試論水泥安定性對混凝土質量的影響及其檢測方式的研究

劉幸平

摘要：如何檢測、評估水泥安定性合格與否，以及水泥安定性不合格對混凝土質量的影響和危害，是工程技術界的一個難題。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，以此來給相關的從業(yè)人員一些參考和建議。

關鍵詞：安定性；混凝土；檢測方法

中圖分類號：TU528.041文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）01-04-02

前言

在建設工程中，水泥質量的好壞直接影響建筑結構安全，而水泥安定性是水泥檢驗指標中最主要的指標之一。但由于建設工期和施工進度的要求，進入施工現(xiàn)場的水泥未經取樣復驗或未等檢驗結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，從而對水泥的質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，均會導致水泥的性能下降。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重的一個因素。一般來講，過燒狀態(tài)下生成的fCaO結構比較致密，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，就會生成Ca（OH）z晶體，從而導致fCaO的體積增大，這時就會對水泥內部的結構空間造成一定的破壞，最終導致水泥的破損。在已經發(fā)生硬化的水泥中，其中含有的fMgO也會與水分進行反應生成Mg（OH）2等物質，導致體積膨脹，對水泥造成一定的破壞。但是，在水泥中的方鎂石結晶一般比較小，對水泥造成的影響并不大。此外，如果在水泥配比時摻入的石膏過多，將會導致水泥中的SOs含量過高，多余的SOs在水泥硬化之后，會與水以及其他的一些化合物發(fā)生反應，從而對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

按照相關的規(guī)定，在進行水泥安定性檢測的過程中，首先需要對水泥標準稠度用水量、凝結時間進行全面的檢測。同時在安定性檢測方法的應用過程中，同樣需要根據(jù)相應的規(guī)定采用沸水燒煮的方式對水泥的整體體積進行檢測。在應用沸水燒煮的方法時，需要利用CaO的熟化效果進行整體的檢測，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標，需要作出整體的調整，并使氧化鎂能夠加速熱化，從整體上達到較好的檢測效果。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品的整體參數(shù)值未能全部達到這一指標，因此在進行檢測的過程中，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.水泥安定性對混凝土質量的影響

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，將會對建筑工程的質量造成嚴重的影響。首先會導致水泥的體積膨脹。施工人員在整體的施工過程中，經常會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，這就對水泥的安定性提出了進一步的要求。相關資料顯示，在水泥安定性不合格的情況下，其在高溫下整體體積就會嚴重膨脹。在建筑工程的混凝土澆筑過程中，其水化熱必然會引起溫度的變化，如果混凝土的安定性系數(shù)不高，則必然會導致混凝土的膨脹。在混凝土澆筑完畢，其因為溫差的變化會重新出現(xiàn)回縮，從而造成嚴重的施工質量問題。這主要是因為水泥中的fCaO穩(wěn)定性不夠強，而且其在整體結構體系中相對集中，從而導致水分子難以立即進入fCaO顆粒內部，水化很慢。在這個過程中，水泥會逐漸凝固成建筑形態(tài)，但是水泥石卻已經逐步失去了變形的能力，這就使得其體積膨脹導致整體的應力發(fā)生變化，致使混凝土的澆筑質量大幅度降低。

2.2混凝土配合比的影響

水泥的安定性同樣會對混凝土的配合比造成相應的影響。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相應地“縮水”。很明顯，如果fCaO含量過高，即使過燒程度較低，也會因水化時產生的膨脹能過高而造成較大的膨脹率。在整個混凝土的內部，其部分晶體會造成嚴重的破壞，這時配合比的精確度高低已經難以改變大面積的結晶骨架。因此，即使進行全面的配比，但是其混凝土內部骨架已經發(fā)生了質變，從而使得配比的效果大幅度降低，最終對混凝土質量造成極為嚴重的影響。

3.混凝土質量的檢測方法

3.1試驗方法和儀器

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

3.2試驗流程

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

3.3檢測中需要注意的事項

首先是要做好現(xiàn)場檢查工作，初步確定fCaO對混凝土質量有影響的部位，并從該部位上鉆取混凝土芯樣。在進行整體檢測的過程中，先要對薄片試件外觀進行觀察，然后將同一部位鉆取的2個芯樣試件中的1個放入沸煮箱的試架上，在（30±5）min內加熱至沸，恒沸6h，關閉沸煮箱自然冷卻至室溫。注意調整好沸煮箱內的水位，沸煮制度符合相應的規(guī)定。既能保證在整個沸煮過程中水位都超過試件，不需中途添補試驗用水，同時又能保證在（30±5）min內水溫升至沸騰。對沸煮過的芯樣試件進行外觀檢查，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進行抗壓強度測試，這樣取得的數(shù)據(jù)將更加精確。

在整體的試驗過程中，由于水泥中的fCaO容易處于游動狀態(tài)，遇到水或含有水的化合物會繼續(xù)發(fā)生化學反應生成Ca（OH）₂₀ fCaO的水化速度隨溫度的升高而加快，所以要正確認識水泥安定性檢測的時效性，對其整體的試驗變量進行科學合理的控制，避免試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的波動或造成水泥安定性檢測結果失真。

4.結語

綜上所述，水泥安定性對混凝土質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量。