水泥强度检测结果偏低原因的分析

刘秋海

1 标准砂质量对水泥强度的影响

国家标准GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》5.1中明确了标准砂的质量要求，包括砂的湿含量、颗粒分布等。在为客户提供技术服务的过程中发现，很多客户使用的砂颗粒级配差、大小分布不均，砂中杂质（贝壳、泥土）较多，并非标准砂，进而影响了水泥强度的检测结果。为了帮助客户辨别标准砂真伪，我们分别选取了P·O42.5R、P·O52.5R两个品种水泥对真假标准砂做了水泥试体的成型对比。其中，P·O42.5R水泥选用了成型的不同时间段对比了三次，两个品种的水泥每次对比十组。P·O42.5R水泥使用真假标准砂强度的对比数据见表1～表3，P·O52.5R水泥使用真假标准砂强度的对比数据见表4，需注意，表格中的数据为统计平均值。

从表1～表4可以看出，使用真砂成型的水泥强度与假砂相比，3d抗压强度平均高2.3MPa，28d抗压强度平均高2.9MPa，强度越高影响越大，对抗折强度影响0.2～0.4MPa。造成上述强度波动大以及假砂强度偏低的主要原因是，假砂的颗粒级配分布不均，在破型过程中，试体强度出现的条差波动较大，同时部分假砂中含有少量的水分、杂质，使水灰比偏大，也造成了假砂强度偏低。

表1 P·O42.5R水泥使用真假标准砂强度第一次对比，MPa

表2 P·O42.5R水泥使用真假标准砂强度第二次对比，MPa

表3 P·O42.5R水泥使用真假标准砂强度第三次对比，MPa

表4 P·O52.5R水泥使用真假标准砂强度对比，MPa

2 水泥试体养护条件对水泥强度的影响

正常情况下，水泥成型的胶砂试体在恒温恒湿（温度20±1℃，湿度≥90%）养护箱中养护24h后，脱模放入恒温（温度20±1℃）水池中养护，刮平面向上水平放置，试体彼此间保持一定的间距，试件的六个面均与水保持接触，养护期间试件之间的间隔或试体表面的水深不得＜5mm。然而很多客户为了方便，将水泥试体脱模后，直接放入恒温恒湿（温度20±1℃，湿度≥90%）养护箱中的篦板上养护28d后测水泥强度。两种养护方式对P·O42.5R水泥28d抗压强度的影响情况见表5。

从表5中可以看出，采用恒温恒湿箱直接养护的水泥试体，与标准水池养护的水泥试体相比，28d抗压强度整体偏低，偏差值平均达到5MPa左右。因为硅酸盐水泥在实际的使用过程中，其水化反应是在少量的水中进行的，所以温度、湿度对水泥的水化、凝结、硬化影响较大。一般来说，温度越高，水泥水化越快；温度越低，水化越慢，所以为保障水泥强度的正常增长和发挥，水泥试块放在具有一定空间大小、温湿度恒定的水浴养护池中最佳。

表5 水池标准养护与恒温恒湿箱养护水泥28d强度对比

3 抗压夹具性能指标对水泥强度的影响

用压力机检测水泥强度时，抗压夹具的性能指标对水泥强度的检测有着重要的影响。在建材行业标准JC/T 683-2005《40mm×40mm水泥抗压夹具》中，明确规定抗压夹具上、下压板的平面度为0.01mm，表面粗糙度为≯Ra0.1且≮Ra0.8，同时还规定了其他相关指标。在实际工作中，很多客户所使用的抗压夹具使用时间久，部分客户的抗压夹具甚至超过使用年限3年都未曾更换，抗压夹具表面磨损严重、粗糙不平、润滑度差，导致破型出的水泥强度波动大，检测强度结果偏低。为验证抗压夹具使用时间对强度的影响，我公司采用了一个校正好的标准夹具作为对比夹具，另外选用了一个90d内未更换的抗压夹具，每天破型时，选不同强度等级的试体与标准夹具进行对比。结果显示，随着夹具使用时间的延长，夹具的上下压板出现磨损，与标准夹具相比，破型出的水泥强度偏低。抗压夹具的磨损时长对水泥强度的影响见表6。

表6 抗压夹具的磨损时长对水泥强度的影响

从表6可以看出，抗压夹具对水泥强度的影响随着其使用的时间、磨损情况的变化而变化，水泥强度与抗压夹具的使用量、使用频次有很大关系。

4 结语

水泥强度检验规范性极强，除上述主要影响因素外，还受检验环境、设备、人员操作水平等方面的影响，只有严格按照国家规范进行水泥强度检测操作，才能确保水泥强度检测结果的真实准确。■