水泥安定性不合格的原因及危害

　　引言
　　為保證工程質(zhì)量，GB 50204-92《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》和建設(shè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)JGJ 73-91《磚石工程施工及驗收規(guī)范》明確規(guī)定，不合格水泥嚴(yán)禁用于建筑工程；工程技術(shù)保證資料又規(guī)定，施工中所用的水泥必須經(jīng)過該地區(qū)有資質(zhì)的試驗室復(fù)檢合格后方可使用。水泥安定性是判定水泥質(zhì)量是否合格的主要指標(biāo)之一，其對工程質(zhì)量的影響最大，出廠檢驗必須合格方能用于建筑工程。但是在實際工作中，由于建設(shè)工期和施工進(jìn)度的要求（尤其在北方地區(qū)，可施工季節(jié)短，對工期要求更迫切），進(jìn)入現(xiàn)場的水泥往往還未來得及取樣復(fù)驗即已用于工程，而且這種現(xiàn)象非常普遍。一些小型施工企業(yè)甚至在對水泥安定性不甚了解的情況下貿(mào)然施工，根本談不上對水泥安定性的重視，致使安定性不合格的水泥用于工程的現(xiàn)象屢有發(fā)生，造成的事故不乏其例。因此，充分認(rèn)識水泥安定性不合格對工程質(zhì)量的危害程度，對減少或避免工程損失是非常必要的。
　　1 水泥安定性不合格的內(nèi)在原因
　　造成水泥安定性不合格的主要原因是由于水泥熟料中的f CaO（或者還有少量MgO、SO3）。我們知道，水泥熟料中最主要的化學(xué)成分是 CaO，它與SiO2生成硅酸鈣，與Al2O3和Fe2O3生成鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。要生產(chǎn)出高品位的優(yōu)質(zhì)水泥，就需要有足量的堿性氧化物（即CaO）來滿足酸性氧化物的需要。但在生產(chǎn)過程中，由于配料比例失當(dāng)或煅燒溫度低以及熟料冷卻方式不當(dāng)，其中一部分CaO就不能完全與酸性氧化物化合或是已形成的C3S發(fā)生分解，從而以f CaO的形式存在于水泥熟料中。這種經(jīng)高溫?zé)傻木w顆粒呈死燒狀，遇水后水化速度極慢。在水泥水化、硬化的過程中，f CaO在水泥具有一定的強(qiáng)度后才開始水化，并伴隨一定的體積膨脹，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生巨大的膨脹應(yīng)力，致使混凝土的強(qiáng)度急劇下降。當(dāng)膨脹應(yīng)力超過混凝土的強(qiáng)度極限時，就會引起混凝土的開裂和損壞。
　　2 安定性不合格水泥對混凝土的危害
　　我院建筑工程試驗室5年間共做安定性不合格水泥的試件54組，試驗結(jié)果為：試餅膨脹疏松的36組，占試驗數(shù)的66.7 %；試塊疏松膨脹并龜裂翹曲的14組，占試驗數(shù)的25.9 %；試餅崩潰的3組，占試驗數(shù)的5.6 %.因水泥安定性不合格會對工程產(chǎn)生危害的高達(dá)98.2 %以上。而且水泥的強(qiáng)度也大大低于標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)出廠水泥的規(guī)定，其中最低的1組，P.S 325的實際強(qiáng)度只有3.7 MPa；最高的1組，P.S 325的抗壓強(qiáng)度為21.4 MPa；425水泥的強(qiáng)度也只有30 MPa.對試件外形體積檢測的結(jié)果是： ① 除自崩2組無法進(jìn)行檢測外，其余52組試件的體積均出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，膨脹率最大的2 %，最小的0.5 %；②試件有不同程度的開裂、翹曲現(xiàn)象，其中3組試件體積膨脹率最大，整組試件均有開裂并伴隨顯著的翹曲變形；③自行崩壞的2組，在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)24 h后變成一堆砂灰。
　　以上水泥大部分是送檢品，小部分是工程出現(xiàn)質(zhì)量問題后送檢的。凡工程中使用了安定性不合格的水泥的，均造成了程度不同的質(zhì)量問題。事故發(fā)生的部位和損壞程度如下：
　?。?） 砌體部位：輕者砂漿達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度，重者砂漿幾乎沒有強(qiáng)度。隨著砂漿中水分的析出干燥，砂灰變酥，用手指即可輕易扒下，墻體粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計要求，甚至出現(xiàn)崩裂和損壞。
　?。?）裝飾工程：使用在內(nèi)外墻裙、踢腳線、抹灰層、場地及地面工程的混凝土砂漿，輕者裝飾層無強(qiáng)度、起皮、開裂、掉砂、起泡等，重者抹灰層出現(xiàn)大面積脫落、掉皮，或因經(jīng)不起風(fēng)雨的沖刷而在短期內(nèi)毀壞。
　?。?）混凝土工程：用于混凝土工程的板、梁、柱及預(yù)制構(gòu)件處的混凝土材料，澆筑后凝結(jié)緩慢、無強(qiáng)度，隨后便在構(gòu)件表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋。尤其是位于承重部位的陽臺、梁、挑檐板、雨篷等，拆除模板的同時就可能發(fā)生斷裂或損壞。
　　3 對水泥安定性的簡易判定方法
　　判別用于混凝土工程的水泥的安定性是否合格，有以下幾種簡易方法：
　　（1）合格水泥澆筑的混凝土外表堅硬刺手，而安定性不合格水泥澆灌的混凝土給人以松軟、凍后融化的感覺；
　?。?）安定性合格的水泥澆筑的混凝土多數(shù)呈青灰色且有光亮，而不合格水泥澆筑的混凝土多呈白色且黯淡無光；
　?。?）合格水泥拌制的混凝土與骨料的握裹力強(qiáng)、粘結(jié)牢，石子很難從構(gòu)件表面剝離下來，而安定性不合格的水泥拌制的混凝土與骨料的握裹力差、粘結(jié)力小，石子容易從混凝土的表面剝離下來。
　　4 結(jié)語
　　上面進(jìn)行的安定性不合格的54組水泥試件的試驗中，低標(biāo)號水泥所占的比例要高得多：其中325水泥52組，占96.3 %；425水泥2組，僅為3.7 %；525及525以上標(biāo)號的水泥，安定性不合格的為0.從水泥生產(chǎn)的工藝和設(shè)備來看，普通立窯生產(chǎn)的水泥，安定性不合格率極高，達(dá)70 %左右；機(jī)械化立窯生產(chǎn)的占30 %左右，說明立窯水泥的安定性問題尤為突出，應(yīng)嚴(yán)格控制、認(rèn)真對待。而大型回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定、安定性合格率高，是今后水泥工業(yè)發(fā)展的方向。