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象非常普遍，致使安定性不合格的水泥用于工程的現象屢有發生，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發生反應，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，同樣需要根據相應的規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，如果在檢測液中發現fCaO使水泥的體積發生全面的變化，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，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。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系，并采用相關系數進行相關性檢測。

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，獲得不同的試驗數據，然后對這些數據進行記錄、分析，并做好相應的數據管理。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，這樣取得的數據將更加精確。

在整體的試驗過程中，由于水泥中的fCaO容易處于游動狀態，遇到水或含有水的化合物會繼續發生化學反應生成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，避免試驗數據出現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。