水泥產(chǎn)品理化性能指標(biāo)檢測的分析

李 偉（新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督審核評價中心，新疆 烏魯木齊830002）

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需求，水泥作為一種建筑用重要建材，產(chǎn)品質(zhì)量是保障工程建設(shè)的關(guān)鍵，尤其是特殊工程對水泥產(chǎn)品質(zhì)量有更嚴(yán)格的要求。2008 年6 月1 日起我國正式實施《通用硅酸鹽水泥》GBl75-2007 新標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、強度和堿含量等十項技術(shù)要求[1]。水泥質(zhì)量的好壞可以從它的基本物理力學(xué)性能反映出來，可以通過有資質(zhì)的試驗室對水泥產(chǎn)品檢測進(jìn)行理化性能試驗。本文主要總結(jié)水泥產(chǎn)品理化試驗中常見的問題和解決方法，供大家參考交流。

1 細(xì)度試驗

細(xì)度對水泥凝結(jié)時間、各齡期強度都有影響，細(xì)度越細(xì)，水化速度越快，凝結(jié)時間越短，早期強度高。細(xì)度試驗主要包括以下兩個部分：

1.1 負(fù)壓篩析法檢測水泥細(xì)度

1)負(fù)壓篩析儀壓力達(dá)不到4000Pa，可能是出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象，應(yīng)及時清理吸塵器內(nèi)的水泥。另外壓力不夠也有可能是篩蓋和篩上口的密封性不好，要更換橡皮圈。

2)篩析完后要清掃篩子，清洗外殼。如果有試樣堵塞在篩網(wǎng)上，可以將篩網(wǎng)反放在篩析儀上，蓋上篩蓋，空篩一段時間，不可以用力挖，會損害篩網(wǎng)。清洗時要用專門的清洗劑不可用弱酸浸泡，會嚴(yán)重影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3)要保持儀器的水平，避免受到外界的振動和沖擊影響。

1.2 勃氏法檢測水泥比表面積

1)同一密度的試樣測定比表面積結(jié)果卻差異很大，可能由于試樣搗實程度不一致，搗出的試樣形狀、長短不一致引起，建議試樣放大圓筒后采用統(tǒng)一的搗實方法以減少誤差。

2）試料層體積應(yīng)隔一定時間如一季度或在改變使用濾紙后重新校正。

2 凝結(jié)時間的測定

新拌水泥漿體的凝結(jié)時間是反映水泥使用性能極為重要的參數(shù)，它直接影響水泥砂漿和混凝土的凝結(jié)硬化速度，為使砂漿和混凝土有充分的時間進(jìn)行攪拌、運輸、澆搗和砌筑，國標(biāo)規(guī)定了各品種水泥的凝結(jié)時間。凝結(jié)時間采用維卡儀測定，以試針沉入水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿至一定深度所需的時間來表示[3]。

2.1 凝結(jié)時間的測定

將標(biāo)準(zhǔn)凈漿一次裝滿試模，振動數(shù)次刮平，立即放人濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結(jié)時間的起始時間。3min 后進(jìn)行第一次測定，臨近初凝時，每隔5min 測定一次，當(dāng)試針沉至距板底4mm±1mm 時水泥達(dá)到初凝狀態(tài)，由水泥全部加人水中至初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時間;終凝時間的測定采用裝有環(huán)形附件的專用試針，臨近終凝時間時，每隔15min測定一次，當(dāng)試針沉入試體0.5mm 時，即環(huán)形附件開始不在試體上留下痕跡時，水泥達(dá)到終凝狀態(tài)，由水泥全部加人水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間。

2.2 凝結(jié)時間試驗的注意事項

1)第一次測試時應(yīng)小心用手扶著，試桿徐徐下沉，避免試針撞彎，試針撞彎要及時更換。

2)做試驗時先把攪拌機的攪拌鍋和攪拌葉片用濕布擦拭，盡量把握好濕布的干濕度，避免濕布上的水入到用水量。

3)因為受到阻力的影響，每次測試時要在不同的位置，不能在原孔和挨著原孔的位置測試，在原孔和緊挨原孔的位置漿體對試針的阻力減小。試針應(yīng)離圓模壁至少l0mm，因為離試模距離越近漿體對試針的阻力越大。

4)在凝結(jié)時間測定過程中不能讓圓模受到振動，振動會導(dǎo)致漿體緊密影響試針下沉，最終影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度是指水泥凈漿達(dá)到可測試初終凝時間一種特定的可塑狀態(tài)。通過試驗水泥凈漿的穿透性，確定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。標(biāo)準(zhǔn)稠度狀態(tài)下水泥其它技術(shù)指標(biāo)的檢驗結(jié)果具有可比性。

GB/T1346-2000[2]將標(biāo)準(zhǔn)稠度測定試桿法（ISO9597：1989)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)法，以試桿沉入凈漿距板底6mm 土1mm 的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。試驗表明：在符合GB/T1346 稠度的前提下，對于同一水泥試錐法用水量相差共3.5-4.0ml。試桿法用水量的差別不超過0.2ml。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定速度要盡量快，因為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定要求在拌和結(jié)束后1.5min 內(nèi)完成整個測試操作。時間長由于水分的蒸發(fā)和水泥的水化，不能獲得準(zhǔn)確結(jié)果。試桿法測定水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度時應(yīng)注意保持試桿的自由滑動，試桿上潤滑油過多同樣會影響試桿的自由下落。在松開固定螺絲時用力恰當(dāng)，保證螺絲離開試桿的突然性即可，避免用力過度加給試桿額外向下的力，影響測試結(jié)果。

4 安定性測定

安定性是反映水泥凈漿硬化體因局部產(chǎn)生體積膨脹而導(dǎo)致不均勻變形的物理性能指標(biāo)。安定性是確定該水泥試樣是否為廢品的物理性能中的主要指標(biāo)之一，所以用沸煮法檢驗必須合格[4]。測定安定性的沸煮法有試餅法(代用法)和雷氏夾法（標(biāo)準(zhǔn)法)兩種。

4.1 安定性測定方法

GB/T1346 將雷氏法列為標(biāo)準(zhǔn)法，它是測定水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后的膨脹值來檢驗水泥體積安定性的一種定量方法。試餅法是觀察水泥凈漿試餅沸煮后的外形變化來檢驗水泥體積安定性的一種定性方法。GB/T1346 將其列為代用法，有矛盾時以標(biāo)準(zhǔn)法為準(zhǔn)。

4.2 操作對安定性試驗的影響

1)試件成型時凈漿應(yīng)盡量充滿雷氏夾，每個試件插搗15 次左右后抹平，減少空洞。

2)雷氏試件養(yǎng)護(hù)結(jié)束取下玻璃片發(fā)現(xiàn)底部是空心的，很不飽滿密實，這種情況是因為在裝模時顧著表面的光滑和平整忽略了均勻的插搗。

3）在拆模時必須小心不能用大力扳指針，這樣指針容易失去彈性也容易扳斷雷氏夾。當(dāng)很難取下時，把模外的附著物刮掉會比較容易取下。

4）雷氏夾檢查：GB/T1346[2]9.1 規(guī)定每個試樣需成型兩個試件，對一個樣品的檢測所選雷氏夾的彈性值要求接近，彈性增加值不大于2mm，這樣就不會造成兩試件沸煮后增加值超過4mm，雷氏夾彈性值檢查的配對每月進(jìn)行一次。

5）配重玻璃配檢：雷氏夾內(nèi)水泥漿體縱向膨脹用相同的配重玻璃壓?。ɡ资蠆A平放，試針?biāo)接诖蟮兀珿B/T1346 標(biāo)準(zhǔn)法測定的是雷氏夾內(nèi)水泥漿體橫向膨脹。因此，兩塊配重玻璃的質(zhì)量差不得超過1.59g。當(dāng)日檢測超過20 個樣品時，配重玻璃的配檢要求每月一次，剔除磨損的玻璃，減少人為誤差。

5 強度的測定

水泥的強度是水泥的重要性能指標(biāo)之一，影響水泥強度的因素很多，主要有以下幾個方面[2]：

5.1 水灰比

在水泥用量不變情況下，加水量越多水灰比越大。水灰比對水泥強度值的高低有直接影響，加水量多強度降低，所以為了盡量防止誤差，加水時應(yīng)用專用膠砂強度量水杯，每一次做膠砂強度試驗時保證膠砂攪拌鍋和攪拌葉片干凈，干燥。

5.2 環(huán)境溫濕度的影響

溫度和濕度會直接影響水泥強度，在一定的范圍內(nèi)溫度越高水泥強度增長越快，潮濕的環(huán)境對水泥凝結(jié)硬化有利，干燥的環(huán)境對水泥凝結(jié)硬化不利，特別是對早期強度影響更大，所以在工作中要采取有效溫濕度的控制裝置和監(jiān)控措施，養(yǎng)護(hù)箱、成型試驗室的溫度一定達(dá)到GB1767 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫濕度要求。

5.3 膠砂強度過程中操作因素的影響

試模由3 個水平的模槽組成，可同時成型3條40mmX40mmX160mm 的棱體試體。試模要按期核查，保證任何一個公差符合JCT726 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1)在刮平過程中不能施加太大的外力，施加外力極易使試體膠砂密度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致試體尺寸不規(guī)則，或高或低。此外如果抹面次數(shù)過多會導(dǎo)致試體膠砂中的水分過多，由內(nèi)部向表層滲透，使試體表面泌水脫皮，影響表層密實度，最終影響強度檢驗結(jié)果。

2)在脫模的時候發(fā)現(xiàn)除了上表面其他貼模的三面存在許多的小孔，是因為涂油不均勻。泥膠砂在振動成型時拭模上殘存著小油珠，不能和水泥漿體混合而嵌入試體表面，試體脫模后，油珠破裂所以殘留了小孔洞，如果空洞較大并且多而集中會使強度檢測結(jié)果偏低，所以在涂油時也要適量點到即可。

3)養(yǎng)護(hù)后的試樣一頭高一頭低，可能是養(yǎng)護(hù)箱里的板沒有放平，膠砂往低的一處流動的緣故，嚴(yán)重影響了強度。所以建議定期用鋼直尺檢查板的水平度。

4)在養(yǎng)護(hù)過程中要嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)箱和水養(yǎng)箱的養(yǎng)護(hù)條件，養(yǎng)護(hù)中途不能隨意添加養(yǎng)護(hù)水，過高或過低的溫度會影響水化反應(yīng)使強度的增長速度加快或減緩，對早期的強度影響尤為明顯。

5)嚴(yán)格控制抗折和抗壓強度的測試時間，如3 天強度的試驗必須控制在72h±45min 進(jìn)行，水泥的早期強度發(fā)展較快，一般3 天強度可以達(dá)到50%左右，7 天強度己經(jīng)達(dá)到了80%左右，所以在試件標(biāo)識時記錄水泥加水?dāng)嚢璧木唧w時間并插小條至水養(yǎng)箱的盒外用來控制試驗時間。

6)試驗過程中的控制影響

①加水時操作速度不要太快，應(yīng)將加水器放置一定的傾角進(jìn)行加水，并持續(xù)一定時間但不要（但時間不宜過長）使器壁上附著的水全部流進(jìn)鍋內(nèi)。

②水泥膠砂攪拌時停拌90s 在第一個15s 內(nèi)用一膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間。成型時要及時，尤其是在第一料層振實60 下之后要立即裝第二層，以免造成試體分層，這對水泥膠砂強度影響很大。

③對于攪拌后有點干硬、松散的膠砂，在裝入試模第一料層時不要份量過多約1/3，并用大播料器沿3 個模槽前后來回拉膛一、二次，再由前向后間距均勻插若干次膠砂，然后用大播料器刮平膠砂。振實60 下后，裝人第二料層時，也要按裝入第一料層的操作法小心處理，同時要注意插實、刮平膠砂時不要破壞第一料層的振實狀態(tài)。根據(jù)經(jīng)驗，干硬、松散的膠砂如操作處理不好，抗折和抗壓強度數(shù)據(jù)出現(xiàn)離散無效的概率較高。

④膠砂在振實兩次共120 下后，要及時移下振實臺，在進(jìn)行膠砂刮平時應(yīng)小心在不破壞試體原有振實狀態(tài)的前提下，以合理的速度將多余的膠砂刮去并抹平。

6 小結(jié)

水泥產(chǎn)品在建筑行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用，要保證建設(shè)工程質(zhì)量安全，有資質(zhì)的檢驗機構(gòu)應(yīng)把好水泥產(chǎn)品的檢測關(guān)。檢驗人員應(yīng)不斷提高試驗?zāi)芰?，?zhǔn)確、高效、快捷地對水泥產(chǎn)品性能進(jìn)行科學(xué)的檢測，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。

[1]《通用硅酸鹽水泥》GBl75-2007.2008.6.1

[2]黃政宇編寫《土木工程材料》［M］北京：北京高等教育出版社2002.12-16

[3]羅國源編寫《土木工程材料》［M］重慶：重慶重慶大學(xué)出版社2002.02-07

[4]趙方冉編寫《土木工程材料》［M］上海：上海同濟大學(xué)出版社2004.03-15