安定性不合格水泥的处理及混凝土稳定性检测-

1、建筑材料及应用文章编号:100926825(20073420165202安定性不合格水泥的处理及混凝土稳定性检测收稿日期:2007207202作者简介:兰立华(19662,男,高级工程师,江西理工大学应用科学学院,江西赣州341000郭卫青(19652,男,讲师,江西理工大学应用科学学院,江西赣州341000兰立华郭卫青摘要:介绍了水泥安定性的概念,分析了水泥安定性不合格的原因,并对检验水泥安定性的方法和水泥安定性不合理的处理方法进行了阐述,同时对混凝土稳定性的检测范围及检测方法进行了论述,从而为从事检测、监理、施工的技术人员提供参考。关键词:水泥安定性,混凝土稳定性,检测方法中图分类号:TU

2、525文献标识码:A引言在建设工程中,水泥是应用最广的建筑材料之一,对混合结构、框架结构等建筑,其基本构件梁、板、柱都是由水泥、砂、石、水、钢筋等混合浇筑而成的。水泥质量的好坏直接影响梁、板、柱的承载能力,从而影响建筑结构安全,而水泥安定性是水泥检验指标中最主要的指标之一。在实际工作中,有时会遇到水泥安定性被检测为不合格的情况,如何处理这些水泥一直是工程技术人员探讨的课题;有时还会遇到由于未按程序施工使用了未经检验或安定性不合格的水泥浇筑混凝土的问题,这时如何准确检测其混凝土的稳定性则显得尤为重要,否则无法判断其结构安全的可靠性。文中将结合工程实践及相关标准对上述问题做一探讨。1水泥的安定性概

3、念及产生原因1.1水泥的安定性概念水泥安定性是指水泥在凝结过程中体积变化的均匀性,是水泥检验指标中的必检指标。水泥安定性不合格是指水泥硬化后产生不均匀的体积变化,使构件产生膨胀裂缝,影响结构安全或使用功能。1.2安定性不合格的产生原因引起水泥安定性不合格的原因主要是由于水泥熟料中含有过多的f -CaO 和f -MgO 及SO 3,但是由于f -MgO 需要在蒸压条件下才能加速水化反应,而SO 3则需要长期在常温水中与3CaO Al 2O 36H 2O 发生反应,所以这二者都不便快速检验,故在水泥的国家标准中对水泥中f -MgO 及SO 3的含量都有严格的规定,对普通硅酸盐水泥,f -MgO 含

4、量不能超过5%,SO 3含量不能超过3.5%,否则均为废品。通常在工程检测中出现安定性不合格主要是由于f -CaO 过多引起的,在水泥生产过程中烧结的最高温度应达到1450,温度从1300升高到1450再回到1300的这个阶段是水泥熟料的生成阶段。在这个阶段铝酸三钙、铁铝酸四钙烧至熔融状态,出现液相,把CaO 和部分的硅酸二钙溶于其中,反应生成硅酸三钙,必须有足够的时间和温度才能使生成硅酸三钙的反应较为完全。水泥的烧结温度不够而使水泥熟料反应不完全,导致大量f -CaO 的残留,这个是低温f -CaO ,它结构比较疏松,水化的速度快,比较容易发现,在施工中表现为混凝土不凝结、不硬化,早期没有强

5、度等。由于配料不当,原料中CaO 成分过多,导致在烧结阶段反应完全后仍然余下过多的CaO 成分以游离的状态存在,称为高温f -CaO ,它表面由玻璃釉状物质包裹,由于水化的速度缓慢,一般都在几个月以后甚至更长的时间才开始水化,故施工中混凝土早期的强度一般都能达到标准值,不易发现,如果不做安定性试验,就很难发现问题。但是随着时间的延长,f -CaO 慢慢开始水化,引起固相体积的膨胀,甚至引起混凝土构件的开裂。2安定性的检验及处理2.1检验安定性的方法规范规定检验水泥安定性的标准方法是雷氏法,但在工程实践中,通常用简便的试饼法代替。当用试饼法检验水泥安定性为不合格时,则应用雷氏法做进一步的检验,并

6、以此判断水泥安定性。2.2安定性不合格水泥的处理规范规定:安定性不合格的水泥应视为废品,禁止用于工程上。对初检和复检其安定性严重不良的不合格水泥,应遵守这一规定;但对初检和复检其试饼开裂、弯曲不严重或采用雷氏法两个试件煮后增加距离超过规范要求不多时,可尝试将水泥搁置一个月甚至两个月后再进行安定性检验,合格后可用于工程上。原因是低温f -CaO 的结构疏松,在水泥存放的过程中能够自动吸收空气中的水分进行消解,随着水泥搁置时间的延长,水泥中f -CaO 含量不断减少。而高温f -CaO 的密度大,结构致密,且表面包裹着玻璃釉状物质,不易吸收空气中的水分进行水化。若搁置一段时间后,安定性仍然不合格,

7、说明水泥中的f -CaO 过多或f -MgO 及SO 3含量超标,应禁止使用。3混凝土稳定性检测3.1混凝土稳定性的概念所谓混凝土稳定性不良,是指混凝土浇筑成型后在其使用期内体积不稳定,即工程建成投入使用一段时间后发生膨胀开裂,主要原因是使用了安定性不合格的水泥。3.2混凝土稳定性的检测范围国内转窑水泥其MgO 的含量一般控制在3%以内,远低于5%的国家标准要求,目前MgO 含量超标发生的机率极小。由于石膏较贵,水泥生产厂家一般不会多掺。而f -CaO 在水泥生产的原材料中来源甚广,因此,对混凝土稳定性的检测主要集中于混凝土f -CaO 含量的检测。对使用了安定性不合格水泥或未经检验水泥的混凝

8、土必须做混凝土稳定性检测。3.3混凝土稳定性的检测方法根据现行建筑结构检测技术标准,检测f -CaO 对混凝土质文章编号:100926825(20073420166202混凝土结构电化学除盐过程控制理论的探讨收稿日期:2007207210作者简介:刘斌(19792,男,烟台大学土木工程学院结构工程专业硕士研究生,山东烟台264005周新刚(19632,男,教授,烟台大学土木工程学院,山东烟台264005王凤达(19792,男,烟台大学土木工程学院结构工程专业硕士研究生,山东烟台264005刘斌周新刚王凤达摘要:在分析电化学除盐机理的基础上,应用电化学原理,对除盐过程中的关键作用进行了分析,建立

9、了混凝土结构电化学除盐过程控制理论模型,并运用该模型对混凝土电化学除盐施工过程进行控制,为该技术的推广应用奠定了理论基础。关键词:混凝土耐久性,控制模型,氯离子中图分类号:TU528.1文献标识码:A氯离子侵入混凝土内部,引起钢筋锈蚀、结构承载力下降和耐久性降低,是沿海地区钢筋混凝土结构实效的一个主要原因,而电化学除盐法是处理由于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀的最有效方法之一1。以往的研究125主要是针对电化学除盐效率,电化学除盐后钢筋混凝土力学性能和混凝土内部孔结构的变化等问题。关于电化学除盐过程的控制报道甚少,而这又是电化学除盐技术得以在工程界推广应用必须解决的关键问题之一。1电化学除盐的机理电

10、化学除盐(Electrochemical Chloride Extraction 是在混凝土表面放置电解液,在电解液中设置铜网,在铜网和钢筋之间施加电压,正极与铜网相连,负极与钢筋相连。在外加电压的作用下,混凝土中的氯离子等负离子向正极流动进入电解液中,电解液及混凝土中的正离子向混凝土中钢筋的部位聚集,使混凝土中带负电荷的氯离子在电场作用下迁移出混凝土保护层,同时也由于阴极反应适当提高钢筋周围的p H 值,使钢筋再钝化。断电后,该结构仍可长期免除钢筋腐蚀危险。一方面,在钢筋(阴极周围的孔溶液中因为有O 2存在并参与量影响可分为现场检查、薄片沸煮检测和芯样试件检测等。1现场检查:可通过调查和检查

11、混凝土外观质量,看其有无开裂、疏松、崩溃等严重破坏症状,初步确定f -CaO 对混凝土质量有影响的部位和范围,并用钢筋扫描仪器测出钢筋位置。2在初步确定有影响的部位上钻取混凝土芯样,芯样的直径可为70mm 100mm ,在同一部位钻取的芯样数量不应少于两个,同一批受检混凝土至少应取得上述混凝土芯样3组。3在每个芯样上截取1个无外观缺陷的10mm 厚的薄片试件,同时将芯样加工成高径比为1.0的芯样试件,芯样试件的加工质量应符合钻芯法检测混凝土强度技术规程的要求。4试件的检测应遵守规定:a.薄片沸煮检测:将薄片试件放入沸煮箱的试架上进行沸煮,对沸煮过的薄片试件进行外观检查;b.芯样试件检测:将同一

12、部位钻取的两个芯样试件中的1个放入沸煮箱的试架上进行沸煮,对沸煮过的芯样进行外观检查。将沸煮过的芯样试件晾置3d ,并与未沸煮的芯样试件同时进行抗压强度测试。芯样试件抗压强度测试应符合钻芯法检测混凝土强度技术规程的规定。按下式计算每组芯样试件强度变化的百分率cor ,并计算全部芯样试件抗压强度变换百分率的平均值cor ,m 。cor =(f cor -f 3cor /f cor ×100。其中,cor 为芯样试件强度变化的百分率;f cor 为未沸煮芯样试件抗压强度;f 3cor 为同组沸煮芯样试件抗压强度。5当出现下列情况之一时,可判定f -CaO 对混凝土质量有影响:a.有两个或

13、两个以上沸煮试件(包括薄片试件和芯样试件出现开裂、疏松或崩溃等现象;b.芯样试件强度变化百分率平均值cor ,m >30%;c.仅有一个薄片试件出现开裂、疏松崩溃等现象,并有一个cor >30%。6沸煮制度,调整好沸煮箱内的水位,保证在整个沸煮过程中都超过试件,不需中途添补试验用水,同时又能保证在(30±5min 内升至沸腾。将试样放在沸煮箱的试架上,在(30±5min 内加热至沸腾,恒沸6h ,关闭沸煮箱自然降至室温。4结语处理安定性不合格的水泥及既有结构中混凝土稳定性检测是专业性强、操作复杂的技术工作,其准确性直接关系工程的结构安全,必须根据具体工程的结构形

14、式、重要程度、现场情况及实测数据、国家相关规范做出结论。要确保工程结构安全,在工程施工中,参与建设的各方必须严把水泥质量关,杜绝使用未经检验或安定性不合格水泥。参考文献:1王世芳.建筑材料M.北京:中央广播电视大学出版社,2002.2G B/T 5034422004,建筑结构检测技术标准S.T reatment of cement with un 2certif icated stability and stability test of concreteLAN Li 2hu a GU O Wei 2qingAbstract :The concept of the stability of cement is introduced.Based u pon analysis of the reasons caused the un 2certificated stability of cement practical test and treatmen