定性。
4、仪器设备4.1 水泥净浆搅拌机符合JC/T 729的要求。
注:通过减小搅拌机和搅拌锅之间间隙,可以制备更加均匀的净浆。
4.2 标准法维卡仪4.3 代用维卡仪符合JC/T 727的要求。
4.4雷氏夹由铜质材料制成,其结构如图2.当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上,另一根指针的根部再挂上300g质量砝码时,两根指针针尖的距离增加应在17.5mm±2.5mm范围内,即2x=17.5mm±2.5mm,当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。
4.5 煮沸箱符合JC/T 955的要求。
水泥安定性的测定方法及步骤1.水泥标准稠度净浆制备:以标准稠度用水量加水按GB/T1346 -2001标准中的7.2条的操作方法制成标准稠度净浆。
2.试饼的成型方法:将制好的净浆取出一部分分成两等分,使之成球形,放在预先准备好的玻璃板上,轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动,做成直径70—80mm中心厚约lOmm边缘渐薄、表面光滑的试饼,接着立即将试饼放入湿气养护籍内养护24 +2h。
3.雷氏夹试件的制备方法:将预先准备的雷氏夹放在已擦油的玻璃上,并立即将已制好的标准稠度净浆装满试模,装模时一手轻轻扶持试模,另一手用宽1 0mm 的小刀插捣数次以密实然后抹平,盖上稍涂油的玻璃板,接着立即将试管移至湿气养护箱内养护24h+2h。
4.沸煮:调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都渗过试件,不需中途补试验用水,同时又保证能在30±5min内升至沸腾。
5.脱去玻璃板下试件:当做试饼法时先检查是否完整(如已裂开、翘、曲,要检查原因,确保无外因时,该试饼已属于不合格不必沸煮),在试饼无缺陷的情况下将饼放在沸煮箱的水中篦板上,然后在30±5min内加热至沸并恒沸3h±5min。
6.当用雷氏法对,先测量试件指针尖端间的距离(A),精确到0.5mn],接着将试件放入水中篦板上,指针朝上,试件之间互不交叉,然后在30±5min内加热至沸并恒沸3h±Smin。
7.结果判定:沸煮结束后,即放掉箱中的热水,打开箱盖,待试体冷却至室温,取出试件进行判别。
8.若目测试饼末发现裂缝,用直尺检查也没有弯曲的,试饼为安定性合格。
9若为雷氏法,测量试件指针端的距离(c),记录小数点后一位,当两个试件煮后增加距离( C-A)的平均值不大于5.Omm时,即认为该水泥安定性合格,当两个试件的( C-A)值相差超过4而耐,应用同二样品立即重做一次试验。
10.检验报告:(报告内容应包括)a.编号,生产日期;b.水泥的强度等级;c.标准稠度用水量及采用的方法;d.初凝时间、终凝时间测定采用的方法;e.雷氏夹的膨胀值或试饼的形态;f.结论;g.检验日期、检验人员签名、检验单位盖章。
水泥的体积安定性水泥的体积安定性是反映水泥浆在凝结硬化后的体积膨胀是否均匀的情况,是评判水泥品质的指标之一,也是保证水泥制品、混凝土工程质量的必要条件;无论何时实施的国家标准都将安定性不合格的水泥判为废品。
因此,检验机构对于水泥安定性的检测决不能掉以轻心。
通过分析GB/T1346-2001中标准法和代用法检测过程中主要影响因素,以及所要采取的措施,说明无论采取哪种方法都要严格按标准操作,否则都会引起结果误判。
1安定性的检测方法1.1标准法将标准稠度净浆装满2只雷氏夹,分别用75~80g配重玻璃压上,放入湿气养护箱养护(24±2)h后,沸煮 3.5h,测定两试件煮后增加值的平均值≤5.0mm,且两个差值不得超过4.0mm,即可判定合格。
1.2代用法将标准稠度净浆做成直径70~80mm、中心厚约10mm的球缺形状的试饼2块,在湿气养护箱养护(24±2)h后进行沸煮,沸煮方法同标准法;用目测或用钢直尺检查没有弯曲则判定安定性合格,反之为不合格。
2检测过程中的影响因素及对策2.1为何要配重玻璃,我们分析,体积膨胀是多方向的,这里以雷氏夹平放为例(即试针水平于大地)分为纵向和横向,标准测定的膨胀值只是横向的,而纵向的膨胀则以相同配重的玻璃压住;让雷氏夹内水泥尽量横向膨胀。
这就要求操作者尽量选择质量接近的2块(最好不超过1.5g)作为对一个样品的检测。
若检测量大(每日超过20个样品),配重玻璃的配对工作须每月检查1次,以防在试验中玻璃有所磨损,造成两试件的差值过大。
净浆应尽量充满雷氏夹;减少空洞,否则同样会使两试件差值过大。
2.2作为对一个样品检测所选的2个雷氏夹弹性值应比较接近(弹性增加值最好不超过2mm),这样就不会出现因弹性值相差太大造成两试件煮后的增加值差距超过4.0mm的情况出现。
当然,雷氏夹其余尺寸必须符合标准要求。
雷氏夹的弹性检查和配对工作也应每月1次,如果安定性不合格出现多次,就要相应增加检查次数。
水泥安定性的测定试验1.试验目的检验水泥硬化后体积变化的均匀性,以决定水泥的品质。
测定方法有雷氏法和试饼法,有争议时以雷氏法为准。
2.主要仪器设备(1)雷氏夹。
(2)沸煮箱(算板与加热器之间距离大于50mm)。
(3)雷氏夹膨胀值测定仪(标尺最小刻度为0.5mm)。
(4)水泥净浆搅拌机、玻璃板等。
3.试验方法及步骤1)测定前的准备工作试饼法:每个试样需准备两块约100mm×100mm的玻璃板;雷氏法:每个试样需成型两个试件,每个雷氏夹需配备质量约为(75~85)g的玻璃板两块。
凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要涂上一薄层机油。
2)水泥标准稠度净浆的制备以标准稠度用水量拌制水泥净浆。
3)试样的制备(1)试饼的成型方法。
将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份,使之成球形,放在预先准备好的玻璃板上,轻轻振动玻璃板,并用湿布擦过的小刀由边缘向中间抹动,做成直径为(70~80)mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼,然后将试饼放入湿汽养护箱内养护(24±2)h。
(2)雷氏夹试件的制备。
将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上,并立即将已制好的标准稠度净浆装满试模,装模时一只手轻轻扶持试模,另一只手用宽约10mm的小刀插捣数次,然后抹平,盖上稍涂油的玻璃板,接着立即将试模移至湿汽养护箱内养护(24±2)h。
4)沸煮调整沸煮箱内的水位,使之保证在整个沸煮过程中都能浸没试件,并在煮沸的中途不需添补试验用水,同时又保证能在(30±5)min内升至沸腾,脱去玻璃板取下试件,先测量雷氏夹指针尖端间的距离(A),精确到0.5mm;接着将试件放人沸煮箱水中的试件架上,指针朝上,试件之间互不交叉,然后在(30±5)min内加热至沸,并恒沸(180±5)min。
沸煮结束,即放掉箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别。
4.试验结果判别1)试饼法目测试饼未发现裂缝,用钢直尺检查也没有弯曲时,则水泥的安定性合格,反之为不合格。
浅析影响水泥安定性判定的检测因素及控制措施安定性作为水泥质量好坏的重要指标,其判定的准确性对工程质量影响重大,所以作為工程质量检测人员就必须在检测工作中做到科学、准确。
笔者根据在质量检测工作中的经验,通过对水泥安定性检测的分析与研究得出了影响水泥安定性判定的主要因素,并提出了相应的控制措施。
标签:安定性检测控制措施0 引言水泥体积安定性是评定水泥质量的重要指标,也是保证水泥制品、混凝土质量的必要条件。
本文将从安定性检测过程中的几个主要影响因素分析其对安定性判定的影响,并根据分析与研究的结果提出了相应的控制措施。
1 引起安定性不良的化学成分引起安定性不良的化学成分,一般是由于熟料中所含的游离的CaO、游离的MgO或掺入的石膏过多造成的。
石膏中含有的SO3对水泥的安定性会产生不良影响。
熟料中所含的游离的CaO、游离的MgO都是过烧的,熟化很慢,在水泥已硬化后才进行熟化,体积发生膨胀,引起不均匀的体积变化,造成水泥石开裂,游离的CaO在沸煮下能迅速熟化,游离的MgO需在压蒸下才能加速熟化,而石膏对体积安定性的影响则需在长期的常温水中才能发现。
安定性不合格的水泥不允许在工程中使用。
2 影响水泥安定性判定的检测因素引起安定性不良的化学成分有游离的CaO、游离的MgO或SO3的含量三个因素,但游离的MgO或SO3的含量的影响均不便于快速检验,因此我们只对引起安定性不合格的主要原因过量的游离的CaO进行检测。
水泥安定性检测的方法,我们采用雷氏法。
雷氏法是指把标准稠度净浆装满两只雷氏夹,养护24h 后煮沸,煮后冷却至室温,测量指针尖端距离,当两试件煮后增加距离的平均值大于5.0mm,且差值不超过4.0mm时,则判水泥安定性不合格。
影响水泥安定性判定的检测因素很多,主要有水泥的净浆稠度、搅拌方式、试件的养护方式、雷氏夹的准确度、存放的时间等等。
以下笔者根据多年的检测经验一一加以分析。
2.1 净浆稠度对安定性的影响笔者经过试验,发现同一品牌的水泥,当制得的净浆稠度大于标准稠度时,安定性合格的水泥可能变为不合格,而净浆稠度小于标准稠度时,安定性不合格的水泥可能变为合格如下表所示。
一、名词解释1、水泥体积安定性:水泥在凝结硬化的过程中体积变化的均匀性。
二、填空题1活性混合材料均含有_活性SiO2_和_活性Al2O3_成分。
它们能与水泥水化产物氢氧化钙作用,生成_水化硅酸钙_和_水化铝酸钙_ _。
2引起硅酸盐水泥腐蚀的基本内因是水泥石中存在__氢氧化钙_和__水化硅酸钙_ 以及_水化铝酸钙_ 。
3硅酸盐水泥水化产物有_凝胶体__和晶_体,一般认为它对水泥石强度及其主要性质起支配作用。
4引起硅酸盐水泥体积安定性不良的原因是_游离氧化钙_ _、__游离氧化镁及__石膏_。
5常用的六大水泥包括:__硅酸盐水泥 _、__普通硅酸盐水泥、__复合硅酸盐水泥 _、_矿渣硅酸盐水泥__、__火山灰硅酸盐水泥及_粉煤灰硅酸盐水泥_。
6国家标准规定,硅酸盐水泥的初凝时间应不早于__45_分钟,终凝时间应不迟于390_分钟。
7硅酸盐水泥按照__3_天和_28__天的抗折强度和_抗压_ 强度划分为_6__个强度等级。
8硅酸二钙的水化方程式是C2S十mH=C-S-H+(2—x)CH __,产物中__氢氧化钙_为晶体结构,_水化硅酸钙_为凝胶体结构。
9硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分有_C3S__、_ C2S_ 、__C3A _和_C4FA 。
10硅酸盐水泥的主要水化产物有_水化硅酸钙__、_氢氧化钙_、_钙矾石_和_单硫型水化硫铝酸钙_ _。
11硅酸盐水泥的主要技术性质有_细度__、凝结时间_、_安定性_和_强度___。
12硅酸盐水泥熟料中,_硅酸三钙__凝结硬化后强度最高,_铝酸三钙_水化速度最快,_铝酸三钙_水化放热量最高,铝酸三钙_干缩性最大。
13硅酸盐水泥的细度用_比表面积_表示,普通水泥的细度用_筛余量_表示,硅酸盐水泥的终凝结时间为 _,普通水泥的终凝结时间为_10h __。
14硅酸三钙的水化方程式是C3S十nH=C-S-H+(3—x)CH,产物中_氢氧化钙_为晶体结构,_水化硅酸钙_为凝胶体结构。
4.1123化合物的性质。
4称为二次水化反应。
5水腐蚀。
化硅酸盐、4.21泥性能不合格。
2泥受到了限制。
w3所以它适用于有耐磨性要求的工程。
因而不宜用于耐磨性要求的混凝土工程。
4好。
52水化硫铝酸钙、水化铝酸钙、水化铁铝酸钙。
硬化水泥石由水泥熟料矿物水化的 凝胶体和结晶体、未水化的水泥颗粒、水和孔隙组成。
3后期引起水泥石的膨胀开裂破坏。
40m100m 时活性较高。
④测定水泥强度等级、凝结时间和体积安定性时均必须规定加水量。
了使试验结果具有可比性必须规定加水量。
4影响水泥凝结硬化的主要因素有以下5A的变化。
例如C 3 SBCD泥水化反应缓慢。
当温度低于50E拌合用水量及掺加外加剂种类等因素有关。
54AB i1.5孔隙中直接结晶成导致水泥石破坏。
ii酸镁及氯化镁。
它们与水泥石中的氢氧化钙起复分解反应生成的氢氧化镁松软而镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。
C i碳酸的水作用转变为重碳ii种酸对其均有不同程度的腐蚀作用。
他们与水泥石中的氢氧化钙作用后生成的化D破坏。
应力破坏、胀裂破坏。
iiiiii6石在有硫酸盐的环境介质中7定性、强度及强度等级、水化热、碱含量、不溶物、烧失量、密度和堆积密度。
它们各自意义如下过粗则无水化活性。
以标准稠度用水量制备的标准稠度水泥净浆测定。
时间不能太长。
上升到5060泥质量。
度和堆积密度。
国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标为不合格品。
8可能是由于熟料中所含的游离氧化镁过多或水泥中掺入的石膏过多所致。
用沸煮法检验由游离氧化钙引起的水泥体积安定性不良、由于游离氧化镁引起的体积安定性不良必须用蒸压法才能检验出来、石膏的危害需长期在常温水中才能发现。
9热较小。
这是因为甲厂的熟料中C3S 、C3AC2S。
水泥的体积安定性
水泥的体积安定性
水泥是一种重要的建筑材料,对于水泥的体积安定性有着重要的意义,因为水
泥的体积安定性能够直接影响到结构刚度、维护稳定和抗裂性等。
水泥的体积安定性即水泥样本在一段时间内,其体积不会发生较大变化,从而
确保水泥材料的质量和使用效果,满足工程结构的要求。
水泥体积安定性取决于多种因素,首先,在水泥生产过程中需要控制水泥用量
和配比,为水泥中添加适量的合理添加剂,确保水泥的体积安定性,还需要控制配合料的组成比例。
天气的影响也很大,去掉水泥浆的水分的过程时,若室内温度太低,水泥浆会凝固,从而影响水泥的体积安定性;若环境太潮湿,会遭遇结块、粒级的变动,亦会影响水泥的体积安定性。
此外,施工过程中需要恰当控制水泥浆的水分量,确保施工后体积安定性。
综上,水泥的体积安定性十分重要,从生产到使用,都需要结合多方面因素,
控制变量,从而保证水泥具备良好的体积安定性,使得水泥制品安全、稳定、长久。
影响水泥安定性判定的因素摘要水泥的体积安定性是反映水泥浆在凝结硬化后的体积膨胀是否均匀的情况,是评判水泥品质的重要指标之一,也是保证水泥制品、混凝土工程质量的必要条件。
本文通过对《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346-2011中有关水泥安定性检测方法中代用法(即试饼法)的分析,简述了检测过程中主要影响水泥安定性判定的因素,以及所要采取的措施。
关键词安定性;代用法;判定;危害;因素水泥的安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀程度,即水泥和水以后,逐渐水化硬化,水泥硬化浆体能保持一定形状,不开裂、不变形、不溃散的性质。
如果水泥中的某些成分的化学反应不在硬化前完成而在硬化后完成,并伴随有体积变化,这时便会使已经硬化的水泥石内部产生有害的内应力;如果这种内应力大到足以使水泥石的强度明显降低,甚至溃裂导致水泥制品破坏时,即为水泥安定性不良。
水泥的安定性是评定水泥质量的重要指标之一,也是保证混凝土工程质量的必要条件。
水泥中存在过量的游离氧化钙、游离氧化镁或硫酸盐是造成水泥不安定的主要原因。
使用安定性不合格的水泥将对构件的后期强度造成危害。
因此,必须严格按照国家标准和检验方法来检测水泥的安定性。
1 水泥安定性的检测方法安定性的检测方法有两种:1)雷氏法(标准法)是通过测定沸煮后雷氏夹中两个试针的相对位移,即水泥标准稠净浆体积膨胀程度,以此评定水泥浆硬化后体积安定性;2)试饼法(代用法)是观测沸煮后水泥标准稠度净浆试饼外形变化,评定水泥浆硬化后体积安定性。
试验中我们通常采用试饼法来判定水泥的安定性,当试饼法与雷氏法的检验结果有争议时,以雷氏法为准。
2 试验中影响水泥安定性判定的因素通过大量的试验我发现影响水泥安定性判定的因素主要有以下几种:1)水泥标准稠度用水量对安定性的判定的影响。
不同稠度净浆对水泥安定性的判定有着极其重要的影响。
同一种水泥拌制的净浆由于用水量的不同,稠度也不同。
水泥的体积安定性名词解释在水泥中加入适量的石膏和不超过1%的促凝剂,可提高水泥的体积安定性。
定义:水泥在硬化后,其结构仍然保持有一定的稳定性。
通常以吸水率来表示。
影响因素:①原材料品种;②粉磨细度及球磨工艺条件;③成型方法及养护条件;④用途等。
对硬化后强度无显著影响。
(1)3;5;0(2)3;5;0(3)3;6;0(4)3;6;0。
二、水泥的变形安定性 2。
用钻芯法测试钢筋混凝土中各部分的碳化深度,求出该地区的碳化深度。
碳化深度可分为5个等级,从E0级开始,每个等级所代表的碳化深度,由上而下依次减少,代号越大,表示碳化深度越小。
如E17— 2A3— 5,分别为C1— 1— 3— 5; E0— 3— 4— 5。
3。
将砂浆或混凝土试块成型后立即放入干燥的环境中,称为立即法。
将砂浆或混凝土试块置于标准温度和湿度的恒温恒湿箱内的相对湿度下,静置养护,称为标准养护法。
3。
钢筋混凝土在常温条件下( 20 ℃左右)可塑性变形值的极限值称为临界弯曲应力值。
钢筋混凝土弯曲的总应力Fs=Fxh+ Fy,其中, Fx=Fs+Fy。
当钢筋弯曲应力达到这一极限值时,钢筋产生塑性变形而开裂,钢筋混凝土弯曲破坏。
4。
利用钢筋混凝土材料的抗压强度与抗拉强度之比值,即为混凝土的抗拉强度。
其中抗压强度为Mpa,抗拉强度为Mpa。
4。
钢筋混凝土配制强度,系指钢筋混凝土强度标准值与配制强度之比值,以%表示。
该值是预估钢筋混凝土抵抗荷载效应的最低强度。
5。
混凝土中水泥浆的体积含量称为混凝土的坍落度。
6。
普通混凝土的体积安定性,是指在规定龄期的混凝土中,水泥石基本处于稳定状态,且骨料间粘结牢固,具有足够抵抗施加于其上的任何外力不致破坏的能力。
影响因素:水泥品种、混凝土组成材料及混凝土外加剂的种类和掺量、混凝土成型工艺、养护条件等。
7。
混凝土拌合物的工作性是指在已定施工条件下混凝土拌合物在操作时易于获得均匀质量和流动性的性能。
影响因素:水泥品种、矿物掺合料的掺量、水灰比、外加剂的种类及掺量、水泥用量等。
水泥的体积安定性名词解释名词解释:抗分散性能指物质在受力作用而破坏时,单位面积上所吸附的内摩擦力。
(相对内摩擦力)用来衡量水泥颗粒分散性的重要性能之一。
水泥的体积安定性水泥的体积安定性水泥是无机胶凝材料,它在拌合后放置一段时间会硬化或产生沉淀,这种现象称为水泥的水化。
水化所需的条件为:有水参加;水泥颗粒之间有适当的比例;必须是水泥颗粒表面充分接触水。
影响水泥水化速度的因素包括:温度、湿度、水灰比、熟料矿物的种类和组成、矿物集料的种类及其细度、拌合用水的品质、硬化时的环境条件以及外加剂的种类等。
当水泥颗粒发生水化时,体积将增大。
这种现象叫做水泥的水化。
水泥在水化过程中,在体积变化的同时,还伴随着质量变化。
但是,体积的变化并不影响水泥的使用性能。
相反,如果水泥的强度不够,还可通过增大水灰比来提高强度。
但是,水泥的凝结、硬化,往往会受到环境的限制,故除了掌握水泥水化的一般规律以外,还要具备一些特殊条件才能进行水泥的水化。
水泥中不同矿物集料的结构和性质也影响着水泥体积安定性。
如果矿物集料之间存在较多的孔隙,则水泥浆体具有良好的流动性,并且便于水泥颗粒之间相互连接和黏结。
这种结构的水泥称为高强度的水泥。
否则,水泥浆体的强度就低,影响工程的使用寿命。
此外,在配制不同水灰比的水泥时,需要掺入不同数量的集料。
若掺入量过少,则集料没有充分水化,体积不够,造成硬化后的水泥强度低。
如掺入量过多,则造成水泥浆体稠度过大,从而影响工程质量。
因此,在配制水泥时,需要根据施工需要,掺入不同量的集料,确定合适的集料用量。
水泥中不同矿物集料的结构和性质也影响着水泥体积安定性。
如果矿物集料之间存在较多的孔隙,则水泥浆体具有良好的流动性,并且便于水泥颗粒之间相互连接和黏结。
这种结构的水泥称为高强度的水泥。
否则,水泥浆体的强度就低,影响工程的使用寿命。
此外,在配制不同水灰比的水泥时,需要掺入不同数量的集料。
测定水泥安定性(一)概述水泥加水后在硬化过程中,一般都会发生体积变化,如果这种变化是在熟料矿物水化过程中发生的均匀体积变化,或伴随着水泥石凝结硬化过程中进行,则对建筑物质量无不良影响。
但如果因水泥中某些有害成分的作用,水泥、混凝土已硬化后,在水泥石内部产生剧烈的不均匀体积变化,则在建筑物内部会产生破坏应力,导致建筑物强度下降。
若破坏应力超过建筑物强度,就会引起建筑物开裂、崩溃、倒塌等严重质量事故。
反映水泥凝结硬化后体积变化均匀性物理性质的指标称为水泥的体积安定性,简称安定性。
安定性是水泥重要的品质指标之一。
我国水泥国家标准中明确规定,安定性不合格的水泥为废品,严禁出厂。
影响水泥体积安定性的主要因素是由于水泥中存在过量的f-CaO、MgO和SO3引起的,其中f-CaO是影响水泥安定性最常见、最严重的因素之一。
水泥熟料矿物主要是在高温下固相反应生成,反应完全程度受到生料配比、细度、混合均匀程度、烧成温度等条件影响。
当氧化钙与氧化硅、氧化铝、氧化铁的化学反应不完全,便剩余一些未被化合吸收的氧化钙,称为游离氧化钙(f-CaO)。
熟料中f-CaO经1400~1450℃高温煅烧(俗称死烧石灰),结构致密,且包裹在熟料矿物中,遇水反应式为:CaO+H2O→Ca(OH)2CaO与水反应生成Ca(OH)2,固相体积增大1.98倍,如果这一过程在水泥硬化前完成,对水泥安定性无危害。
但水泥中f-CaO在常温下水化反应缓慢,至水泥、混凝土硬化后较长一段时间(一般需3~6个月)内才完全水化,水化后由于固相体积增大一倍,在已硬化的水泥石内部产生局部膨胀,造成混凝土强度大大下降,严重时会导致建筑物开裂、崩溃。
熟料中f-CaO的产生条件不同,形态也不同,一种是因欠烧、漏生,即在1100~1200℃低温下形成的f-CaO,称欠烧f-CaO。
这种f-CaO结构疏松多孔,遇水反应快,对水泥安定性危害不大;但因生烧熟料及黄粉中熟料主要矿物量很少,强度很低,所以对水泥质量影响很大。
浅谈影响水泥安定性性能的因素摘要:水泥的安定性是衡量水泥质量的非常重要的指标之一。
本文将对影响水泥的安定性的主要因素进行探讨分析。
关键词:安定性;水泥;检测方法水泥水化过程伴随着体积的变化。
若考虑整个水泥-水体系,水化产物的体积是减少的,表现为水泥石中产生一定的空隙。
若仅考虑水泥本身,其水化产物的体积是增加的,因为水化过程化合了一定量的水份。
水泥水化过程体积的变化,如果发生在硬化之前,由于水泥浆体具有可塑性,体系体积会整体发生变化,对水泥石的结构与力学性能没有不良影响。
如果体积变化发生在硬化阶段或硬化之后,由于整个体系的体积已固定,水化产物体积变化势必对整个体系的结构产生不利影响。
这些影响可从两方面来描述:一是水泥水体系中的水份过多,这些多余的水份成为水蒸汽跑掉,在水泥石中留下空隙,当这些空隙很多时,会产生体积收缩,严重时导致水泥石开裂;二是水泥中有一些水化速度很慢的矿物(如游离氧化钙),它们需要较长的时间才能完全水化,且水化时体积增大,其水化颗粒只向所选择的一个方向生长,因而产生外推力,由于颗粒推剂的作用,使水泥石产生膨胀,严重时水泥石开裂破坏。
这种由于水化速度且体积膨胀引起的水泥破坏的现象就是水泥的体积安定性问题。
安定性不合格的水泥,生产厂家不应出厂销售,施工单位更不准使用。
1.造成安定性不合格的原因在水泥矿物中,对安定性有影响的矿物有三种:石膏、方镁石和游离氧化钙,习惯上仅指游离氧化钙的影响。
1.1石膏(so3)影响它是水泥的调凝剂,是水泥不可缺少的成份。
石膏的化学成份为硫酸钙,分子式为caso4.2h2o,其中caso4在水泥化学中看成是cao+so3。
水泥水化时,so3会延缓水泥烹中铝酸三钙的水化,使水泥不会急凝。
石膏在水泥中的掺量应合适,据研究,其合适的掺入量是水泥加水后24小时左右被耗尽。
当石膏过量时,不但对水泥的凝结时间有影响,过多的so3在水泥感化阶段会继续水化,生成钙矾石(3cao·al2o3·3caso4·32h2o),同时体积膨胀,严重时引起水泥石开裂。
水泥安定性不合格的原因分析及检测试验中应注意的问题(乐山市建设工程质量检验测试中心王谊)摘要:本文简述水泥安定性不合格的原因分析以及检测试验应注意的几个问题。
关键词:水泥体积安定性游离氧化钙(f-CaO)时效性水泥的体积安定性,简称安定性,是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性,是评判水泥品质的“一票否决性”的指标之一,也是在水泥物理性能检测各项指标中最主要的一个指标。
事实上,水泥遇水后,在凝结硬化的过程中,体积必然要发生变化,但变化不能太大并应保持均匀。
因此,作为建设工程质量检测机构,对于水泥体积安定性的检测决不能掉以轻心。
水泥的安定性不合格,是指水泥中的不安定因素(游离氧化钙f-CaO和游离氧化镁f-MgO等)的水化反应,发生在水泥浆体凝结硬化以后,且水化时伴随着一定的体积膨胀,产生不均匀的体积变化,在已经硬化的水泥石内部产生内应力,从而导致混凝土内部产生巨大的膨胀应力,致使混凝土的强度急剧下降的情况。
当膨胀应力超过混凝土的强度极限时,就会引起混凝土的开裂和损坏。
因此,无论何时实施的国家标准中都规定,安定性不合格的水泥是废品,是绝对不能用于工程上的。
1、水泥安定性不合格的原因分析引起水泥安定性不合格的原因主要是由于水泥熟料中含有过多的游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)以及三氧化硫(SO3);但是由于游离氧化镁需要在蒸压条件下才能加速水化反应,而三氧化硫则需要长期在常温水中才会与水化铝酸钙(3CaO·Al2O3·6H2O)发生反应,所以这二者都不便于快速检验,故在水泥的生产过程中,国家标准中对水泥产品中游离氧化镁以及三氧化硫的含量都有严格的规定。
因此,可以说,通常在工程质检中出现安定性不合格主要是由于游离氧化钙过多引起的。
我们知道,水泥熟料中最主要的化学成分是CaO,它与SiO2生成硅酸钙,与Al2O3和Fe2O3生成铝酸盐和铁铝酸盐。
要生产出高品位的优质水泥,就需要有足量的碱性氧化物(即CaO)来满足酸性氧化物的需要。
定义
水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。
如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化,即为体积安定性不良,安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝,降低建筑物质量,甚至引起严重事故。
1.引起水泥安定性不良的原因有很多,主要有以下三种:熟料中所含的游离氧化钙过多、熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。
熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的,熟化很慢,在水泥硬化后才进行熟化,这是一个体积膨胀的化学反应,会引起不均匀的体积变化,使水泥石开裂。
当石膏掺量过多时,在水泥硬化后,它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙,体积约增大1.5倍,也会引起水泥石开裂。
2.2.国家标准规定:水泥安定性经沸煮法检验(CaO)必须合格;水泥中氧化镁(MgO)含量不得超过5.0%,如果水泥经压蒸安定性试验合格,则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0%;水泥中三氧化硫(SO3)的含量不得超过
3.5%。
3.3.安定性不合格的水泥应作废品处理,不能用于工程中。
4.4.水泥全程安定性是指水泥在凝结硬化过程中,体积变化的均匀性。
测定方法
试验方法一:雷氏夹法(标准法)
雷氏夹法(标准法)的实验步骤如下
1.测定前的准备工作每个试样需成型两个试件,每个雷氏夹需配备质量约75g~85g的玻璃板两块,凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。
2.雷氏夹试件的成型将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上,并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹,装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹,另一只手用宽约lOmm的小刀插捣数次,然后抹平,盖上稍涂油的玻璃板,接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24h±12h。
3.沸煮
(1)调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都超过试件,不需中途添补试验用水,同时又能保证在30min±5min内升至沸腾。
(2)脱去玻璃板取下试件,先测量雷氏夹指针尖端间的距离(A),精确到0. 5mm,接着将试件放人沸煮箱水中的试件架上,指针朝上,然后在30min±5min内加热至沸并恒沸180min±5min。
(3)结果判别:沸煮结束后,立即放掉沸煮箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别。
测量雷氏夹指针尖端的距离(C),准确至0.5,当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.Omm时,即认为该水泥安定性合格,当两个试件的(C-A)值相差超过4. Omm时,应用同一样品立即重做一次试验。
再如此,则认为该水泥为安定性不合格。
实验方法二:试饼法
试饼法的步骤如下
1.将制备好的水泥标准稠度净浆取出一部分,分成相同两份,先团成球形,放在事先涂有一层黄油的玻璃板上,在桌面上轻轻振动,并通过小刀由外向里的抹动,使水泥浆形成一个直径70-80MM,中心厚约10MM而边缘渐薄的圆形试饼,按上述方式养护24±2H
2.从玻璃板上取下试饼,先观察试饼外观有无缺陷,在无开裂,翘曲等缺陷时,放在沸煮箱的试架上,然后按雷氏夹法同样的方法进行沸煮。
3.沸煮结束后,打开箱盖,待冷却至室温,取出试饼进行观察判断。
当目测试饼未发现裂缝,且用钢尺测量没有弯曲时,则认为响应水泥安定性合格。