水泥的安定性,即水泥体积安定性,表征的是水泥浆体硬化后体积变化的稳定程度。
规定安定性的意义在于确保水泥浆体在凝结硬化过程中的体积稳定性,从而避免由于水泥体积安定性不良引发混凝土结构工程质量事故的发生。
影响水泥(沸煮)安定性的主要因素为水泥中含有过量的游离氧化钙。
在水泥熟料的煅烧过程中,绝大部分氧化钙(碱性氧化物)均能与酸性氧化物(二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等)化合成硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙等矿物。但由于原料成分、生料细度、生料均匀性及煅烧温度等因素的影响,仍有少量的氧化钙不能与酸性氧化物结合形成矿物,而是以游离氧化物即游离氧化钙(f-CaO)的状态存在。所以,游离氧化钙是指水泥熟料中没有以化合状态存在、而是以游离状态存在的氧化钙。
游离氧化钙直接影响水泥的安定性。因此,合理控制水泥中游离氧化钙的含量,对确保水泥质量和混凝土结构工程质量非常重要。
对于预拌混凝土企业而言,水泥进场对其质量验收时,安定性检验只做“沸煮安定性”检验即可。检验方法有雷氏法(基准法)和试饼法(代用法)两种。实际检验时,任选其中一种方法即可。
雷氏法:检验水泥中游离氧化钙影响水泥体积安定性的方法。用标准稠度水泥净浆填满雷氏夹的圆柱环中,经养护及沸煮一定时间后,检查雷氏夹指针尖距离的变化,以判定水泥体积安定性是否合格。
试饼法:检验水泥中游离氧化钙影响水泥体积安定性的常用方法。用标准稠度水泥净浆制成试饼,经养护及沸煮一定时间后,检查试饼有无裂缝或弯曲,以判定水泥体积安定性是否合格。
水泥系列试验方法之安定性(新标准)(GB/T 1346-2024)
1 试验条件
1.1 试验室温度为20℃±2℃,相对湿度应不低于50%;水泥试样、拌和水(及沸煮用水)、仪器和用具的温度应与试验室一致。
1.2 湿气养护箱的温度为20℃±1℃,相对湿度不低于90%。
2 术语定义与方法原理
2.1 术语定义
安定性:水泥净浆硬化后保持体积稳定状态的能力(通过雷氏法或试饼法表征)。
2.2 方法原理(沸煮安定性)
雷氏法:通过测定水泥标准稠度净浆在雷氏夹中沸煮后试针的相对位移表征其体积膨胀的程度。
试饼法:通过观察水泥标准稠度净浆试饼煮沸后的变化状态表征其体积安定性。
3、安定性的测定-试饼法(代用法)
3.1 试验前的准备
每个样品需准备两块约100mm×100mm的玻璃板,并将其与水泥净浆的接触面稍稍涂上一层矿物油;
搅拌机运转正常;
调整好沸煮箱内水位(水深约为180mm),使能保证在整个沸煮过程中,水位都能超过试件而不需中途补水,同时又能保证水在30min±5min内升至沸腾。
3.2 试件的制备及养护
以标准稠度用水量按规定的方法(见混凝土试验技术系列第一篇——水泥系列试验方法之标准稠度用水量(新标准)4.2)制成标准稠度净浆,并按以下程序进行操作。
将制成的标准稠度净浆取出一部分——分成两等份呈球形(分别)放在预先准备好的(两块)玻璃板上——轻轻振动玻璃板——用(湿布擦过的)小刀由边缘向中央抹——制成试饼(直径70mm~80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑)——连同玻璃板一起立即放入湿气养护箱中(自水泥全部加入拌和水中算起)养护24h±2h。若在湿气养护期间观察到试饼有明显裂纹,终止试验。
3.3 试件的沸煮
将经过养护的试饼脱去玻璃板——检查试饼外观有无缺陷——两试饼均无缺陷时放入沸煮箱水中的篦子上——水封槽内加水后盖好箱盖——启动电源在30min±5min内煮沸——恒沸180min±5min。
沸煮结束后,立即放掉箱中的热水,打开箱盖,待箱体(缓慢)冷却至室温,取出试件进行判定。
3.4 安定性结果判定
沸煮前,如目测试饼已出现裂纹,则(即)判定水泥安定性不合格。
沸煮后,(如)目测试饼未发现裂缝,用钢直尺检查也无弯曲(使钢直尺和试饼底部靠紧,以两者间不透光为无弯曲的试饼)为安定性合格,反之为不合格。
当两个试饼的判定结果相互矛盾时,该水泥的安定性为不合格。
3.5 测定注意事项
试饼制作必须规范,直径过大或过小、边缘钝厚,都会影响到试验结果的准确性;
沸煮前检查试饼如有裂缝,应及时查明裂缝原因,注意不同品种水泥对试饼外观的影响,如火山灰质硅酸盐水泥可能产生干缩裂缝、矿渣硅酸盐水泥可能发生起皮现象等,并应在试验记录中注明;
沸煮结束后,在打开沸煮箱盖时,开盖大小应适当,注意试饼因内外温差剧烈变化而导致裂缝的产生。
3.6 特别说明
雷氏法检验安定性方法本文从略,如采用雷氏法检验水泥安定性时,请按标准执行。
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