论混凝土工程中的水泥质量问题和措施

     摘 要：有很多混凝土工程质量问题是由水泥的使用不当或水泥本身的质量引起的这些问题又往往是容易被人们忽视或是不太为人们所重视的，本文指出了混凝土工程中水泥方面的质量问题和相关措施。 
　　关键词：混凝土工程；水泥；质量问题；措施 
　　建筑工程中的很多质量问题是由混凝土质量不合格引起的，而混凝土质量又是由水泥的使用不当或水泥本身的质量引起的，而有些问题又往往是容易被人们忽视或是不太为人们所重视的，本文指出了混凝土工程中水泥方面的质量问题和相关的措施。 

　　1、水泥中MgO、SO3含量超标 

　　1.1 影响 
　　水泥中MgO、SO3含量超标将导致水泥体积安定性不良，所谓“体积安定性”是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性。 
　　造成水泥体积不安定的原因有三个方面：（1）熟料中含有过量的游离CaO；（2）熟料中含有过量的游离MgO；（3）水泥中掺入过量的石膏（以SO3含量计）。 
　　熟料中所含的游离CaO和MgO都是过烧的，拌水初期几乎不与水发生化学反应，而经过较长时期，在水泥已经硬化了以后才慢慢开始水化，而且水化生成物Ca（OH）2，Mg（OH）2的体积都比原来CaO和MgO的体积增加两倍以上，致使水泥石内部产生了相当高的局部应力，从而导致水泥石开裂。 
　　当石膏掺量过多时，SO3含量增高，在水泥硬化后石膏仍然会与固态水化铝酸钙继续反应生成水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会导致水泥石开裂。 
　　1.2 措施 
　　国家标准规定，水泥的体积安定性用雷氏法或试饼沸煮法检验。当用雷氏法检验时，标准稠度水泥净浆试件煮沸3h 后膨胀值不超过5mm为体积安定性合格；当用试饼沸煮法检验时，标准稠度净浆试件沸煮4h后，经肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲，为体积安定性合格。当用这两种方法检验结果相矛盾时，以雷氏法结论为准。 
　　上述两种方法均是通过沸煮加速游离氧化钙水化而检验安定性的，所以只能检查游离氧化钙所引起的水泥安定性不良问题。水泥中的氧化镁只有在压蒸条件下才能加速熟化，石膏（SO3）的危害则需长期浸在常温水中才能发现，所以检查氧化镁、石膏导致安定性不良问题应分别采取压蒸法和长期浸水法。 
　　国家标准规定，水泥熟料中氧化镁含量不得超过0.5﹪，若水泥经压蒸安定性试验合格，允许放宽到0.6﹪，水泥中三氧化硫含量不得超过3.5﹪，矿渣水泥不得超过4.0﹪。 
以保证出厂水泥安定性合格。 体积安定性不合格的水泥应以“废品”处理。严禁应用于工程中。 

　　2、无出厂合格证或复试报告的水泥用于混凝土中 

　　2.1 后果 
　　强度等级达不到标准要求或安定性不合格的水泥用于工程，会造成混凝土强度达不到设计要求或产生膨胀裂缝等的工程质量事故。 
　　2.2 措施 
　　工程单位订购的水泥到货后，应认真验收。注意事项如下： 
　　（1）品种验收：根据供货单位的发货明细表或入库通知单及质量合格证，分别核对水泥包装上所注明的工厂名称、生产许可证编号、品种名称、代号、等级、包装年、月、日和批号。按国家标准规定，掺火山灰质混合材料的普通水泥应标上“掺火山灰”字样。包装袋两侧应印有水泥名称的“强度等级”，硅酸盐水泥和普通水泥的印刷采用红色；矿渣水泥的印刷采用绿色；火山灰水泥和粉煤灰水泥采用黑色。 
　　（2）数量验收：水泥分袋装和散装两种型式。袋装水泥每袋净重50±1kg随机抽取20袋，水泥总质量不得少于1000kg，散装水泥平均堆积密度为1450 kg/m3，袋装压实的水泥为1600 kg/m3。 
　　（3）质量验收：出厂水泥应保证出厂强度等级，其余技术要求应符合国家标准要求。对于氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合产品标准规定时，应以“废品”处理；对于细度、终凝时间中任一项不符合产品标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度等级低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标识中，水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。 

　　3、使用过期（水泥出厂日期超过三个月）水泥或受潮结块水泥 

　　3.1 后果

       水泥中的活性矿物组分与空气中的水分、二氧化碳等发生化学反应，从而导致水泥变质的现象，称为风化或受潮。水泥在长期存放的过程中极易受潮，其内在原因有以下三点： 
　　（1）水泥熟料各矿物组分都是亲水性极强的物质； 
　　（2）水泥是由经1350～1450℃高温锻烧的熟料磨细而成，本身处在一种绝对干燥的状态下，极易吸收外界水分； 
　　（3）水泥比表面很大，加上粉磨时的冲击、研磨作用，还有非常发达的表面裂隙网系，因此表面能极大，吸附能力极强。 
　　水泥受潮时与水发生化学作用，生成Ca（OH）2，又与空气中的CO2，作用生成Ca CO3和水，放出的水又能与水泥继续反应，如此周而复始，加快了水泥的受潮过程。受潮水泥由于水化产物的凝结硬化作用，大都会出现结块现象，失去了活性，强度下降，严重的甚至不能再用于工程中。 
　　另一方面，即使水泥不受潮，长期处在大气环境中，其活性也会降低。这是因为水泥在磨细时形成大量新的断裂面（或称破裂面），自由能大，活性高，但在长期存放中，这些新生表面将被“污染”而老化，使活性下降。一般存放三个月以上的水泥，强度下降约10﹪～20﹪；六个月约下降15﹪～30﹪；一年后，约下降25﹪～40﹪。 
　　3.2 措施 
　　防止水泥受潮，最重要的是作好水泥运转与贮存时的管理。防止受潮，不得混入杂物。不同品种、等级和出厂日期的水泥应分别堆放，做到先出厂的先使用，后出厂的后使用。水泥仓库应保持干燥，屋顶和外墙不得漏水。贮存袋装水泥时，地面垫板离地30cm，四周离墙30cm，堆放高度一般不超过10袋。平均每m2可堆放1t。且每堆要有一定的间隔，以加强通风效果；库房四周应有排水沟等等。若使用散装水泥，采用铁皮水泥罐仓或散装水泥库。 　　

      水泥的有效期是三个月，超过有效期的水泥称为“过期水泥”，过期水泥在使用前必须经过试验，并按试验测定的强度等级使用。 

　　4、不同品种的水泥混用 

　　4.1 后果 
　　水泥在使用中应注意不同品种、等级的水泥不能随意掺合使用。因为水泥品种很多，等级各异，有些性能相差很大。当不同品种的水泥掺混后，水泥性能往往发生变化，强度等级降低。这不但会造成浪费，而且容易发生质量事故。例如，普通水泥的主要物理性能是早期强度高、凝结硬化快、抗冻性好等，但其水化热较高，抗酸、碱和抗硫酸盐类的侵蚀能力差。而矿渣水泥由于矿渣中含有相当数量的活性SiO2和活性Al2O3使其具有耐热性好、水化垫低、后期强度增长快，耐腐蚀和耐水性能好等优点，但早期强度低，干缩大。如果将它们混合使用，将会由于水化热的不同在混凝土内部不同部位造成局部高温和局部低温的现。这种温差会使混凝土产生不均匀的变形，成为导致裂缝产生、强度下降的原因之一。所以不应将不同品种的水泥任意混合使用，以免影响工程质量。 
　　高铝水泥的主要矿物组成是CA，它与水作用后生成水化铝酸二钙。如果遇到Ca（OH）2或硬化温度超过40℃时，则极易形成水化铝酸三钙。水化铝酸三钙凝结快，因其体积比水化铝酸二钙减缩一半，使孔隙体积大大增加，故强度下降甚多。所以高铝水泥在使用时，不能与普通水泥、石灰等所析出Ca（OH）2的胶凝物质混合，也不能与未硬化的普通水泥相接触，严禁用于接触碱液的工程。同时高铝水泥在硬化时，环境温度不得超过25℃（15℃为最佳），更不能进行蒸汽养护。 
　　4.2 措施 
　　水泥在混凝土中起胶结作用，正确选择水泥品种，是保证工程质量、杜绝质量事故的重要措施。不同品种的水泥具有不同的性能特点，理解水泥的特点是正确选择水泥品种的基础。通常按环境条件、工程特点、混凝土所处部位选择相适应的水泥。 

　　5、混凝土拌合用水杂质超标 

　　5.1 后果 
　　水是混凝土的主要组成材料之一。水中的某些杂质会影响混凝土的正常凝结与硬化；影响混凝土的强度发展和耐久性；加快钢筋的锈蚀，引起预应力钢筋的脆断；污染混凝土表面影响表面装饰。 
　　5.2 措施 
　　工程开工前按《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-1989）规定进行检验，水中杂质含量不得超过相关限值。 
　　通常海水可用于拌制素混凝土，但不得用于拌制钢筋混凝土、预应力混凝土和有饰面要求的混凝土。工业废水经检验合格后方可用于混凝土，生活污水不能用于拌制混凝土。 

　　6、砂、石骨料有害杂质含量超标 

　　6.1 后果 
　　砂、石骨料中常含有一些有害杂质，如配制混凝土的天然砂、石或人工砂、石中常含有粘土、淤泥粘附在骨料表面，妨碍水泥与骨料的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度、抗冻性和耐磨性，并增大混凝土的干缩。云母呈薄片状，表面光滑，与水泥粘结不牢，影响混凝土颗粒之间的粘结。有机物杂质易于腐烂，析出有机酸，对水泥产生腐蚀作用；硫酸盐和硫化物对水泥亦产生腐蚀作用，它与水泥的水化产物反应生成钙矾石，使水泥石体积膨胀，造成混凝土的破坏。海砂中含有氯化钠等，对钢筋有锈蚀作用，因此对使用海砂拌制混凝土时应慎重。 
　　6.2 措施 
　　混凝土用砂、石有害杂质含量，按标准要求不得超过有关规定。对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土用砂含泥量应不大于3.0﹪；泥块含量应不大于1.0﹪；云母含量不应大于1.0﹪。对有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土，其所用碎石或卵石的含泥量不应大于1.0﹪，如发现有颗粒状硫酸盐或硫化物杂质的碎石或卵石，则要求进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时方可采用。含泥量较大的骨料在使用前应进行筛洗，保证其含泥量不超过规定。 

　　7、石子最大粒径、针、片状颗粒超标 

　　后果：石子的最大粒径是指公称粒径的上限值。石子粒径过大，用在钢筋间距较小的结构中，会产生石子被钢筋卡住，浇灌不到位，混凝土产生蜂窝、孔洞的质量问题。 
　　针、片状颗粒，针状颗粒是指长度大于其平均颗径的2.4倍；片状颗粒是指其厚度小于其平均粒径的0.4倍。当针、片状颗粒含量超过一定界限时，使骨料空隙增加，不仅使混凝土拌合物和易性变差，而且会使混凝土的强度降低。 
　　措施：混凝土用的石子粒径应根据混凝土性能要求，结构断面尺寸，钢筋间距等进行选择。其最大颗粒粒径不得超过结构断面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小间距的3/4，对混凝土实心板，石子最大粒径不宜超过板厚的1/2，且不超过50mm。 

图文源自：网络