摘要：对管道膨胀水泥接口的优越性、作用机理以及在使用中应注意的问题作了深入分析，介绍了正确使用这种接口的施工要点，并提出了改进设想。
关键词：管道接口 膨胀水泥 石膏 刚性接口
在管道刚性接口材料中，膨胀水泥是一种最常用的接口材料，操作简单，应用广泛，但在使用过程中也存在一些问题，本文试图从理论和实践两方面对这种接口材料作一介绍和分析。
1 膨胀水泥接口的优越性
管道膨胀水泥接口主要是指水泥、石膏粉、氯化钙按一定比例混合加水后拌合配制而成的接口填料（本文所涉及的膨胀水泥接口均指这种接口）。和石棉水泥接口相比，膨胀水泥接口的施工大大减轻了操作人员的劳动强度，这种接口在操作中只需捣实、抹平，无需反复捻打。由于接口材料中添加了速凝剂氯化钙，使接口强度增长很快，抹口后几小时即可通水。在一定条件下可以在抢修断管时采用，替代价格昂贵和对水质有污染的铅接口。
20世纪70年代，中铁一局集团给排水工程总公司曾与兰州铁道学院协作对这种接口做了一系列试验，这里简述如下。
1.1 冲击试验
将一组?DN 150膨胀水泥接口的管道试件（长5 m?，膨胀水泥接口6个） 平行铁路轨道置于正线与到发线中间，让其承受火车行驶时的侧压及动荷载。试件放置后，用手压泵加压至1 MPa，检查接口的严密性；而后覆土回填（覆土深度为管顶以上0.2 m）。经过16 d，90次列车行驶的考验后，再次试压1 MPa，保持10 min，压力未见降低，接口无洇水及渗漏现象。
将另一组?DN?150长10 m膨胀水泥接口的管道试件铺设在沟槽中，试压检验接口泵压1 MPa，无渗漏现象后，管顶以上回填虚土0.5 m厚，然后用H?7-120 型内燃夯（夯重120 kg，夯起高度30～40 cm，夯足直径250 mm），反复夯打6 遍，虚土夯实后土层厚度减为0.34 m.之后，管段再次加压至1 MPa，保持10 min，压力未见降低，接口无洇水及渗漏现象。来源：考试大
1.2 对比试验
用铅、石棉水泥及膨胀水泥3种接口材料作接口，分别制作3组试验管段，强度达到规定值后，将三组试件放置在距地面0.5 m高的砖支墩上，试压检查各接口完好后，同时抽去中间各支墩，利用管身自重（包括管内水重）下沉，测其下沉量。下沉完毕后，继续加压，观察各试验管道接口渗漏情况及减压情况。此时，铅接口已完全破坏，而石棉水泥接口及膨胀水泥接口均无明显变形。紧接着，在石棉水泥接口试件中部加载385 kg，在膨胀水泥接口试件中部加载 372 kg，继续观察下沉量，3 min后卸载，再进行观察。做完以上试验后，将已破坏的铅接口试件恢复，又分别将3组试件推落至地面（距地高度0.5 m），并进行试压及接口检查。此时铅接口又一次破坏，其它两组试件基本正常。紧接着又由10人以脚为动力将石棉水泥接口和膨胀水泥接口以及铅接口试件向前滚动 10 m又折回5 m后试压，膨胀水泥接口和石棉水泥接口情况均良好，而铅接口没有经得住考验，首先出现了裂缝。
以上试验数据充分说明，膨胀水泥接口完全可以替代石棉水泥接口。膨胀水泥接口甚至可以替代价格昂贵且对环境有污染的铅接口
中铁一局集团给排水工程总公司从20世纪70年代以来，在铸铁管自应力水泥管给水及排水管道刚性接头中大量使用膨胀水泥接头，其中青藏铁路（克哈段）、梅七铁路、西候铁路、京秦铁路及兰新铁路复线给排水工程的管道铺设中采用膨胀水泥接口累计距离近百公里，安全使用至今。来源:考试大网
2 问题的提出
一些施工单位反映，膨胀水泥接口相对于石棉水泥接口而言，的确减轻了操作者的劳动强度，但是接口硬化以后，也有可能将管口胀裂。
国内一些施工单位的确也发生过这种事故。例如某铁路车站铺设10余km，DN，600铸铁管道，采用膨胀水泥接口。施工后接口普遍胀裂漏水，由于修复比较难，建设单位采用其他接口，重新铺设了一条管道。还有一些单位反映，膨胀水泥接口产生的膨胀破坏有时还可能在管道交付使用后1～2年产生。
上述情况的发生，给推广使用膨胀水泥接口的工作造成了一定的负面影响。一些施工单位甚至规定严禁使用膨胀水泥接口。
发生上述问题的原因是什么？是这种接口形式本身就存在问题，还是施工操作中发生了问题，导致管道事故的发生？以下作些简要的分析。
3 膨胀水泥接口的作用机理及膨胀破坏的原因
3.1 膨胀水泥接口的作用机理
膨胀水泥接口配方中，氯化钙（CaCl3）为早强剂，石膏（CaSO4·2H2O）为膨胀剂，水泥为固化剂；水泥、半水石膏拌合均匀并掺水搅拌后，变为二水石膏（CaSO4·2H2O）继而与硅酸盐水泥水化产物中的水化铝酸三钙（3CaO·Al3O3·6H2O）发生化学反应生成水化硫铝酸三钙（3CaO·Al3O3·3CaSO4·31H2O），体积比原有水化铝酸三钙增大1.5倍，其反应式如下：?3CaO·Al3O3·6H2O+3（CaSO4·2H2O）+19H2O→3CaO·Al3O3·3CaSO4·31H2O
配方中氯化钙（CaCl3）与水化产物中的氢氧化钙[Ca（OH）3]反应生成水化氯铝酸钙、氧氯化钙都是难溶于水的复盐，是产生膨胀的成份。
氯化钙（CaCl3）掺入后能与水泥水化物作用，从而增加水泥矿物的溶解度，加速水泥矿物水化。氯化钙还能与水泥中铝酸三钙（3CaO·Al3O3）作用，生成水化氯铝酸钙（3CaO·Al3O3·3CaCl3·32H2O，3Ca·Al3O3·CaCl3·10H2O）这种复盐均不溶于水溶液及CaCl3溶液，因而能从水泥、水系统中析出，提高了接口的早期强度。由于氯化钙（CaCl3）与氢氧化钙[Ca（OH）3]的反应，降低了水泥-水系统的碱度，使水泥成份中的硅酸三钙（3CaO·SiO3）的水化反应易于进行，相应地亦提高了接口的早期强度。
配比中石膏用量对膨胀性能的影响十分敏感，膨胀随石膏用量增加而增大；当石膏用量超出一定范围后，管道承口因不能承受接口由于体积膨胀产生的应力而破坏。同时，膨胀水泥配比中由于石膏掺量增大，其强度也随之降低。
3.2 膨胀水泥接口产生膨胀破坏的原因分析
（1）如前所述，配比中石膏的存在使接口填料产生一定的膨胀量，而使其接口密实，从而达到阻止渗漏的目的。但是，由于石膏对膨胀性能的高度敏感性，掺量稍多即可能产生膨胀危害。由于这种材料固化作用明显、迅速，实际施工中，为方便操作，一些操作者在现场配制，缺乏严格的计量，甚至不进行计量，必然产生问题。
（2）水泥中铝酸三钙的含量各个水泥厂家相差比较大，从4%～5%到10%左右不等，而正是铝酸三钙和配比中的石膏发生反应才使膨胀水泥接口材料发生膨胀。这造成了问题的复杂性。
（3）配方中的石膏非国家严格控制的产品，细度成份也不标准，如果所选石膏颗粒偏粗，化学活性低，水化过程可能很慢，很可能造成接口填料后期过量膨胀。
（4）一些地区地下水中常含有硫酸盐如硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁等，硫酸盐溶液和水泥石中的氢氧化钙及水化铝酸钙发生化学反应，生成石膏、硫铝酸钙等物质，产生体积膨胀，使接口破坏。水中硫酸钠和水泥石中的氢氧化钙反应式如下：
Ca（OH）3+Na3SO4·10H2O→CaSO4·2H3O+2NaOH+8H2O
从Ca（OH）3转变为CaSO4·2H2O体积为原来的2倍，这些变化是个缓慢的过程，可能造成接口填料后期过量膨胀。
3.3 膨胀水泥接口施工要点
许多管道接口膨胀破坏的事故说明：施工中配比不准和操作不当是造成事故的主要原因，因此，严格操作程序是保证膨胀水泥接口施工质量的关键，应注意以下几点。
3.3.1 配合比
填料配比必须经过试验或者长期实践后确定，配比中石膏粉含量：铸铁管接口宜控制在8%（重量比）以下；混凝土管接口宜控制在5%（重量比）以下；氯化钙掺量宜控制在5%左右（溶化后使用）。来源：考试大
3.3.2 材料
水泥宜选用强度等级42.5R的硅酸盐水泥（不掺加混合材料的PI型水泥）；石膏宜选用粉状半水石膏（颗粒越细越好）；氯化钙为工业氯化钙（溶化后使用）。
3.3.3 填料操作
（1）石膏水泥混合物和氯化钙溶液必须由专人统一精确称量拌制，集中保管，施工人员只要按用量领取混合干料及氯化钙溶液，在现场随抹口随加水及氯化钙溶液拌合即可。氯化钙溶液的浓度根据现场温度可适当调整，一般可掌握在溶液相对密度1.10左右。来源：考试大
（2）现场根据每次石膏水泥的拌合量计算出氯化钙溶液的加入量，然后加水拌合成面团状，可搓成条形填入管口。填料拌好后使用时间不得超过30 min.
（3）抹口前将管道承口（填料间隙）清理干净。并在承口内填麻辫，其深度为承口深度的1/3左右。
（4）将填料搓成条状，向承口分层用力填进，并用灰凿分层填实，最后抹平压光，表面应凹入承口边缘2 mm.随即润湿养护。可用泥糊口，填土浇水养护。如冬季施工，抹口后用盐水和泥糊口，覆干土蓄热养护。管段亦覆干土保温。
（5）在地下水有腐蚀性的地区，接口表面应涂隔离剂。
4 结论和改进设想
根据以上分析可以看出，在严格的配合比和操作规程规范下，膨胀水泥接口是可以安全使用的，这已为大量的施工实践所证明。
这种接口使用已历经30多年，它大大减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率，节约了资金，功不可没。从20世纪80代以来，随着橡胶圈接口及管材的普及，膨胀水泥接口的使用逐渐减少，但在管道管件接头处仍在使用。
膨胀水泥接口也存在一些问题，其一，膨胀水泥接口配比中石膏的掺量对膨胀作用过于敏感，施工中稍有不慎，就可能发生接口胀裂，而这种胀裂又是不可修复的；其二，配比中氯化钙有可能浸蚀管口钢筋，使其产生锈蚀，产生Fe3O3，也可能导致接口破坏；其三，由于采用水泥中的熟料成份有变化，也可能导致和石膏发生不良反应。
以上种种因素都造成了对这种接口材料难以预料的变数。为此，研究新的接头材料成为必要。有以下两种设想：
（1）采用微膨胀无收缩配方。
（2）选择其他微膨胀剂（如UEA等）替代石膏，使接口产生膨胀，而不致膨胀力过大造成危害。
普通硅酸盐水泥的比重是多少
水泥裂缝用什么修补？
大家在买房子装修的时候，可能都会遇到相同的问题，那就是有一些墙体存在着裂缝，而且这些裂缝呢不是太大，所以也没有办法进行大规模的修补，但是呢，如果要是不修补的话，可能又会觉得心里不舒服或者是出现一些其他的问题，那看到这里大家可能产生疑问了。这些水泥的裂缝到底该如何修补呢？
其实我觉得这个问题还是非常容易回答的，因为现在有很多建筑材料都是可以弥补这些裂缝的，首先可以考虑的就是一种胶水类，因为这些建筑用的胶水可以弥补这些墙体上的裂缝。而且在大多数情况下这些裂缝也是在不断的变化通过这些建筑用的胶水的话可能在一定程度上延缓这些焦灼的话，起到一个积极的作用，所以我认为这是一个非常不错的选择。
而且这些建筑用来的胶水价格并不是太高。一般正常的家庭都可以负担得起，而且他使用的时候非常方便，只要打开包装以后，对着墙体上的裂缝进行进行简单涂抹就可以了，再涂抹完以后呢，再适当的进行美化，我觉得就非常不错了。
而且除了这些好处一半以外呢，他还非常的方便，因为在一些简单的五金超市或者是商场里，就可以买到这种胶水进行简单的使用就可以弥补墙缝，而且在看的时候呢，大家也可以发现这些建筑材料基本上没有太多的化学物品，在生活的过程中呢，也不会对我们的生活造成很大的影响。所以我觉得这个事情是一个非常不错的选择，特别是在现在的生活节奏非常快的情况之下，有很多人根本就没有时间去弄这样的事情，而且这些教室是一个非常方便的，只要简单看一下说明书就可以操作。
所以我觉得这种建筑类的胶水是一个非常不错的选择，特别是一些比较年轻的人，可能他们对于一些建筑的常识也不太懂，如果要是使用别人进行修补的话可能价格非常高，而且使用了什么材料他也不知道，也也就是说没有那么透明，但是如果要使用这种胶水的话，可能就会非常透明，而且能够看透具体使用的什么情况，能够达到什么样的效果，都可以了然于心。
所以我觉得这是一个非常重要的事情，脱离了政策因素之外呢，还有很多其他的非常重要的事情，就比如在其他方面我们还可以使用一些比较方便的交通设施，这些都是非常有利的。
以上就是我对这个问题的回答，希望我的回答能够对大家有所帮助，喜欢的朋友可以在下方评论区点赞关注，我将会和大家积极互动，积极讨论。
泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。水泥的标号代表什么？目前，水泥已经成为任何建筑施工中不可缺少的主要材料。仔细看一看水泥的包装袋上都写着：400、500、600等的号码，不要小看这些数字，它们都代表不同的含义。 我们建大型的桥梁需要用高强度的水泥，而造普通的房屋、仓库等就不需要很高强度的水泥，根据不同的需要，就制成了各个等级质量不同的产品。水泥的标号就是它们的等级标志，它的具体内容有： 1.凝固后的强度，标号越高强度越高。包括抗压和抗拉承受能力。 2.凝固的速度，700、800号是快硬水泥，凝固时间短，用于紧急工程和水下建筑。 水泥强度检测一般为3天、7天、28天龄期的检验，每个龄期都有不同的检验标准。水泥是一种水硬性胶凝材料，强度的发挥是随着时间而增长的，到一定的时间就增长完毕，一般一年之后强度增长就停止了。 水泥的分类，除了以各种标号表示外，以用料和特性的不同来区分，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。还有特性水泥，如耐酸水泥、耐热水泥、抗硅酸盐水泥、膨胀水泥等，是根据它们的特性命名的。水泥品种分类 （1）硅酸盐水泥：以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏磨细而成。家庭装修常用的是硅酸盐水泥。 （2）普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏及混合材料磨细而成。 （3）矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。 （4）火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。 （5）粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加适量石膏混合后磨细而成。 （6）白色硅酸盐水泥（装饰水泥）：以硅酸钙为主要成分，加少量铁质熟料及适量石膏磨细而成。 （7）彩色硅酸盐水泥（装饰水泥）：以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏，掺入颜料、外加剂共同磨细而成。常用的彩色掺加颜料有氧化铁（红、黄、褐、黑），二氧化锰（褐、黑），氧化铬（绿），钴蓝（蓝），群青蓝（靛蓝），孔雀蓝（海蓝）、炭黑（黑）等。 常用水泥标号 225号、275号、325号、425号、525号、625号等多种，其抗拉强度因品种不同，标号不同，MPa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。 装饰水泥品种 装饰水泥常用于装饰建筑物的表层，施工简单，造型方便，容易维修，价格便宜。装饰水泥与硅酸盐水泥相似，施工及养护相同，但比较容易污染，器械工具必须干净。 水泥砂浆 在家庭装修中，地砖、墙砖粘贴以及砌筑等都要用到水泥砂浆，它不仅可以增强面材与基层的吸附能力，而且还能保护内部结构，同时可以作为建筑毛面的找平层，所以在装修工程中，水泥砂浆是必不可少的材料。 许 多业主认为，水泥占整个砂浆的比例越大，其粘接性就越强，因此往往在水泥使用的多少上与装修公司产生分歧。其实不然，以粘贴瓷砖为例，如果水泥标号过大， 当水泥砂浆凝结时，水泥大量吸收水分，这时面层的瓷砖水分被过分吸收就容易拉裂，缩短使用寿命。水泥砂浆一般应按水泥：砂=1：2（体积比）的比例来搅拌。 为了保证水泥砂浆的质量，水泥在选购时一定要注意是否大厂生产的425#硅酸盐水泥。砂应选中砂，中砂的颗粒粗细程度十分宜于用在水泥砂浆中。许多业主以为砂越细砂浆越好，其实是个误区。太细的砂吸附能力不强，不能产生较大摩擦而粘牢瓷砖。
