浅析如何做好水泥物理力学技术指标检测试验

杨泽玲

摘要：水泥是当今重要的建筑材料。我国现行规范规定：水泥化学指标、凝结时间、安定性、强度均符合要求的为合格产品，换言之，其中任何一项不合格的为不合格产品，细度不作强制规定，为选择性评判指标。水泥细度、凝结时间、安定性、强度均属水泥物理力学技术指标，作为评定水泥品质的技术指标，其检测结果重要性是可见的；对水泥进行物理力学特性的检验时，由于扰乱实验结论精确性的原因太多，因此在平常检验程序中一定要注重所有步骤的调控和协和，提升水泥检验结果的精确性，科学地体现检测的水泥品质。

关键词：水泥检测；试验操作；控制

本文在现行水泥试验规范基础上，结合工作经验，从以下五个方面浅析如何做好水泥物理力学指标检测试验：

一、水泥试验样品

水泥检验程序中第一个重要步骤就是水泥抽样，水泥抽样数量需达到规定。针对袋装水泥，相同水泥厂生产的、同时出厂的同种类、同强性级别的水泥，每一批次进行编码，每批水泥总量最大为200t，抽样需具有典型性，能够在超过20个不定位置的袋内抽取相同数量样本的水泥，将其搅拌均匀后至少称取出12kg；水泥储存与保护需达到规定：水泥样品必须通过0.9mm的方孔筛晒，出去0.9mm以上颗粒后，把抽取的水泥搅合样平均划分实验样和存储样两种，样本获取后需储存于密闭的金属器皿内，粘贴封条，储存用的器皿需干净、干燥、防湿、封闭，难以损坏、与水泥无法产生效应。需同时在存储实验样和储存样的抽样样本的器皿加盖清楚、难以擦除的标记编码，且注明抽样时间、位置、人物或见证机构的封存印。实验样需迅速送进检验机构进行检验，储存样需封闭储存3个月，以便查看及重复检验。

检验机构的检验结果仅对来样负责，若检验机构未参与与抽样，应对样品检验委托人对样品抽取要求进行告知。

二、水泥试验环境情况

把水泥、标准砂、检测用水在检测前一天存储进成型室，检测时，首先需测量环境温度湿度是否符合，且进行标记。水泥技术指标检测精准的主要前提是测量环境温度和湿度。试验成型室在温湿度方面条件易达到检验规定，恒温恒湿养护箱普遍能自控数显温湿度，也易达到检验规定，而确保试验样本保养水体的温度是一道难题。目前市面上推广的新型水泥主动调控保养水箱，由于价格昂贵，普通实验室无法购进，然而在当前条件下，在恒温恒湿养护箱中放置恒温水池是一个合适的方式，因为其采取水浴方式，且能够确保全部试验样本温度受控。切忌浸泡试验样品的水池无控温条件。

三、ISO标准砂

水泥强度的检测，必须使用ISO标准砂。国家在制造ISO标准砂过程中要求极其规范，通常某个地区仅有一家特定的生产厂。为确保水泥检验数据的可信性，所运用的标准砂需由合法途径购进，且应该对出售厂索要销售许可证和达标证明。

四、检验操作的调控

1、水泥细度检测方式及注意问题

在对水泥样品进行筛析试验时使用80μm的负压筛。水泥样本的细度体现在使用筛析剩余物质的百分比。称量取样应该精准至0.01g。因为在进行筛析实验时，筛会被水泥阻塞孔眼，若孔眼阻塞则会不利于筛选结论，所以每个实验筛用过10次就需用标准样本再次标定，若其校正指数在0.80至1.20之间，就能够持续利用，超过范畴就需将其舍弃。

采用比表面积法测定水泥细度时，比表面积仪漏气和试料层体积的测量失误，都不利于比表层尺寸测量的正确性。针对比表面积仪，应考虑：1）压力计的水位：若水位比一般高度大，压力计出现的压力差异则会减低，气流速度小，经过水泥层的期限加长，测量的比表尺寸就较大；反之若水位比一般高度小，测量的比表尺寸则会较小。因此使用比表面积仪之前，都需检测水位有无异常。2）仪器的洁净程度：比表面积仪应使用清洁水，U型管和活塞，应防止遭到污染，防止碰沾到油渍、杂物、尘土，特别是要防止U型管沾上水泥。3）试料层体积的标定：试料层体积标定后，并非完全不变的，料筒容积的变换，仪器运行周围条件的变换，及仪器运行频率都影响着仪器的常数，需依照仪器的真实运用状况迅速对仪器常数实行标定。4）适宜的抽气速度：当抽气速率过大时，液体则会急剧涨升，仪器的主动调控体系由于不能及时反应而丧失了对水位的调控，造成水分渗入电磁阀，使电磁阀生锈腐蚀，含水量降低，仪器无法正常运作。需调整抽气调整阀，促进仪器在运作时液体逐渐平缓涨升。如此方可确保实验结论的正确性。

2、水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方式及注意问题。

（1）水泥标准稠度用水量的测量方式及注意问题：只有标准稠度净浆才能用在检验水泥凝结时间、稳定性方面，其在《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346-2011）中有明确规制。因此标准稠度用水量的测量必须要精准，所以，凝结时间和稳定性正確测量的条件就是标准稠度用水量的精确测量。注意：试验时，必须使用湿布擦干净搅拌锅和叶片，方可将搅合水注入锅内，倒入水泥时需注意，避免水和水泥溅射，标准稠度净浆就是维卡仪椎体沉入深度与底板相距6mm±1mm时的状态，达到该状太稠度净浆的用水量就是水泥标准稠度用水量。所有测量的工作完毕时需不超过1.5min。

（2）凝结时间的测量方式及注意问题：①为确保测量时间的正确性，在使用水泥净浆稠度仪之前需认真查看样杆表层是否圆滑平坦，依据本身重量能不能自由降落，无阻塞和摇晃情况，试针不能曲折。抹平频次不应过多，避免造成水泥净浆渗水，且快速把安装完成的圆模放进保养箱内保养。②初凝时间的测量：首次测定于30min后实行，在试针下沉到与底板相距4±1mm时，水泥实现初凝状况。注意：水泥完全加进水中到初凝状况的时间是水泥的初凝时间，表示时则应使用min。③针对渗水比较多的浆体，接近初凝时应尽量勿搬移圆模，防止振摇，一旦渗水程度大，则不利于精确性的测量。④凝固时间的开始时间是水泥完全加进水中的时间。测量凝结时间由于费时久，通常无法午休，规定检验人员必须负责任，初期测量时需轻柔扶住金属柱，让它缓慢沉下避免试针弯曲，然后自由降落作为标准结论，在全部测验程序中试针下沉的方位与模内壁最小相距10mm，尤其接近终凝时，要多注意、多查看，且依照规定需求测量，若依据经验判断，失误较大。

（3）安定性的测量方式及注意问题：①代用法（试饼法）：提取出已调制好的规定稠度净浆，置于100mm×100mm的玻璃板上，制成内径在70mm到80mm之间、中间达10mm厚的试饼，其表层需平滑，并且里厚外薄。在沸煮箱中放进养生后的试件恒煮180±5min，在煮沸时沸煮箱中的水都高过试件，并将水在30±5min之间加温到沸腾。②标准法（雷氏夹法）：提取出调制好的规定稠度净浆，在浆体表层使用大概25mm宽的直棱刀轻缓插摇三次，再压平裝设两个雷氏夹，进而要将两个棱长或内径大概80mm、厚在4mm到5mm之内的玻璃板涂油压在各个雷氏夹上，放进潮气保养箱中22h至26h后，煮沸3.5h，测量两个试件增大值的平均数，精确至0.5mm，两值的差最大为5.0mm，就能判断达标；但煮沸两个试件后增大间距的平均数超过4.0mm，需对相同样品迅速重新测验一次。将重检结论当做检测结果。③若稳定性测量结论产生异议，以雷氏夹测量结论作为标准。

3、胶砂强度检测方式及注意问题

（1）胶砂的配制 将标准用量水注入胶砂搅拌锅内，依时间规定倒入水泥和标准砂，稳固好锅的方位，进行搅拌即胶砂的配制。胶砂配制后需迅速成型，必须使用振实台成型。需要注意的是，播料的工作会影响到检测结论。刮模时需顺着模长度方向以横向锯割动作慢慢向另另一侧转移，一次就刮除超出样模段落的胶砂，测验人员需在不损坏试体原本振实状况的条件下，用适宜的速率刮除多出的胶砂，来降低刮模工作对强度检测结论的不利。

（2）胶砂的保养及脱膜 在养护箱内放进装入胶砂的样模进行保养，保养箱中一定要将篦板横向放置，防止产生试体表层不稳，针对龄期为24h的，脱模需在破型前20min中进行。针对龄期超过24h的，脱模应在成型后20h至24h内，脱模时要非常小心，应防止试体破损，不利于强度检测结论。准许一些硬化缓慢的水泥推延脱模，但一定要标注脱模时限。脱模完迅速放进水槽内保养，试体间需保留间隔，水面最低需比试体高出2cm，保养水间隔2周换一回。

（3）加荷速度的调控 在破型实验过程中，对胶砂强度产生很大作用的是加荷速度，因此需首先选取电脑调控主动压力机（或抗折试验机），降低人工原因产生的失误。

五、要做好水泥物理力学技术指标检测，定时展开实验室能力比较试验，参加上级机构举办的能力验证是非常有必要的，经过比较找出检测结果和正常值存在偏离的参数，分析原因，进行改进，减除实验室试验的体系失误。如2012年5月，我检测公司参加云南省质量技术监督局组织的水泥检测能力验证，共进行两种水泥样品的比表面积、细度、流动度、密度、凝结时间、抗压强度和抗折强度等参数比对，比对结果，其中一个样品28天抗折强度ZW值为-2.7，评价结果为基本通过，其他检测指标经通过比对。经分析，我们的操作熟练，符合相关要求，但存在抗折强度试验机机型较老，应力控制不稳定问题，后来我公司购置了电脑数显自控水泥抗折试验机，提高了水泥力学指标检测能力，持续提升检验结论的精准性。

结束语

进行水泥物理力学性能指标检测时必须考虑到很多因素，本人根据工作经验，抽重点的水泥抽样、实验环境状况、标准砂控制、实验操作等角度，经过比对实验进行验证，依照具体情况设置水泥检测调控措施，从而保证检测结果的正确、可信，持续提升水泥物理力学性能指标检测操作的质量和评判标准。

参考文献：

[1]通用硅酸盐水泥（GB175-2007）[S].北京：中国标准出版社，2007.

[2]水泥取样方法（GB12573-1990）[S].北京：中国标准出版社.

[3]张大同.水泥新标准实施过程中有关试验仪器的问题

[4]建材标准化与质量管理，2011.

[5]公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 JTG E30-2005