蓝指环 发表于 2024-10-10 10:50:28

硅酸盐水泥的体积安定性、水化热、标准稠度

1.体积安定性
体积安定性不良是指已硬化的水泥石产生不均匀的体积变化现象。它会使构件产生膨胀裂缝,降低建筑物质量。引起体积安定性不良的原因有以下几个方面:
(1)f-CaO过量。由于熟料烧成工艺上的原因,使熟料中含有较多的过烧f-CaO,其水化活性低,在水泥硬化后才进行下述反应:CaO+H2O—→Ca(OH)2该反应固相体积膨胀97%,引起不均匀的体积变化会导致水泥石开裂。国家标准规定用沸煮法检验水泥体积安定性。其方法是将水泥净浆试饼或雷氏夹试件煮沸3h,用肉眼观察试饼未发现裂纹,用直尺检查没有弯曲,或测得雷氏夹试件膨胀量在规定值内,则该水泥体积安定性合格,反之为不合格。沸煮法的原理是通过沸煮加速f-CaO水化,检验其体积变化现象。当试饼法与雷氏夹法结果有争议时,以雷氏夹法为准。
(2)f-MgO过量。水泥中的f-MgO形成结晶方镁石时,其晶体结构致密,水化比f-CaO更为缓慢,要几个月甚至几年才明显水化,形成氢氧化镁时体积膨胀将导致水泥石安定性不良。由于MgO的水化作用比游离石灰更为缓慢,所以必须采用压蒸法才能检验它的危害程度。由于国家标准中对MgO的含量已有限制,所以一般可不做这项检验。
(3)石膏掺量过多。水泥中掺有石膏作为调凝剂或作为混合材的活性激发剂,当石膏掺量过多时,在水泥硬化后还会继续与固态水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙,体积约增大1.5倍,也会引起体积安定性不良。检验SO3的危害作用用浸水法,由于国家标准中对SO3的含量已有限制,所以一般可不做这项检验。

2.水化热
水泥的水化反应是放热反应,其水化过程放出的热称为水泥的水化热。水泥的水化热对混凝土工艺有多方面意义。水化热对大体积混凝土为有害的因素,由于水化热积蓄在内部,造成内外温差,形成不均匀应力导致开裂,但水化热对冬季混凝土施工是有益的,可促进水泥水化进程。水泥的水化放热量及放热速率与水泥的矿物组成有关,根据熟料单矿物水化热测定结果,可测算得硅酸盐熟料中4种主要矿物的水化放热速率。由于水泥的水化热具加和性,所以可根据水泥熟料矿物组成含量,估算水泥水化热。对于硅酸盐水泥,在水化3d龄期内水化放热量大致为总放热量的50%,7d龄期为75%,而3个月可达90%。由此可见,水泥的水化放热量大部分在3~7d内放出,以后逐渐减少。
水泥水化放热量和放热速率还与水泥细度、混合材种类和数量有关。水泥细度愈细,水化反应加速,水化放热速率亦增大。掺混合材可降低水泥水化热和放热速率,因此大体积混凝土应选用掺混合材量较大的水泥。

3.标准稠度及其用水量
在测定水泥凝结时间、体积安定性等性能时,为使所测结果有准确的可比性,规定在试验时所使用的水泥净浆必须以标准方法(按GB 1346规定)测试,并达到统一规定的浆体可塑性稠度,即标准稠度。水泥净浆标准稠度需水量,是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需的加水量。它以水与水泥质量之比的百分数表示。
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