劉幸平

摘要：如何檢測、評(píng)估水泥安定性合格與否，以及水泥安定性不合格對(duì)混凝土質(zhì)量的影響和危害，是工程技術(shù)界的一個(gè)難題。在此分析水泥安定性不合格的成因，并著重分析了混凝土的幾種檢測方法，以此來給相關(guān)的從業(yè)人員一些參考和建議。

關(guān)鍵詞：安定性；混凝土；檢測方法

中圖分類號(hào)：TU528.041文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）01-04-02

前言

在建設(shè)工程中，水泥質(zhì)量的好壞直接影響建筑結(jié)構(gòu)安全，而水泥安定性是水泥檢驗(yàn)指標(biāo)中最主要的指標(biāo)之一。但由于建設(shè)工期和施工進(jìn)度的要求，進(jìn)入施工現(xiàn)場的水泥未經(jīng)取樣復(fù)驗(yàn)或未等檢驗(yàn)結(jié)果出來即已用于工程的現(xiàn)象非常普遍，致使安定性不合格的水泥用于工程的現(xiàn)象屢有發(fā)生，造成的事故屢見不鮮。因此，做好水泥的安定性的檢測顯得尤為重要。

1.水泥安定性不合格的成因

1.1引起水泥安定性不合格的主要因素

水泥安定性不合格主要是由于熟料中的游離氧化物過多，從而對(duì)水泥的質(zhì)量造成了一定的影響，例如fCaO、fMqO或者是在水泥配比的過程中摻入過多的石膏，均會(huì)導(dǎo)致水泥的性能下降。在大多數(shù)情況下，fCaO是一種最常見的影響因素，并且也是影響最為嚴(yán)重的一個(gè)因素。一般來講，過燒狀態(tài)下生成的fCaO結(jié)構(gòu)比較致密，其水化速度是非常慢的，但是在硬化后的水泥中，如果與其中所含有水的化合物繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，就會(huì)生成Ca（OH）z晶體，從而導(dǎo)致fCaO的體積增大，這時(shí)就會(huì)對(duì)水泥內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間造成一定的破壞，最終導(dǎo)致水泥的破損。在已經(jīng)發(fā)生硬化的水泥中，其中含有的fMgO也會(huì)與水分進(jìn)行反應(yīng)生成Mg（OH）2等物質(zhì)，導(dǎo)致體積膨脹，對(duì)水泥造成一定的破壞。但是，在水泥中的方鎂石結(jié)晶一般比較小，對(duì)水泥造成的影響并不大。此外，如果在水泥配比時(shí)摻入的石膏過多，將會(huì)導(dǎo)致水泥中的SOs含量過高，多余的SOs在水泥硬化之后，會(huì)與水以及其他的一些化合物發(fā)生反應(yīng)，從而對(duì)水泥的安定性造成一定的影響。

1.2水泥安定性的檢測方法

按照相關(guān)的規(guī)定，在進(jìn)行水泥安定性檢測的過程中，首先需要對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行全面的檢測。同時(shí)在安定性檢測方法的應(yīng)用過程中，同樣需要根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定采用沸水燒煮的方式對(duì)水泥的整體體積進(jìn)行檢測。在應(yīng)用沸水燒煮的方法時(shí)，需要利用CaO的熟化效果進(jìn)行整體的檢測，如果在檢測液中發(fā)現(xiàn)fCaO使水泥的體積發(fā)生全面的變化，則說明水泥的安定性不達(dá)標(biāo)，需要作出整體的調(diào)整，并使氧化鎂能夠加速熱化，從整體上達(dá)到較好的檢測效果。一般情況下，水泥熟料中fMgO含量不得超過5.0%，SO_s含量不得超過3.5%。目前，我國有很多的水泥產(chǎn)品的整體參數(shù)值未能全部達(dá)到這一指標(biāo)，因此在進(jìn)行檢測的過程中，需要不斷地探究新的檢測方式，使整體的檢測效果全面地發(fā)揮出來。

2.水泥安定性對(duì)混凝土質(zhì)量的影響

2.1體積膨脹的影響

如果將安定性不合格的水泥用于施工，將會(huì)對(duì)建筑工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。首先會(huì)導(dǎo)致水泥的體積膨脹。施工人員在整體的施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到水化熱以及施工裂縫等問題。而且有一部分混凝土在整體的建筑中還要求具備防滲的效果，這就對(duì)水泥的安定性提出了進(jìn)一步的要求。相關(guān)資料顯示，在水泥安定性不合格的情況下，其在高溫下整體體積就會(huì)嚴(yán)重膨脹。在建筑工程的混凝土澆筑過程中，其水化熱必然會(huì)引起溫度的變化，如果混凝土的安定性系數(shù)不高，則必然會(huì)導(dǎo)致混凝土的膨脹。在混凝土澆筑完畢，其因?yàn)闇夭畹淖兓瘯?huì)重新出現(xiàn)回縮，從而造成嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題。這主要是因?yàn)樗嘀械膄CaO穩(wěn)定性不夠強(qiáng)，而且其在整體結(jié)構(gòu)體系中相對(duì)集中，從而導(dǎo)致水分子難以立即進(jìn)入fCaO顆粒內(nèi)部，水化很慢。在這個(gè)過程中，水泥會(huì)逐漸凝固成建筑形態(tài)，但是水泥石卻已經(jīng)逐步失去了變形的能力，這就使得其體積膨脹導(dǎo)致整體的應(yīng)力發(fā)生變化，致使混凝土的澆筑質(zhì)量大幅度降低。

2.2混凝土配合比的影響

水泥的安定性同樣會(huì)對(duì)混凝土的配合比造成相應(yīng)的影響。一般情況下，混凝土的配合比具有較為固定的配比參數(shù)。但是，如果水泥的安定性較低，其配合的總體比例也會(huì)相應(yīng)地“縮水”。很明顯，如果fCaO含量過高，即使過燒程度較低，也會(huì)因水化時(shí)產(chǎn)生的膨脹能過高而造成較大的膨脹率。在整個(gè)混凝土的內(nèi)部，其部分晶體會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，這時(shí)配合比的精確度高低已經(jīng)難以改變大面積的結(jié)晶骨架。因此，即使進(jìn)行全面的配比，但是其混凝土內(nèi)部骨架已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)變，從而使得配比的效果大幅度降低，最終對(duì)混凝土質(zhì)量造成極為嚴(yán)重的影響。

3.混凝土質(zhì)量的檢測方法

3.1試驗(yàn)方法和儀器

為了保證水泥安定性檢測的準(zhǔn)確，就必須對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行全方位的檢測。一般情況下，可采用外觀檢查、使用狀況調(diào)查、鉆芯取樣加速水化試驗(yàn)、X射線衍射分析等方法。采用這些試驗(yàn)方法能夠全面提升水泥安定性檢驗(yàn)的精準(zhǔn)性，目前應(yīng)用較為廣泛的方法是fCaO離子檢測法，其通過檢測水泥內(nèi)部fCaO的穩(wěn)定性，間接判斷水泥的安定性，從而建立與試驗(yàn)室在不同抗壓強(qiáng)度和齡期等條件下的聯(lián)系，并采用相關(guān)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性檢測。

3.2試驗(yàn)流程

在進(jìn)行整體試驗(yàn)的過程中，首先需要從fCaO對(duì)混凝土質(zhì)量有影響的部位上鉆取混凝土芯樣，并將其對(duì)應(yīng)于不同的分組之中，這樣可以方便試驗(yàn)檢測觀察。然后在每個(gè)試驗(yàn)組中控制不同的外部條件，例如溫度變化、煮沸等方式進(jìn)行等量因子的全面控制，對(duì)每個(gè)芯片進(jìn)行試樣檢查，獲得不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理。試驗(yàn)完畢，需要將試驗(yàn)所消耗的化學(xué)藥品進(jìn)行回收處理。

3.3檢測中需要注意的事項(xiàng)

首先是要做好現(xiàn)場檢查工作，初步確定fCaO對(duì)混凝土質(zhì)量有影響的部位，并從該部位上鉆取混凝土芯樣。在進(jìn)行整體檢測的過程中，先要對(duì)薄片試件外觀進(jìn)行觀察，然后將同一部位鉆取的2個(gè)芯樣試件中的1個(gè)放入沸煮箱的試架上，在（30±5）min內(nèi)加熱至沸，恒沸6h，關(guān)閉沸煮箱自然冷卻至室溫。注意調(diào)整好沸煮箱內(nèi)的水位，沸煮制度符合相應(yīng)的規(guī)定。既能保證在整個(gè)沸煮過程中水位都超過試件，不需中途添補(bǔ)試驗(yàn)用水，同時(shí)又能保證在（30±5）min內(nèi)水溫升至沸騰。對(duì)沸煮過的芯樣試件進(jìn)行外觀檢查，然后將沸煮過的芯樣試件晾置3d，并與未沸煮的芯樣試件同時(shí)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，這樣取得的數(shù)據(jù)將更加精確。

在整體的試驗(yàn)過程中，由于水泥中的fCaO容易處于游動(dòng)狀態(tài)，遇到水或含有水的化合物會(huì)繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Ca（OH）₂₀ fCaO的水化速度隨溫度的升高而加快，所以要正確認(rèn)識(shí)水泥安定性檢測的時(shí)效性，對(duì)其整體的試驗(yàn)變量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，避免試驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的波動(dòng)或造成水泥安定性檢測結(jié)果失真。

4.結(jié)語

綜上所述，水泥安定性對(duì)混凝土質(zhì)量的有著舉足輕重的影響，做好混凝土的檢測工作是確保工程質(zhì)量的重要前提，檢測人員必須熟悉檢測方法，注意檢測過程的問題，從而保障水泥的使用質(zhì)量。