水泥检验中安定性时效问题及其使用危害

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者:李士兴
[导读] 在水泥检测中,水泥安定性是有时效性的。
        李士兴
        北京市昌平一建建筑有限责任公司102200
        摘要:
        在水泥检测中,水泥安定性是有时效性的。本文对影响水泥安定性的原因进行了分析,以此为基础,探讨了水泥安定性的时效性问题,发现使用安定性不合格的水泥会引发工程质量问题,并提出了几点在水泥检测中需注意的地方,以确保水泥安定性检测合格。

关键词:水泥安定性;时效性;水泥检测
前言
        混凝土的质量受到水泥安定性的影响,本文对水泥质量检验中安定性时效问题展开研究,并对其使用危害进行一定的叙述,基于此提出有效减少安定性检测不合格的措施,希望可以为混凝土质量的提升提供一定的帮助。

1水泥安定性不合格的原因
1.1受到游离氧化钙的影响
        对于土建工程项目而言,如果施工中所选用的水泥安定性不符合工程标准,将会给工程带来较大安全隐患。就当前建筑材料市场而言,有时情况较为特殊,即便某一批次水泥通过了首次安定性检测,但在二次检测时其相同指标却不符合标准。之所以会出现此种状况,与水泥安定性的时效性有着密切的关联。也正是受到时效性的影响,技术人员在围绕水泥安定性进行判定时往往存在分歧。
        影响水泥安定性的因素较多,其中以游离氧化钙最为明显。具体来说,在水泥熟料烧成时,要求煅烧温度为1300℃~1450℃,只有将温控稳定在此范围内,才可以完成水泥烧熟作业。当温度>1300℃时,诸如氧化镁以及铝酸三钙等物质达到了相应的临界条件,因此,会出现熔融现象,当硅酸二钙与氧化钙相接处后便会发生化学作用,随之产生硅酸三钙,而这便是石灰石吸收的主要过程。伴随着温度的上升,当其达到1450℃后,此时处于游离状态的石灰得以全面吸收,随后温度逐步下降至1300℃,伴随着物料温度的持续下降,最终的温度将会<1300℃,此时标志着硅酸三钙的反应已经结束,但依然会持续生成氧化钙,因此,产生了游离氧化钙。从成因上考虑,生成游离氧化钙的原因可总结为三种,具体做如下分析。
        1)由水泥熟料慢冷所致,此时熟料中的氧化钙以及硅酸三钙等物质会处于不稳定状态,在持续的分解下便会产生氧化钙,而后替代硅酸二钙以及氯酸钙,由此产生大量的二次游离氧化钙。
        2)从游离氧化钙的存在形式上考虑,生烧料中此部分的含量极高,由于此部分物质尚未经过高温煅烧,因此,极容易产生破坏作用。伴随着游离氧化钙反应速率的加快,其对应的水化现象愈发明显,同时结构也更为疏松,此时虽然会对水泥安定性造成影响,但比较轻微,通过简单的质量检测便可发现其中的问题。
        3)受配料不当所致。如果生料过粗,此时所形成的熟料中依然含有大量尚未吸收的游离氧化钙,尽管会发生水化作用但效率极低,同时会生成大量的氢氧化钙物质,体积会在短时间内发生急剧膨胀现象,进而对硬化水泥造成影响,具体表现为内部的局部膨胀应力。因此,伴随着游离氧化钙含量的增多,水泥的强度以及抗拉水平均会受到影响,此时水泥的安定性指标将达不到相关标准。

1.2受到游离氧化镁的影响
        对于水泥熟料而言,其在高温燃烧过程中,内含的氧化铝等物质化学亲和力较差,此时难以与其他氧化类物质发生化学反应,因此,几乎不会生成有用矿物。对于部分氧化镁而言,其会与熟料矿物发生反应,此时所产生的固溶液物质大部分均会与液相进行融合。伴随着氧化镁含量的持续增多,此时所产生的游离氧化镁也随之增加,相较之下后者的水化速度更加缓慢,有时需要耗费几年时间。

1.3受到三氧化硫的影响
        由于生料中含有一定量的三氧化硫,此类物质极容易进入水泥熟料中,此外石膏中也含有一定量的三氧化硫。只有当水泥表现出凝结硬化特性后,才会促使三氧化硫表现出水化特性,并随之扩大体积,此时水泥的安定性检测结果将达不到工程标准。



2时效性分析
        当水泥处于低温状态时,其中的f-CaO结构会变得较为疏松,伴随着水泥存放时间的延长,将会不断地吸收空气中的水分,由此表现出持续性的消解反应,在水化反应下导致f-CaO含量持续减少。反之,在高温环境下f-CaO的密度随之变大,此时结构变得更加紧密,加之表层玻璃釉状的隔绝作用,将会削弱水化反应。由此可知,水泥之所以出现时效性差的现象,其与低温状态下的f-CaO有着密切关联。对于安定性达不到相关标准的水泥而言,其经过长期的存放后有可能会转变为合格品,此时便将其称之为安定性的时效性。但也应意识到,上述现象仅发生在部分水泥中,如果f-CaO的含量过高,此时安定性并不会表现出时效性特征。此外,在水泥生产过程中必定会产生f-CaO物质,在此背景下,首先需要保证水泥材料配比的合理性,在此基础上进行充分的煅烧,在对水泥熟料进行磨粉处理前应将其静置一段时间。在对水泥进行质量检测时,应对安定性指标的时效性因素进行针对性分析,由此提升判定结果的准确性。

3安定性不合格水泥带来的危害
        对现实中的多例水泥建筑工程进行分析可知,一旦所使用的水泥安定性达不到相关标准,最终均会引发质量问题,所表现出的事故发生部位存在差异,对应的损坏程度也不尽相同,具体如下。
        1)砌体部位:通常情况下砂浆的强度指标达不到工程既定标准,严重时砂浆将会完全丧失强度。伴随着时间的推移,砂浆中的水分会不断向外析出,由此影响墙体的粘结强度,常见有崩裂等工程质量问题。
        2)装饰工程:在进行踢脚线以及场地等区域施工时通常要使用到商品混凝土砂浆,此时结构表面会出现起皮或是开裂等现象,在外界雨水的冲刷下极容易遭到毁坏。
        3)商品混凝土工程:在围绕梁、柱等结构进行施工时,通常需要使用到商品混凝土材料,当完成浇筑后期凝结所需的时间极为长久,甚至出现难以凝结的问题,对应强度普遍较低,构件表面表现出大量的裂纹特性,对于承重结构而言更是如此。当完成浇筑后,在后续模板拆除作业时极容易引发结构断裂等工程问题。

4相关建议
        对于任何一个建筑工程项目而言,其在施工过程中均需要使用到大量的水泥材料,而这将会对工程整体质量造成直接影响。对于水泥性能而言,其安定性指标具有较强的隐蔽性,在常规检测中难以发现。基于提升检测结果准确性的目的,在检测过程中应注重如下几点内容。
        1)取样应规范。当水泥运输至施工区域后,应以随机的方式对其进行取样检测。对于任何一个批次的水泥而言,均需要对其进行一次或以上的检测,单批次取样总量最少应达到12kg,而后将样品呈送给具有专业资质的单位进行试验。
        2)试验操作应准确。基于提升试验结果精确性的目的,在进行试验时,其中任何一项操作均需要符合国家相关标准,在此过程中应尽可能减少人为因素所带来的影响。若雷氏法与试饼法所获得的结果存在出入时,此时应优先将雷氏法所得结果作为标准。
        3)如果试验结果不符合相关标准,则需要在第一时间将所得结果告知给施工单位。有时生产企业会对试验结果提出异议,此时应在监理部门的监督下再次进行送检处理。但考虑到安定性这一指标的特殊性,其时效性会随着时间的延长而发生改变,因此,要想做好责任认定工作难度极大。对此,在使用水泥之前需要进行复检,这一过程除了施工单位外,监理方等均需要参与其中。在安定性问题的处理上,最为重要的便是采取合适的预防措施,诸如生产企业等各个主体均需要对其进行密切的关注,生产企业在水泥的制造过程中应进行重重质量把关;对于施工单位而言,在使用水泥前需要对水泥进行全面的质量检测。总之,各个主体均需要各司其职,做好水泥的质量把控工作。

结束语:
        综上所述,为了确保水泥安定性检测合格,需要将工程所需水泥放在流通性能好的仓库中存放起来。同时,为了避免仓库中存放的水泥堆积时间过长,影响水泥安定性,需要从源头上控制水泥的进场检测以及储存量。另外,在施工中还要选择合理的原料配比,以免影响水泥的安全性能。
参考文献:
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[2]汤强.浅谈水泥检验中水泥安定性的时效问题及其实际使用中的危害[J].计量与测试技术,2018,45(10):84-85,88.
[3]钟彦明.水泥检验中安定性的时效问题[J].交通世界,2009,16(7):165-166
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