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(jié)硬化過(guò)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(jié)構(gòu)工程質(zhì)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(guò)量的游離氧化鈣。
在水泥熟料的煅燒過(guò)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(xì)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(jié)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(méi)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(duì)確保水泥質(zhì)量和混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量非常重要。
對(duì)于預(yù)拌混凝土企業(yè)而言,水泥進(jìn)場(chǎng)對(duì)其質(zhì)量驗(yàn)收時(shí),安定性檢驗(yàn)只做“沸煮安定性”檢驗(yàn)即可。檢驗(yàn)方法有雷氏法(基準(zhǔn)法)和試餅法(代用法)兩種。實(shí)際檢驗(yàn)時(shí),任選其中一種方法即可。
雷氏法:檢驗(yàn)水泥中游離氧化鈣影響水泥體積安定性的方法。用標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿填滿雷氏夾的圓柱環(huán)中,經(jīng)養(yǎng)護(hù)及沸煮一定時(shí)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(yàn)水泥中游離氧化鈣影響水泥體積安定性的常用方法。用標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿制成試餅,經(jīng)養(yǎng)護(hù)及沸煮一定時(shí)間后,檢查試餅有無(wú)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(yàn)方法之安定性(新標(biāo)準(zhǔn))(GB/T 1346-2024)
1 試驗(yàn)條件
1.1 試驗(yàn)室溫度為20℃±2℃,相對(duì)濕度應(yīng)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(yīng)與試驗(yàn)室一致。
1.2 濕氣養(yǎng)護(hù)箱的溫度為20℃±1℃,相對(duì)濕度不低于90%。
2 術(shù)語(yǔ)定義與方法原理
2.1 術(shù)語(yǔ)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(guò)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(guò)測(cè)定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿在雷氏夾中沸煮后試針的相對(duì)位移表征其體積膨脹的程度。
試餅法:通過(guò)觀察水泥標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定-試餅法(代用法)
3.1 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備
每個(gè)樣品需準(zhǔn)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常;
調(diào)整好沸煮箱內(nèi)水位(水深約為180mm),使能保證在整個(gè)沸煮過(guò)程中,水位都能超過(guò)試件而不需中途補(bǔ)水,同時(shí)又能保證水在30min±5min內(nèi)升至沸騰。
3.2 試件的制備及養(yǎng)護(hù)
以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量按規(guī)定的方法(見(jiàn)混凝土試驗(yàn)技術(shù)系列第一篇——水泥系列試驗(yàn)方法之標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量(新標(biāo)準(zhǔn))4.2)制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿,并按以下程序進(jìn)行操作。
將制成的標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿取出一部分——分成兩等份呈球形(分別)放在預(yù)先準(zhǔn)備好的(兩塊)玻璃板上——輕輕振動(dòng)玻璃板——用(濕布擦過(guò)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(hù)箱中(自水泥全部加入拌和水中算起)養(yǎng)護(hù)24h±2h。若在濕氣養(yǎng)護(hù)期間觀察到試餅有明顯裂紋,終止試驗(yàn)。
3.3 試件的沸煮
將經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)的試餅脫去玻璃板——檢查試餅外觀有無(wú)缺陷——兩試餅均無(wú)缺陷時(shí)放入沸煮箱水中的篦子上——水封槽內(nèi)加水后蓋好箱蓋——啟動(dòng)電源在30min±5min內(nèi)煮沸——恒沸180min±5min。
沸煮結(jié)束后,立即放掉箱中的熱水,打開(kāi)箱蓋,待箱體(緩慢)冷卻至室溫,取出試件進(jìn)行判定。
3.4 安定性結(jié)果判定
沸煮前,如目測(cè)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(cè)試餅未發(fā)現(xiàn)裂縫,用鋼直尺檢查也無(wú)彎曲(使鋼直尺和試餅底部靠緊,以兩者間不透光為無(wú)彎曲的試餅)為安定性合格,反之為不合格。
當(dāng)兩個(gè)試餅的判定結(jié)果相互矛盾時(shí),該水泥的安定性為不合格。
3.5 測(cè)定注意事項(xiàng)
試餅制作必須規(guī)范,直徑過(guò)大或過(guò)小、邊緣鈍厚,都會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性;
沸煮前檢查試餅如有裂縫,應(yīng)及時(shí)查明裂縫原因,注意不同品種水泥對(duì)試餅外觀的影響,如火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥可能產(chǎn)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(yīng)在試驗(yàn)記錄中注明;
沸煮結(jié)束后,在打開(kāi)沸煮箱蓋時(shí),開(kāi)蓋大小應(yīng)適當(dāng),注意試餅因內(nèi)外溫差劇烈變化而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
3.6 特別說(shuō)明
雷氏法檢驗(yàn)安定性方法本文從略,如采用雷氏法檢驗(yàn)水泥安定性時(shí),請(qǐng)按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。