浅谈水泥的安定性
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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。
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。
探讨水泥安定性的检测摘要:水泥安定性的检测是水泥物理特性的基本指标试验,文章结合实际的工作经验探讨水泥安定性不合格的危害、检测方法以及注意事项。
关键词:水泥;安定性;检测中图分类号:TQ172 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0041-02水泥安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性,是评定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。
现行的国家标准将安定性不合格的水泥判为不合格品,可见它是水泥检测项目中的重中之重。
因此作为检测机构对水泥安定性的评判决不能掉以轻心。
1水泥安定性不合格造成的危害安定性不良的水泥会使水泥硬化体开裂,强度降低,甚至引起结构破坏,造成不同程度的质量危害,甚至是质量事故,危害极大。
事故发生的部位和损坏的程度如下:1.1砌体工程破坏较轻时,砂浆达不到设计强度,严重时砂浆几乎没有强度。
随着砂浆中水分的析出干燥,砂灰变酥,用手指即可轻易扒下,墙体粘结强度远远达不到设计要求,甚至出现崩裂和损坏。
1.2混凝土工程用于混凝土工程的板、梁、柱及预制构件的混凝土材料,浇筑后凝结缓慢、无强度,随后便在构件表面出现不规则的裂纹。
尤其是位于承重部位的阳台、梁、挑檐板、挑梁、雨篷等,拆除模板的同时就可能发生断裂或损坏。
1.3装饰工程使用在内外墙裙、踢脚线、抹灰层及楼地面工程的混凝土砂浆,轻者装饰层无强度、起皮、开裂、掉砂、起泡等,重者抹灰层出现大面积脱落、掉皮,或因经不起风雪雨水的冲刷而在短期内毁坏。
2水泥安定性的检测方法进行水泥安定性的检测其目的是通过测定沸煮后标准稠度水泥净浆试样的体积和外形变化的均匀性,评定体积安定性是否合格,以决定水泥是否可以使用。
水泥体积安定性测定方法有标准法(雷氏法)和代用法(试饼法),出现争议时,一般以标准法(雷氏法)为准。
标准法(雷氏法)是通过测定标准稠度水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值,来评定水泥浆硬化后体积变化是否均匀;代用法(试饼法)是观测标准稠度水泥净浆试饼沸煮后的外形变化程度来评定水泥的体积安定性。
水泥的安定性即体积安定性,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.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.安定性不合格的水泥应作废品处理,不能用于工程中。
检测方法有试饼法和雷氏法,有争议时以雷氏法为准:用试饼法进行检验时,将制备好的标准稠度的水泥净浆取出约150g,放在涂油的玻璃板上,使其摊开,成饼状,要求试饼制作必须规范,直径过大、过小,边缘钝厚都会影响试验结果。
一般试饼,直径以70~80mm、中心厚约10mm,边缘渐薄、表面光滑为规范试饼。
煮后安定性试饼用直尺检查不弯曲,用肉眼观察无裂纹的前提下,仅有少量脱皮现象,应判为安定性合格。
试饼煮沸前,应检查并记录有无裂缝或弯曲现象。
要检查试饼养护温度时间与湿度是否符合要求(湿气养护箱应能使温度控制在20±3℃,湿度大于90%、养护时间为24±2h)。
如养护温度太高(大于25℃)或湿度不够,可能在沸煮前就使试饼发生收缩裂纹,特别是在水泥比表面积比较大的情况下更容易发生收缩裂纹(收缩裂纹往往发生在与玻璃接触的试饼底部中间),这时不能认为试样不安定;如养护温度过低(小于15℃),沸煮后可能产生脱皮现象。
水泥安定性试验心得体会水泥安定性试验是一种常见的工程试验方法,用于评价水泥的稳定性和可靠性。
在我参与的水泥安定性试验中,我体会到了以下几点。
首先,水泥安定性试验要求严谨。
试验过程中,需要精确称量试验样品,控制试验条件,严格按照标准操作。
试验中每一步都要做到准确无误,以保证试验结果的可靠性。
在试验中,我学会了细心和耐心,时刻注意每一步操作的细节,确保试验的准确性。
其次,水泥安定性试验需要注意试验条件的控制。
试验过程中,温度、湿度、浸泡时间等试验条件都会对试验结果产生影响,因此需要在试验前仔细调整试验条件,并在试验过程中严格控制这些条件。
在实际操作中,我发现试验样品的浸泡时间对试验结果有较大影响,在调整试验条件时我会优先考虑浸泡时间的合理控制。
再次,水泥安定性试验需要进行多次重复试验以确保结果的准确性。
由于水泥的性质会因批次、厂家等因素而有所差异,所以为了更好地评价水泥的安定性,需要进行多次重复试验。
在试验中,我会根据实际情况增加重复试验的次数,并通过平均值和标准差等统计方法来评估试验结果的可靠性。
最后,水泥安定性试验需要对试验结果进行科学分析和解释。
试验结束后,我会对试验结果进行数据分析和统计处理,得出试验数据的均值、标准差等指标,并结合实际情况进行结果的解释和分析,得出结论。
在分析试验结果时,我会考虑水泥的主要性能指标,如强度、稳定性等,综合考虑试验结果的综合评价。
总的来说,水泥安定性试验是一项重要的工程试验方法,通过参与实际试验我对试验的要求、操作技巧以及结果分析等方面都有了更深入的了解。
水泥安定性试验的实施需要注重细节,准确控制试验条件,并进行多次重复试验,以确保试验结果的可靠性和准确性。
通过试验,可以更好地评价水泥的稳定性和可靠性,为工程建设提供有效的参考依据。
浅谈水泥检验中安定性的时效问题摘要:本文简述了水泥安定性不合格的原因以及在检测中遇到的安定性的时效问题及成因。
关键词:水泥安定性游离氧化钙时效性在水泥的各项指标中,安定性可以说是最主要的一个指标。
水泥安定性指的是水泥在凝结过程中体积变化的均匀性,水泥的安定性不合格指的是水泥硬化后产生不均匀的体积变化。
在国家标准中安定性不合格的水泥是废品,水泥中的不安定因素(f-CaO和f-MgO等)的水化反应是发生在水泥的凝结硬化以后,且水化时伴随着体积的成倍膨胀,在已经硬化的水泥石的内部产生内应力,致使混凝土构件的强度降低,安定性不合格的水泥是不能用于工程上的。
在土建过程中,使用了安定性不合格的水泥会给工程带来极大的隐患,但是在现在的建筑市场中,安定性不合格的水泥仍然存在,故对于质检部门来说,准确的检测和判定水泥的安定性是否合格在水泥检验过程中是极其重要的。
但是有时也会出现这样的情况,同一批次的水泥在第一次送检时安定性不合格,但是在过几天的第二次送检中却是合格的。
这种水泥的安定性随时间二发生变化的情况我们称为安定性的时效性。
也正是时效性的存在,使得在安定性的判定上往往会有争议。
1、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f-CaO和f-MgO以及SO3,但是由于f-MgO需要在蒸压条件下才能加速水化反应,而SO3则需要长期在常温水中才会与(3CaO·Al2O3·6H2O)发生反应,所以这二者都不便于快速检验,故在水泥的国家标准中对水泥中f-MgO以及SO3的含量都有严格的规定。
我们通常在工程质检中出现安定性不合格主要是由于f-CaO过多引起的。
在水泥生产过程中烧结的最高温度应该达到1450℃。
温度从1300℃升高到1450℃再回到1300℃的这个阶段是水泥熟料的生成阶段。
在这个阶段铝酸三钙(3CaO·Al2O3)铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3 Fe2O3)烧至熔融状态,出现液相,把CaO和部分的硅酸二钙溶于其中,反应生成硅酸三钙(3CaO·Si O2),必须有足够的时间和温度才能使生成硅酸三钙的反应较为完全。
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。
有关水泥安定性影响因素的探讨【摘要】水泥安定性是评定水泥品质最主要的技术指标之一,水泥安定性的合格与否直接关系到混凝土结构安全性能的好坏,在水泥诸多检测项目中为必检项目。
文章阐述了影响水泥安定性的因素及其化学机理,结合实际工作经验分析试验方法的规范与否对水泥安定性判定的影响,并对在检测中遇到的安定性时效性问题进行了解释。
【关键词】安定性;标准稠度用水量;搅拌方式;养护时间;时效性水泥的体积安定性是指水泥浆硬化后因体积膨胀而产生变形的性质。
当水泥浆体硬化后,产生不均匀的体积变化,为体积安定性不良,这会导致水泥浆体开裂,严重影响工程质量。
在《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)和《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)两个国家标准中明确规定,安定性不合格的水泥严禁用于建筑工程中。
1.水泥安定性的影响因素及机理分析造成水泥体积安定性不良的因素,主要是由于熟料中所含游离氧化钙(f-Cao)过多,当熟料中所含氧化镁(Mgo)或掺入石膏过量时,也会导致安定性不良。
熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的,结构致密,水化很慢,加之被熟料中的其它成分所包裹,使得在水泥已经硬化后才进行熟化。
其反应式为:Cao+H2O=Ca(OH)2;Mgo+H2O=Mg(OH)2;这时体积膨胀97%以上,从而引起不均匀体积膨胀,使水泥石开裂。
当石膏掺量过多时,在水泥硬化后,残余石膏与固态水化铝酸钙继续反应生成高硫型水化硫铝酸钙(钙矾石),体积增大约1.5倍,从而导致水泥石开裂。
其反应式为:3(CaSO4·2H2O)+3CaO·Al2O3·6H2O+19H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O2.检验方法对水泥安定性的影响2.1标准稠度用水量、非标准稠度用水量对安定性的影响在标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346-2011中规定,水泥安定性测定所用净浆为标准稠度净浆。
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。
实验3.3 水泥安定性试验
安定性是水泥硬化后体积变化的均匀性,体积的不均匀变化引起膨胀、裂缝或翘曲等现象。
安定性实验可采用试饼法或雷氏法,当实验结果有争议时以雷氏法为准。
(1) 实验前的准备
称取水泥试样400 g,用标准稠度需水量,按标准绸度测定时拌和净浆的方法制成水泥净浆,然后制作试样。
①饼法制作
从制成的净浆中取约150 g分成两等分,制成球形,放在涂过油的玻璃板上,轻轻振动玻璃板,并用湿布擦过的小刀,由边缘向饼的中央抹动,做成直径70~80 mm,中心厚约10 mm,边缘渐薄、表面光滑的试饼。
接着将试饼放人养护箱内,自成型时起,养护24±2 h。
②雷氏法制作
将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上,并立刻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10 mm的小刀插捣15次左右,然后平盖上稍涂油的玻璃板,接着立刻将试模移至养护箱内养护24±2 h。
(2) 实验步骤
(3) 实验结果评定
①试饼法鉴定:目测试饼,若未发现裂缝,再用直尺检查也没有弯曲时,则水泥安定性合格,反之为不合格。
当两个试饼有矛盾时,为安定性不合格。
②雷氏法鉴定:测量试件指针尖端的距离(C)记录至小数点后一位,当两试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0 mm时,即安定性合格,反之为不合格。
当两个试件的(C-A)值相差4 mm 时,应取同一样品立即重新做一次实验。
浅析水泥安定性对工程质量的影响王琦宁亮(杨凌职业技术学院,陕西杨凌712100)工程技术口毒要]水泥安定}生是指水泥在硬化过程中,体积变化是否均匀的性质,是水泥检验指标中最主要的指标之一。
为保证工程质量,规范规定,不合格水泥严禁用于建筑工程,珥£技术保证资料又规定,施工中所用的水泥必须经过该地区有资质的试验室复捡合格后方可使用。
巨锺润】水泥安愈『生;质量;混凝土;危害水泥安定性是指水泥在硬化过程中,体积变化是否均匀的性质,是水泥检验指标中最主要的指标之一。
为保证工程质量,规范规定,不合格水泥严禁用于建筑工程;工程技术保证资料又规定,施工中所用的水泥必须经过该地区有资质的试验室复检合格后方可使用。
如果试验后判定水泥安定性为不合格,则该检验批水泥为废品,不得用于建筑工程,若强行使用不仅将影响建筑物的使用寿命,严重者甚至不能使用,成为名副其实的“豆腐渣”工程。
1水泥安定性不良原因分析引起水泥安定性不良的原因,主要是水泥熟料中所含游离氧化钙“一Ca0)含量过高引起的。
在水泥生产过程中烧结的最高温度应达到145a℃,温度从1300℃升高到145a℃再回到130a℃的这个阶段是水泥熟料的生成阶段。
在这个阶段铝酸三钙、铁铝酸四钙烧至熔融状态,出现液相,把C a0和部分的硅酸二钙溶于其中,反应生成硅酸三钙,毖须有足够的时间和温度才能使生成硅酸三钙的反应较为完全。
水泥的烧结温度不够而使水泥熟料反应不完全,导致大量f-C a0的残留,这个是低温f-C a0,它结构比较疏松,水化的速度快,比较容易发现,在施工中表现为混凝土不凝结、不硬化,早期没有强度等。
由于配料不当,原料中C a0成分过多,导致在烧结阶段反应完全后仍然余下过多的C a0成分以游离的状态存在,称为高温f—C aO,它表面由玻璃釉状物质包裹,由于水化的速度缓慢,一般都在几个月以后甚至更长的时间才开始水化,故施工中混凝土早期的强度一般都能达到标准值,不易发现,如果不做安定性试验,就很难发现问题。
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。
水泥安定性及其对混凝土构件的影响摘要:水泥安定性关系到混凝土结构的安全性,是水泥在工程应用时的必测项目。
文章分析了影响水泥安定性的因素及其机理,以及水泥安定性对混凝土构件的影响。
关键词水泥安定性试饼法雷氏法混凝土内应力引言水泥的安定性是水泥质量指标中最重要的指标之一。
水泥在凝结硬化后,因为内部化学反应产生局部膨胀,而导致水泥石结构的破坏,就是所谓体积安定性不良。
水泥安定性不良的原因,一般是由于熟料中所含的游离氧化钙(f-CaO)、方镁石或掺入过量的石膏以及水泥中的Fe2O3造成的。
游离氧化钙(f-Ca0)是影响水泥安定性的主要原因。
1.水泥安定性的影响因素1.1游离氧化钙(f-Ca0)对安定性的影响水泥熟料矿物是在1450℃左右高温下反应生成,反应程度受到生料的配合比、混合是否均匀、烧成温度、煅烧带停留时间等条件的影响。
一些组份的反应不可能是很完全,或多或少地剩余一些氧化钙未被吸收化合,这些剩余的氧化钙称为游离氧化钙。
游离氧化钙因产生的条件不同存在形态也不同。
第一种形态是低温游离氧化钙;其结构疏松多孔,遇水反应较快,相对水泥安定性危害不很大。
表现为降低水泥或混凝土强度。
第二种形态是死烧状态的游离氧化钙;水化速度很慢,在硬化的水泥石中继续与水生成六方板状的Ca(OH)2晶体,体积增大近一倍,产生的膨胀应力以致破坏水泥石。
游离氧化钙的水化可以用下式表示:CaO+H2O→Ca(OH)2游离氧化钙的水化膨胀有两个特征:一是在空间上的不规则性,难于预测结构变形和开裂前的方位;二是时间上的不确定性,使得难以预测结构破坏的期限。
上述特征使其对混凝土结构的安全造成了严重的隐患。
1.2氧化镁(MgO)对安定性的影响熟料中的氧化镁主要来源于石灰石(CaCO3,CaMg(C03)2)成分。
温度为(600—650)℃时,就会迅速地分解为氧化镁,水泥熟料烧成温度1450℃左右,如此高的温度会使氧化镁严重过烧。
过烧的氧化镁,晶粒较大,结构致密,包裹在熟料矿物中,极难在短期内水化。
【揭秘混凝土】第28篇:水泥物理性质解析--水泥的安定性水泥的安定性是指水泥浆在凝结硬化的过程中,体积变化是否均匀的性质。
如果水泥中某些成分的含量超出某一限度,水泥浆在凝结硬化过程中体积变化不均匀,会导致水泥石出现翘曲变形、开裂等现象,即体积安定性不良。
体积安定性不良的水泥,会使结构物产生开裂,降低建筑工程质量,影响结构物的正常使用。
水泥体积安定性不良,一般是由于水泥熟料中游离氧化钙、游离氧化镁含量过多或石膏掺量过大等原因所造成的。
游离氧化钙或游离氧化镁都是经高温烧成的晶体颗粒,呈死烧状,表面有玻璃釉状物质包裹,熟化很慢,在水泥硬化后才进行熟化,引起周围水泥石固相体积膨胀,使水泥石开裂。
当石膏掺量过多时,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。
国家标准规定,水泥安定性经沸煮法检验氧化钙(CaO)必须合格。
测试时可采用试饼法(代用法)或雷氏法(标准法),在有争议时以雷氏法为准。
1、试饼法是用标准稠度的水泥净浆做成试饼,经恒沸3h以后,用眼睛观察试饼表面有无裂纹,用直尺检查试饼底部有无弯曲翘曲现象。
若试饼表面无裂纹且试饼底部也没有弯曲翘曲现象,则水泥体积安定性合格;反之,为不合格。
2、雷氏法是测定水泥浆在雷氏夹中经沸煮3h后的膨胀值。
当两个试件沸煮后的膨胀值的平均值不大于5.0mm 时,该水泥体积安定性合格,反之,为不合格。
沸煮法只能检验出游离氧化钙(CaO)过量所引起的体积安定性不良。
游离氧化镁(MgO)的水化作用比游离氧化钙(CaO)更加缓慢,因此,游离氧化镁(MgO)所造成的体积安定性不良,必须用压蒸方法才能检验出来;石膏的危害则需要长时间浸泡在常温水中才能发现。
由于游离氧化镁和石膏的危害作用不便于快速检验,所以,国家标准对水泥熟料中氧化镁、三氧化硫的含量作了严格规定: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(MgO)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%,以保证水泥质量。
浅谈水泥的安定性
【摘要】本文简述了水泥安定性不合格的原因以及在检测中遇到的安定性的时效问题及成因。
【关键词】安定性;时效;体积膨胀
0.概述
水泥的体积安定性是表示水泥浆体硬化后是否发生不均匀体积变化的指标。
是评判水泥的品质指标之一,也是保证水泥制品、混凝土工程质量的必要条件。
在水泥的各项指标中,安定性可以说是一个主要的技术指标。
水泥在凝结硬化过程中,如果产生不均匀变形或在水泥硬化后变形太大,会使混凝土构件产生变形、膨胀、严重时造成开裂,从而影响混凝土的质量。
当不均匀体积变化形成的应力超出水泥结构所能承受的极限时,将会给整个结构造成极为不利的影响,严重时引起结构的破坏。
在国家标准中安定性不合格的水泥是废品,水泥中的不安定因素f-CaO、f-MgO都是过烧的,熟化很慢,在水泥已经硬化后才产生固相体积膨胀,安定性不合格的水泥是禁止在工程上使用的,所以安定性的合格与否是至关重要的。
1.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f-CaO和f-MgO以及SO3,当水泥原料比例不当或煅烧工艺不正常时,会产生较多的处于游离状态的CaO和MgO,它们和熟料一起,同样经历了1450℃的高温煅烧,属严重过火的CaO和MgO,水化反应速度极慢,在水泥凝结硬化很长时间才进行水化,生成Ca(OH)2和Mg(OH)2在已经硬化的水泥石中膨胀。
但是由于f-MgO 需要在蒸压条件下才能加速水化反应,而SO3则需要长期在常温水中才会与(3CaO·Al2O3·6H2O)发生反应,所以这二者都不便于快速检验,故在水泥的国家标准中对水泥中f-MgO以及SO3的含量都有严格的规定。
我们通常在工程质检中出现安定性不合格主要是由于f-CaO过多引起的。
水泥的烧结温度不够而使水泥熟料反应不完全,导致大量的f-CaO的残留,这个是低温f-CaO,它结构比较疏松,水化的速度快,比较容易发现,在施工中表现为混凝土不凝结、不硬化,早期没有强度等。
由于配料不当,原料中CaO 成分过多,导致在烧结阶段反应完全后仍然余下过多的CaO成分以游离的状态存在,我们称为高温f-CaO,它表面有玻璃釉状物质包裹,由于水化的速度缓慢,一般都在几个月以后甚至更长的时间才开始水化,故施工中混凝土早期的强度一般都能达到标准值,不易发现,如果不做安定性试验,就很难发现问题。
但是随着时间的延长,f-CaO慢慢开始水化,引起固相体积的膨胀,产生内应力,从而导致混凝土强度的降低,甚至引起混凝土构件的破坏。
2.时效性
水泥中低温f-CaO的结构比较疏松,在水泥存放的过程中能自动吸收空气中的水分进行消解,随着水泥存放时间的延长,水泥中f-CaO不断的吸收空气中的水分而水化,含量不断的减少,而高温f-CaO的密度大,结构比较致密,且表面包裹着玻璃釉状物质,不易吸收空气中的水分进行水化,所以时效性的产生主要是由低温f-CaO引起的。
因此安定性不合格的水泥在存放一段时间后安定性可能会合格,这个我们称为安定性的时效性。
但是并不是所有的水泥存放一段时间后安定性都会合格,当水泥中的f-CaO含量过多或者是由于f-MgO以及SO3引起
的安定性不合格则没有这种特性。
这就是说存放一段时间有可能解决由于低温f-CaO而造成的水泥安定性不合格,并不意味着水泥的安定性不合格只要存放一段时间就可以了。
同时由于在水泥的生产过程中f-CaO的产生是不可避免的,因此在水泥配料合理、煅烧时反应彻底的情况下,水泥熟料在粉磨前和成品水泥在出厂前一定要存放一段时间(安定期),这样可以有效的避免安定性时效性的存在,也在一定程度上减少安定性争议的产生。
在水泥的检测中,正确的认识水泥安定性产生的原因,有利于我们在工作中更加准确的检测和判定水泥的安定性。
由于水泥是建筑工程中用量最大,是直接影响到工程质量的建筑材料,而且由于水泥安定性不合格具有一定的隐蔽性,如果不做检验一般很难被发现。
有时施工单位为了追求施工的进度,一边施工一边送检或者干脆不检,这样就在客观上造成了一部分水泥安定性不合格的水泥用在了工程上,而安定性不合格的水泥是废品,是严禁用于工程上的,为了确保工程质量,最好在安定性确定无误后方可进行使用以防给工程留下隐患!
3.为了确保试验结果的准确性和代表性,水泥检验过程中应该注意以下方面
3.1取样
在水泥进场后,首先应该取样送检。
每不同批次的水泥必须送有相应资质的试验部门进行检测,每检验批代表数量不得超过200T,散装水泥每检验批代表数量不得超过500T.取样要有代表性,可连续取或者从20个以上的不同部位取等量样品,总量至少12kg。
将每一编号所取的水泥混合样通过0.9mm的方孔筛,均分为试验样和封存样。
封存样有买卖双方共同签封。
以抽取实物试样的检验结果为验收依据时,水泥厂封存样保存期为40d,以同编号水泥的检验报告为验收依据时,水泥厂封存保存为3个月。
3.2试验操作应准确
在试验过程中为了确保试验结果的准确性,应该严格按照国家标准进行操作,以减少人为因素造成的误差。
当雷氏法和饼法的试验结果出现矛盾时,以雷氏法为准。
3.3当试验结果不合格时,应及时通知施工单位
如果厂家对试验结果有异议,应该在尽可能短的时间内,在施工单位、厂家和监理等各方的见证下重新取该批水泥送检。
水泥的安定性有可能会因为时效性的影响而发生变化,对于可能出现的安定性方面的问题应该是以预防为主,所以无论是水泥厂家还是施工单位,都要对水泥的安定性有足够的重视,水泥生产厂家一定要把好质量关,施工单位一定要先检验再使用,否则一旦出现问题则难以弥补。
只有在相互配合的条件下才能杜绝安定性不合格的水泥用到建筑工程中。
【参考文献】
[1]公路工程水泥基水泥混凝土试验规程JTG E30-2005.
[2]普通混凝土硅酸盐水泥GB175-2007.
[3]道路材料.
[4]公路工程试验检测人员业务考试复习指南(二).公路.材料.。