水泥安定性产生的原因及对建筑工程质量的影响

赵 强

（虎林市工程质量监督站，黑龙江 虎林 158400）

引言：水泥安定性是反映水泥硬化后固相体积变化均匀性的物理指标，这也是国家标准中规定必须达到的关键性质量指标之一。水泥在加水后的硬化过程中，一般体积都会发生变化。假如体积变化是在水化过程中发生均匀的体积变化或者是在水泥石凝结硬化过程中进行，则其对工程的质量不会造成影响。如果是在水泥硬化后，在水泥石内部产生剧烈的不均匀的体积变化，便会在水泥石内部产生很大的破坏应力，导致其强度下降，严重时引起水泥石体开裂。

1 水泥体积安定性常用的检测方法

水泥体积安定性的好坏是用水泥净浆经特定试验条件处理后外形体积变化的结果来判定的。影响水泥体积变化的有害成分是过量的SO3、f-CaO和f-MgO。国家标准中严格控制SO3、f-MgO 在水泥中的含量，GB/T1346-2001中检测的是由f-CaO造成的体积安定性的检测方法，分为标准法和代用法。

1.1 标准法：将标准稠度净浆装满两只雷氏夹，分别用75-80克玻璃板压上下，放入湿气养护箱养护（24±2）小时后，测量雷氏夹指针尖端间的距离，放入沸煮箱沸煮3.5小时。结果测定：两试件煮后增加值的平均值≤5.0mm时，且两个差值不得超过4.0mm，即可判定水泥安定性合格，反之为不合格。

1.2 代用法：将标准稠度净浆分别放在100mm×100mm两块玻璃板上做成直径70mm-80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，放在湿气养护箱养护（24±2）小时后进行沸煮，沸煮方法同标准法一样。结果测定：用目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查没有弯曲则判定安定性合格，反之为不合格。

水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。当水泥安定性测定结果发生争议时，雷氏法方法测定为准。代用法在制作过程中存在较大误差。

15年来，我们在试验中共检测出安定性不合格的水泥样品41组。其中，试饼龟裂疏松的23组，占不合格率的56.1%；试饼龟裂翘曲的巧组，占不合格率的36.5，试饼崩溃成渣状的3组，占不合格率的7.4%。这些水泥强度大大低于合格水泥的标准，甚至有些试样没有强度，形如成熟爆裂的菜花。在这41组安定性不合格的水泥中，强度最低的一组P·032.5实际强度只有11.6Mpa(28d)。最高的一组也只有13.5MPa(28d）。41组试件中的外形有3组崩坏，无法检测，其余38组中体积均出现膨胀，膨胀率最大的为2.3%，最小的一组为0.7%。

41组安定性不合格的试验占85.4%；机立窑生产的水泥5组，占全部不合格试样的12.2%;回转窑生产的水泥不合格的只有1组，占总数的2.4%。证明水泥安定与水泥生产设备等关系十分密切。

因此，我们在施工过程中选用水泥时应尽量选用生产工艺较先进的回转窑水泥。同时为确保工程质量，应严格按国家规定对进入施工现场的水泥进行复验，合格后再使用。

2 水泥安定性不合格的原因分析

造成水泥安定性不合格的原因主要是由于水泥熟料中含有过量的f-CaO和f-MgO以及SO3，但是由于f-MgO需要在蒸压条件下才能加速水化反应，而SO3则需要长期在常温水中才会发生水花反应，造成水泥固相体积膨胀,所以这二者都不便于快速检验，故在水泥的国家标准GB175-2007中对水泥中f-MgO以及SO3的含量都有严格规定和要求。我们通常在工程质量检测中出现安定性不合格的情况时主要是由于f-CaO过多引起的。f-CaO分两种形式,低温f-CaO，它结构比较疏松，水化的速度快，比较容易发现，低温f-CaO主要是在机立窑中生产的水泥中出现的较多,在施工中表现为混凝土不凝结、不硬化，没有强度,手握如桃酥状等。高温f-CaO，它表面有玻璃釉状物质包裹，由于水化的速度缓慢，一般在数月以后甚至更长的时间才开始水化反应，故施工中混凝土早期的强度一般都能达到要求，难以发现，如果不做安定性检测，很难发现问题。但随着时间的延续，f-CaO慢慢开始水化，在早已硬化的混凝土内部产生固相体积膨胀，产生内应力，从而导致混凝土强度的降低，甚至引起混凝土构件的破坏。水泥中低温f-CaO由于未经过高温煅烧所以其结构较为疏松，在水泥存放的过程中能自动吸收空气中的水分消解，随着水泥存放时间的延长，水泥中的低温f-CaO不断的吸收空气中的水分而水化，含量不断的减少，而高温f-CaO的密度大，结构较致密，并且表面包裹着玻璃釉状质，难吸收空气中的水分进行水化，所以时效性的产生主要是由低温f-CaO引起的。但并不非所有的水泥存放一段时间后安定性都会合格，当水泥中的f-CaO含量过多或者是由于f-MgO以及SO3引起的安定性不合格则没有这种特性。这就是说存放一段时间有可能解决由于低温f-CaO而造成的水泥安定性不合格，并不意味着水泥的安定性不合格只要存放一段时间就可以了。

同时由于在水泥的生产过程中f-CaO的产生是不可避免的，因此在水泥配料合理、煅烧时反应彻底的情况下，水泥熟料在粉磨前和成品水泥在出厂前一定要存放一段时间（安定期），这样可以有效的避免安定性时效性的存在，也在一定程度上减少安定性争议的产生。

3 水泥安定性不合格对建筑工程质量的影响

3.1 对建筑砌体结构的影响

使砌体砂浆强度降低，严重时会失去强度砂浆起不到粘结和传力作用。

3.2 对基础结构的影响

基础整体强度达不到设计要求，严重时会使基础崩裂、破坏。

3.3 对装饰装修工程的影响

抹灰层、地面以及内外墙粘贴饰面砖等，在使用了安定性不合格砂浆后，轻者造成起皮、鼓泡、爆裂等；重者会使抹灰层整体或局部脱落，耐久性差，无法满足使用功能要求。

3.4 对混凝土工程的影响

最大的危害是对混凝土的梁、板、柱以及建筑预制构件的破坏，它如同无形无情的杀手，随时都有发生断裂倒塌事故的可能。水泥安定性不合格一般均能出现凝结速度慢，最终强度达不到设计要求。构件表面有轻度裂纹，并逐渐加大，降低工程耐久性。

还有一种特别情况是混凝土早期并没有明显异常现象，甚至早期强度也较高，但经过数月甚至数年后问题才暴露出来，这种隐患造成的危害更大。

4 施工过程中为避免水泥安定性产生问题应注意的问题。为避免水泥安定性问题给工程建设造成重大危害，对施工过程中的严格要求必须注意以下问题

4.1 严格执行法律法规及有关标准规定，对新场的水泥必须经试验合格后方再使用于工程中。严禁为争抢工期，不进行进场试验就直接使用。

4.2 在工作中认真摸索仔细观察，对于合格水泥浇筑的混凝土外表坚硬，有楞角，具有光泽。混凝土对石子等骨料握裹力强，很难将骨料轻易剥离。而用安定性不好的水泥浇筑的混凝土则感到松酥，颜色暗淡，无光泽，骨料粘结不牢，极易剥落。做到尽早发现问题，尽早处理，以减少造成的损失。

综上所述，水泥是建筑工程中用量非常大，直接影响到工程质量的建筑材料，由于水泥安定性不合格具有一定的隐蔽性，不做检验一般很难被发现,现在生产的水泥，安全性不合格时有发生，对于工程质量的影响极大，因此水泥使用前的复检尤其重要。水泥复检必须引起建设工程各方的高度重视。否则一旦出现问题则难以弥补。只有在相互配合的条件下才能杜绝安定性不合格的水泥用到建筑工程中。施工中必须严格把住水泥质量的安定性这一关键性问题，确保百年大计，质量第一。

[1]《水泥工艺》中国建材工业出版社.

[2]《中国水泥》期刊.