體積安定性

　　體積安定性不良是指己硬化水泥石產生不均勻的體積變化現象。它會使構件產生膨脹 ,降低建筑物質量。

　　引起體積安定性不良的原因有以下幾方面。

　　(1) f-CaO過量:由于熟料燒成工藝上的原因,使熟料中含有較多的過燒f-CaO, 其水化活性低,在水泥硬化后才進行下述反應:

　　CaO+ H2O= Ca(OH)2

　　該反應固相體積膨脹97% ,引起不均勻的體積變化會導致水泥石開裂。國家規定用沸煮法檢驗水泥體積安定性。其方法是將水泥凈漿試餅或雷氏夾試件沸煮3h,用肉眼觀察試餅未發現裂紋,用直尺檢查沒有彎曲,或測得雷氏夾試件膨脹量在規定值內,則該水泥體積安定性合格,反之為不合格。沸煮法的原理是通過沸煮加速f-CaO水化,檢驗其體積變化現象。當試餅法與雷氏夾法結果有爭議時,以雷氏夾法為準。

　　(2) f-MgO過量:水泥中的f-MgO形成結晶方續石時,其晶體結構致密,水化比f-CaO更為緩慢,要幾個月甚至幾年才明顯水化,形成氫氧化續時體積膨脹將導致水泥石安定性不良。

　　(3)石膏摻量過多:水泥中摻有石膏作為調凝劑或作為混合材的活性激發劑,當石膏摻量過多時,在水泥硬化后還會繼續與固態水化鋁酸鈣反應生成高硫型硫鋁酸鈣,體積約增大1.5倍,也會引起體積安定性不良。

　　細度

　　水泥的細度對水泥安全性、需水量、凝結時間及強度有較大的影響。水泥顆粒粒徑愈細,與水起反應的表面積愈大,水化較快,其早期強度和后期強度都較高,但粉磨能耗增大,因此應控制水泥在合理的細度范圍。

　　國標規定:硅酸鹽水泥細度采用透氣式比表面積儀檢驗,要求其比表面積>300m2/kg;其他五類水泥細度用篩析法檢驗,要求在80μm標準篩上篩余量不得超過 10%篩析法有水篩、干篩和負壓篩法,當三種方法結果有爭議時,以負壓篩為準。

　　水化熱

　　水泥的水化反應是放熱反應,其水化過程放出的熱稱為水泥的水化熱。水泥的水化熱對混凝土工藝有多方面的意義。水化熱對大體積混凝土是有害的因素,大體積混凝土由于水化熱積蓄在內部,造成內外溫差,形成不均勻應力導致開裂,但水化熱對冬季混凝土施工則是有益的,水化熱可促進水泥水化進程。

　　水泥的水化放熱量與放熱速率與水泥的礦物組成有關,由于水泥的水化熱具有加和性,所以可根據水泥礦物組成含量,估算水泥水化熱。對于硅酸鹽水泥,在水化3d齡期內水化放熱量大致為總放熱量的50%, 7d齡期為75% ,而3個月可達90%。由此可見,水泥的水化放熱量大部分在3~7d內放出,以后逐漸減少。各水泥礦物的水化熱及放熱速 比較如下:

　　C3A> C3S > C4AF > C2S

　　水泥水化放熱量和放熱速率還與水泥細度、混合材種類和數量有關。水泥細度愈細,水化反應加速,水化放熱速率亦增大。摻混合材可降低水泥水化熱和放熱速率,因此大體積混凝土應選用摻混合材量較大的水泥。

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