水泥的安定性,即水泥體積安定性,表征的是水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定程度。
規(guī)定安定性的意義在于確保水泥漿體在凝結硬化過程中的體積穩(wěn)定性,從而避免由于水泥體積安定性不良引發(fā)混凝土結構工程質量事故的發(fā)生。
影響水泥(沸煮)安定性的主要因素為水泥中含有過量的游離氧化鈣。
在水泥熟料的煅燒過程中,絕大部分氧化鈣(堿性氧化物)均能與酸性氧化物(二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵等)化合成硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣等礦物。但由于原料成分、生料細度、生料均勻性及煅燒溫度等因素的影響,仍有少量的氧化鈣不能與酸性氧化物結合形成礦物,而是以游離氧化物即游離氧化鈣(f-CaO)的狀態(tài)存在。所以,游離氧化鈣是指水泥熟料中沒有以化合狀態(tài)存在、而是以游離狀態(tài)存在的氧化鈣。
游離氧化鈣直接影響水泥的安定性。因此,合理控制水泥中游離氧化鈣的含量,對確保水泥質量和混凝土結構工程質量非常重要。
對于預拌混凝土企業(yè)而言,水泥進場對其質量驗收時,安定性檢驗只做“沸煮安定性”檢驗即可。檢驗方法有雷氏法(基準法)和試餅法(代用法)兩種。實際檢驗時,任選其中一種方法即可。
雷氏法:檢驗水泥中游離氧化鈣影響水泥體積安定性的方法。用標準稠度水泥凈漿填滿雷氏夾的圓柱環(huán)中,經養(yǎng)護及沸煮一定時間后,檢查雷氏夾指針尖距離的變化,以判定水泥體積安定性是否合格。
試餅法:檢驗水泥中游離氧化鈣影響水泥體積安定性的常用方法。用標準稠度水泥凈漿制成試餅,經養(yǎng)護及沸煮一定時間后,檢查試餅有無裂縫或彎曲,以判定水泥體積安定性是否合格。
水泥系列試驗方法之安定性(新標準)(GB/T 1346-2024)
1 試驗條件
1.1 試驗室溫度為20℃±2℃,相對濕度應不低于50%;水泥試樣、拌和水(及沸煮用水)、儀器和用具的溫度應與試驗室一致。
1.2 濕氣養(yǎng)護箱的溫度為20℃±1℃,相對濕度不低于90%。
2 術語定義與方法原理
2.1 術語定義
安定性:水泥凈漿硬化后保持體積穩(wěn)定狀態(tài)的能力(通過雷氏法或試餅法表征)。
2.2 方法原理(沸煮安定性)
雷氏法:通過測定水泥標準稠度凈漿在雷氏夾中沸煮后試針的相對位移表征其體積膨脹的程度。
試餅法:通過觀察水泥標準稠度凈漿試餅煮沸后的變化狀態(tài)表征其體積安定性。
3、安定性的測定-試餅法(代用法)
3.1 試驗前的準備
每個樣品需準備兩塊約100mm×100mm的玻璃板,并將其與水泥凈漿的接觸面稍稍涂上一層礦物油;
攪拌機運轉正常;
調整好沸煮箱內水位(水深約為180mm),使能保證在整個沸煮過程中,水位都能超過試件而不需中途補水,同時又能保證水在30min±5min內升至沸騰。
3.2 試件的制備及養(yǎng)護
以標準稠度用水量按規(guī)定的方法(見混凝土試驗技術系列第一篇——水泥系列試驗方法之標準稠度用水量(新標準)4.2)制成標準稠度凈漿,并按以下程序進行操作。
將制成的標準稠度凈漿取出一部分——分成兩等份呈球形(分別)放在預先準備好的(兩塊)玻璃板上——輕輕振動玻璃板——用(濕布擦過的)小刀由邊緣向中央抹——制成試餅(直徑70mm~80mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑)——連同玻璃板一起立即放入濕氣養(yǎng)護箱中(自水泥全部加入拌和水中算起)養(yǎng)護24h±2h。若在濕氣養(yǎng)護期間觀察到試餅有明顯裂紋,終止試驗。
3.3 試件的沸煮
將經過養(yǎng)護的試餅脫去玻璃板——檢查試餅外觀有無缺陷——兩試餅均無缺陷時放入沸煮箱水中的篦子上——水封槽內加水后蓋好箱蓋——啟動電源在30min±5min內煮沸——恒沸180min±5min。
沸煮結束后,立即放掉箱中的熱水,打開箱蓋,待箱體(緩慢)冷卻至室溫,取出試件進行判定。
3.4 安定性結果判定
沸煮前,如目測試餅已出現(xiàn)裂紋,則(即)判定水泥安定性不合格。
沸煮后,(如)目測試餅未發(fā)現(xiàn)裂縫,用鋼直尺檢查也無彎曲(使鋼直尺和試餅底部靠緊,以兩者間不透光為無彎曲的試餅)為安定性合格,反之為不合格。
當兩個試餅的判定結果相互矛盾時,該水泥的安定性為不合格。
3.5 測定注意事項
試餅制作必須規(guī)范,直徑過大或過小、邊緣鈍厚,都會影響到試驗結果的準確性;
沸煮前檢查試餅如有裂縫,應及時查明裂縫原因,注意不同品種水泥對試餅外觀的影響,如火山灰質硅酸鹽水泥可能產生干縮裂縫、礦渣硅酸鹽水泥可能發(fā)生起皮現(xiàn)象等,并應在試驗記錄中注明;
沸煮結束后,在打開沸煮箱蓋時,開蓋大小應適當,注意試餅因內外溫差劇烈變化而導致裂縫的產生。
3.6 特別說明
雷氏法檢驗安定性方法本文從略,如采用雷氏法檢驗水泥安定性時,請按標準執(zhí)行。
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