2013年一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師考試水泥考點(diǎn)4

　　體積安定性

　　體積安定性不良是指己硬化水泥石產(chǎn)生不均勻的體積變化現(xiàn)象。它會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生膨脹 ,降低建筑物質(zhì)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(jìn)行下述反應(yīng):

　　CaO+ H2O= Ca(OH)2

　　該反應(yīng)固相體積膨脹97% ,引起不均勻的體積變化會(huì)導(dǎo)致水泥石開裂。國(guó)家規(guī)定用沸煮法檢驗(yàn)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(fā)現(xiàn)裂紋,用直尺檢查沒有彎曲,或測(cè)得雷氏夾試件膨脹量在規(guī)定值內(nèi),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(yàn)其體積變化現(xiàn)象。當(dāng)試餅法與雷氏夾法結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí),以雷氏夾法為準(zhǔn)。

　　(2) f-MgO過量:水泥中的f-MgO形成結(jié)晶方續(xù)石時(shí),其晶體結(jié)構(gòu)致密,水化比f(wàn)-CaO更為緩慢,要幾個(gè)月甚至幾年才明顯水化,形成氫氧化續(xù)時(shí)體積膨脹將導(dǎo)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(diào)凝劑或作為混合材的活性激發(fā)劑,當(dāng)石膏摻量過多時(shí),在水泥硬化后還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型硫鋁酸鈣,體積約增大1.5倍,也會(huì)引起體積安定性不良。

　　細(xì)度

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

　　國(guó)標(biāo)規(guī)定:硅酸鹽水泥細(xì)度采用透氣式比表面積儀檢驗(yàn),要求其比表面積>300m2/kg;其他五類水泥細(xì)度用篩析法檢驗(yàn),要求在80μm標(biāo)準(zhǔn)篩上篩余量不得超過 10%篩析法有水篩、干篩和負(fù)壓篩法,當(dāng)三種方法結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí),以負(fù)壓篩為準(zhǔn)。

　　水化熱

　　水泥的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng),其水化過程放出的熱稱為水泥的水化熱。水泥的水化熱對(duì)混凝土工藝有多方面的意義。水化熱對(duì)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(nèi)部,造成內(nèi)外溫差,形成不均勻應(yīng)力導(dǎo)致開裂,但水化熱對(duì)冬季混凝土施工則是有益的,水化熱可促進(jìn)水泥水化進(jìn)程。

　　水泥的水化放熱量與放熱速率與水泥的礦物組成有關(guān),由于水泥的水化熱具有加和性,所以可根據(jù)水泥礦物組成含量,估算水泥水化熱。對(duì)于硅酸鹽水泥,在水化3d齡期內(nèi)水化放熱量大致為總放熱量的50%, 7d齡期為75% ,而3個(gè)月可達(dá)90%。由此可見,水泥的水化放熱量大部分在3~7d內(nèi)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(xì)度、混合材種類和數(shù)量有關(guān)。水泥細(xì)度愈細(xì),水化反應(yīng)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(yīng)選用摻混合材量較大的水泥。

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