影響水泥安定性和強(qiáng)度檢測(cè)因素的分析

徐秋帥

【摘 要】近幾年來，根據(jù)擴(kuò)大內(nèi)需政策的要求，為拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，廣大開發(fā)商對(duì)建筑業(yè)投資的熱情居高不下，建筑業(yè)的發(fā)展可謂方興未艾。水泥安定性是評(píng)定水泥品質(zhì)最主要的技術(shù)指標(biāo)之一，水泥安定性的合格與否直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)安全性能的好壞，在水泥諸多檢測(cè)項(xiàng)目中為必檢項(xiàng)目。本文主要分析了影響水泥的安定性及強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的幾種重要因素，提出了一系列與之相對(duì)應(yīng)相應(yīng)的控制措施，對(duì)建筑這一行業(yè)與學(xué)科的發(fā)展與建設(shè)具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】水泥安定性；水泥強(qiáng)度；因素

一、影響水泥安定性的因素

（一）水泥安定性的含義

水泥安定性，是指水泥在逐漸硬化、由于體積膨脹不均勻而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形后的穩(wěn)定程度。水泥安定性是衡量水泥質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，也是保證水泥產(chǎn)品和建筑物質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。安定性不良的水泥在使用過程中容易出現(xiàn)破碎、開裂、脫落等質(zhì)量問題和安全問題。因此對(duì)水泥生產(chǎn)單位必須要嚴(yán)格保證水泥的安定性，檢測(cè)單位也要對(duì)水泥安定性進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，這樣才能保證建筑物及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

（二）水泥安定性的影響因素及機(jī)理分析

造成水泥體積安定性不良的因素，主要是由于熟料中所含游離氧化鈣（f-Cao）過多，當(dāng)熟料中所含氧化鎂（Mgo）或摻入石膏過量時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致安定性不良。熟料中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢，加之被熟料中的其它成分所包裹，使得在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化。其反應(yīng)式為：

Cao+H2O=Ca（OH）2；Mgo+H2O=Mg（OH）2；

這時(shí)體積膨脹97%以上，從而引起不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。當(dāng)石膏摻量過多時(shí)，在水泥硬化后，殘余石膏與固態(tài)水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），體積增大約1.5倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。其反應(yīng)式為：

3（CaSO4·2H2O）+3CaO·Al2O3·6H2O+19H2O =3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O

（三）影響水泥安定性的因素及防控措施

1、用攪拌機(jī)攪拌安定性合格的樣品，用人工攪拌結(jié)果卻不一定合格。當(dāng)遇到停電時(shí)，試驗(yàn)室有時(shí)會(huì)選擇用人工攪拌的方式來完成當(dāng)天的試驗(yàn)。同一樣品，采用凈漿攪拌機(jī)，安定性是合格的，但采用人工攪拌，水泥安定性往往會(huì)出現(xiàn)不合格的情況。這是因?yàn)槿斯嚢杷俣取嚢钑r(shí)間都不能夠很好的控制，導(dǎo)致水泥凈漿攪拌的不均勻，引起水化的不均勻，從而產(chǎn)生體積變形不均勻，使得安定性合格的水泥判為不合格。

2、雷氏夾的彈性和荷重的影響GB/T1346-2001中規(guī)定，雷氏夾在使用前必須進(jìn)行彈性試驗(yàn)，有些檢測(cè)單位對(duì)新購(gòu)進(jìn)的雷氏夾不經(jīng)彈性檢驗(yàn)就使用，會(huì)使水泥的安定性產(chǎn)生誤判。雷氏夾彈性過大，靈敏度高，就可能將安定性合格的誤判為不合格；相反，雷氏夾的彈性小，靈敏度小，就會(huì)將安定性不合格的就會(huì)被誤判為合格。同時(shí)，雷氏夾的配對(duì)使用也很重要，選擇兩個(gè)彈性值比較接近的雷氏夾為同一個(gè)樣品檢測(cè)，就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閺椥灾迪嗖钸^大而造成兩試件煮后的增加值超過4.0mm的情況。雷氏夾上下壓的玻璃片是為抑制試件的縱向膨脹，GB/T1346-2001中規(guī)定雷氏夾上所用的玻璃片質(zhì)量為75g—85g，玻璃片的質(zhì)量過大，會(huì)增加雷氏夾的荷載，增大雷氏夾切口，造成漿體流失。養(yǎng)護(hù)中會(huì)降低雷氏夾的膨脹值；玻璃片質(zhì)量太小，同樣會(huì)造成雷氏夾膨脹值失真。引起水泥安定性誤判。

3、標(biāo)準(zhǔn)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》GB/T1346-2011中規(guī)定，制備好的標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿在濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24h±2h。我們從做過的大量試驗(yàn)中，列出幾種典型的水泥試驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間24h±2h時(shí)，所測(cè)養(yǎng)護(hù)后指針間的距離A小于標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)煮沸后指針增加距離（C-A）增大；養(yǎng)護(hù)時(shí)間過長(zhǎng)，指針距離A大于標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)的煮沸后指針增加距離（C-A）減小。

二、影響水泥強(qiáng)度檢測(cè)的因素

根據(jù)受力形式的不同，水泥強(qiáng)度的表示方法通常有抗壓、抗折兩種，它們之間有著內(nèi)在的聯(lián)系。在水泥檢測(cè)中，影響水泥強(qiáng)度的因素有多種，但最重要的是檢驗(yàn)人員操作技能的影響，所以必須進(jìn)行重點(diǎn)控制，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)計(jì)量器具、儀器設(shè)備的管理，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的管理，減少因人員、設(shè)備、環(huán)境、方法等方面的缺失造成的系統(tǒng)誤差，提高檢驗(yàn)水平，使其真正起到控制進(jìn)場(chǎng)水泥產(chǎn)品質(zhì)量的作用。

（一）不規(guī)范操作方法的影響

檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，各種不規(guī)范的操作方法對(duì)水泥強(qiáng)度等級(jí)的檢驗(yàn)結(jié)果均有一定的影響，其中攪拌鍋升不到位，攪拌葉片與攪拌鍋間隙過大對(duì)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)的結(jié)果影響較大。經(jīng)試驗(yàn)分析，其中原因是攪拌機(jī)葉片與攪拌鍋間隙標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為（3±1）mm，使用一段時(shí)間后，由于機(jī)械部分的磨損，使攪拌鍋常常升不到位，間隙逐漸變大，當(dāng)攪拌葉片與攪拌鍋間隙達(dá)7mm時(shí)，葉片與攪拌鍋間未被攪起的膠砂料中水灰比小（<0.5），被攪起的膠砂料中水灰比大（ 0.5），在振實(shí)成型的過程中未被攪起的膠砂料往往裝在試模第2層上表面，最終被刮抹掉，實(shí)際裝入試模中的膠砂料中用水量增大，水泥量減小，導(dǎo)致強(qiáng)度降低；或鍋底未攪起的膠砂料不均勻地裝入三聯(lián)試模中，使試體強(qiáng)度離散性變大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無效。

（二）環(huán)境條件的影響

環(huán)境條件即水泥強(qiáng)度檢測(cè)的試驗(yàn)條件。在水泥強(qiáng)度檢測(cè)中，對(duì)環(huán)境的溫濕度有特定的要求。水泥成型試驗(yàn)室的溫度要求一般在18℃ ～ 22℃之間，濕度不能低于50%。水泥養(yǎng)護(hù)箱的溫度保持在19℃ ～ 21℃之間，濕度不可低于90%，所使用的養(yǎng)護(hù)水的溫度需和養(yǎng)護(hù)箱的溫度保持一致。水泥強(qiáng)度檢測(cè)中，環(huán)境溫濕度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有著很大的影響，如果實(shí)驗(yàn)室和養(yǎng)護(hù)箱的溫度高于了25℃或是相對(duì)的濕度值不夠，就會(huì)導(dǎo)致水泥試樣產(chǎn)生裂紋；當(dāng)濕度值過低時(shí)，會(huì)影響到水泥的水化，同時(shí)引起水泥膠砂發(fā)生干縮進(jìn)而造成水泥表面被破壞。

（三）儀器設(shè)備的影響

儀器設(shè)備也是影響水泥強(qiáng)度檢測(cè)的重要因素之一，水泥強(qiáng)度檢測(cè)中主要會(huì)使用到的相關(guān)設(shè)備有行星式水泥膠砂攪拌機(jī)、振實(shí)臺(tái)、抗折機(jī)、全自動(dòng)壓力機(jī)、抗壓夾具等。在使用行星式水泥膠砂攪拌機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間要有一定的規(guī)律性。一般的攪拌過程為先使用慢速攪拌30s，接著在慢速的情況下加砂且必須在30s 內(nèi)完成，接著再快速攪拌30s，然后停止攪拌90s，之后再快速攪拌30s ～ 60s 的時(shí)間。同時(shí)，在攪拌時(shí)要注意將攪拌葉片和攪拌鍋底以及鍋壁的間隙保持在2 ～4mm 之間，如果間隙過大就會(huì)導(dǎo)致鍋底的水泥膠砂不能得到充分的攪拌； 相反，間隙過小就會(huì)導(dǎo)致沙粒被攪拌葉片打碎，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，水泥的安定性和強(qiáng)度關(guān)系到建筑物的使用壽命以及人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，我們要高度重視水泥安定性、強(qiáng)度檢測(cè)工作，因此一定要不斷發(fā)現(xiàn)和總結(jié)影響水泥安定性、強(qiáng)度檢測(cè)的因素，不斷改進(jìn)檢測(cè)方法，提升檢測(cè)水平，改進(jìn)工作人員素質(zhì)，為水泥生產(chǎn)企業(yè)和建筑施工單位提供真實(shí)可靠的檢測(cè)報(bào)告。

參考文獻(xiàn)：

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[3]滕磊，水泥安定性及強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果影響因素及控制措施探析 [J] 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（28）