水泥产品理化性能指标检测的分析

李 伟（新疆维吾尔自治区质量技术监督审核评价中心，新疆 乌鲁木齐830002）

随着我国经济建设和社会发展的需求，水泥作为一种建筑用重要建材，产品质量是保障工程建设的关键，尤其是特殊工程对水泥产品质量有更严格的要求。2008 年6 月1 日起我国正式实施《通用硅酸盐水泥》GBl75-2007 新标准准，该标准规定了不溶物、烧失量、氧化镁、三氧化硫、氯离子、细度、凝结时间、安定性、强度和碱含量等十项技术要求[1]。水泥质量的好坏可以从它的基本物理力学性能反映出来，可以通过有资质的试验室对水泥产品检测进行理化性能试验。本文主要总结水泥产品理化试验中常见的问题和解决方法，供大家参考交流。

1 细度试验

细度对水泥凝结时间、各龄期强度都有影响，细度越细，水化速度越快，凝结时间越短，早期强度高。细度试验主要包括以下两个部分：

1.1 负压筛析法检测水泥细度

1)负压筛析仪压力达不到4000Pa，可能是出现了堵塞现象，应及时清理吸尘器内的水泥。另外压力不够也有可能是筛盖和筛上口的密封性不好，要更换橡皮圈。

2)筛析完后要清扫筛子，清洗外壳。如果有试样堵塞在筛网上，可以将筛网反放在筛析仪上，盖上筛盖，空筛一段时间，不可以用力挖，会损害筛网。清洗时要用专门的清洗剂不可用弱酸浸泡，会严重影响试验结果的准确性。

3)要保持仪器的水平，避免受到外界的振动和冲击影响。

1.2 勃氏法检测水泥比表面积

1)同一密度的试样测定比表面积结果却差异很大，可能由于试样捣实程度不一致，捣出的试样形状、长短不一致引起，建议试样放大圆筒后采用统一的捣实方法以减少误差。

2）试料层体积应隔一定时间如一季度或在改变使用滤纸后重新校正。

2 凝结时间的测定

新拌水泥浆体的凝结时间是反映水泥使用性能极为重要的参数，它直接影响水泥砂浆和混凝土的凝结硬化速度，为使砂浆和混凝土有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，国标规定了各品种水泥的凝结时间。凝结时间采用维卡仪测定，以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间来表示[3]。

2.1 凝结时间的测定

将标准净浆一次装满试模，振动数次刮平，立即放人湿气养护箱中养护，记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。3min 后进行第一次测定，临近初凝时，每隔5min 测定一次，当试针沉至距板底4mm±1mm 时水泥达到初凝状态，由水泥全部加人水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间;终凝时间的测定采用装有环形附件的专用试针，临近终凝时间时，每隔15min测定一次，当试针沉入试体0.5mm 时，即环形附件开始不在试体上留下痕迹时，水泥达到终凝状态，由水泥全部加人水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间。

2.2 凝结时间试验的注意事项

1)第一次测试时应小心用手扶着，试杆徐徐下沉，避免试针撞弯，试针撞弯要及时更换。

2)做试验时先把搅拌机的搅拌锅和搅拌叶片用湿布擦拭，尽量把握好湿布的干湿度，避免湿布上的水入到用水量。

3)因为受到阻力的影响，每次测试时要在不同的位置，不能在原孔和挨着原孔的位置测试，在原孔和紧挨原孔的位置浆体对试针的阻力减小。试针应离圆模壁至少l0mm，因为离试模距离越近浆体对试针的阻力越大。

4)在凝结时间测定过程中不能让圆模受到振动，振动会导致浆体紧密影响试针下沉，最终影响结果的准确性。

3 标准稠度用水量试验

水泥标准稠度是指水泥净浆达到可测试初终凝时间一种特定的可塑状态。通过试验水泥净浆的穿透性，确定水泥标准稠度用水量。标准稠度状态下水泥其它技术指标的检验结果具有可比性。

GB/T1346-2000[2]将标准稠度测定试杆法（ISO9597：1989)规定为标准法，以试杆沉入净浆距板底6mm 土1mm 的水泥净浆为标准稠度净浆。试验表明：在符合GB/T1346 稠度的前提下，对于同一水泥试锥法用水量相差共3.5-4.0ml。试杆法用水量的差别不超过0.2ml。标准稠度用水量的测定速度要尽量快，因为标准稠度用水量的测定要求在拌和结束后1.5min 内完成整个测试操作。时间长由于水分的蒸发和水泥的水化，不能获得准确结果。试杆法测定水泥净浆标准稠度时应注意保持试杆的自由滑动，试杆上润滑油过多同样会影响试杆的自由下落。在松开固定螺丝时用力恰当，保证螺丝离开试杆的突然性即可，避免用力过度加给试杆额外向下的力，影响测试结果。

4 安定性测定

安定性是反映水泥净浆硬化体因局部产生体积膨胀而导致不均匀变形的物理性能指标。安定性是确定该水泥试样是否为废品的物理性能中的主要指标之一，所以用沸煮法检验必须合格[4]。测定安定性的沸煮法有试饼法(代用法)和雷氏夹法（标准法)两种。

4.1 安定性测定方法

GB/T1346 将雷氏法列为标准法，它是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值来检验水泥体积安定性的一种定量方法。试饼法是观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来检验水泥体积安定性的一种定性方法。GB/T1346 将其列为代用法，有矛盾时以标准法为准。

4.2 操作对安定性试验的影响

1)试件成型时净浆应尽量充满雷氏夹，每个试件插捣15 次左右后抹平，减少空洞。

2)雷氏试件养护结束取下玻璃片发现底部是空心的，很不饱满密实，这种情况是因为在装模时顾着表面的光滑和平整忽略了均匀的插捣。

3）在拆模时必须小心不能用大力扳指针，这样指针容易失去弹性也容易扳断雷氏夹。当很难取下时，把模外的附着物刮掉会比较容易取下。

4）雷氏夹检查：GB/T1346[2]9.1 规定每个试样需成型两个试件，对一个样品的检测所选雷氏夹的弹性值要求接近，弹性增加值不大于2mm，这样就不会造成两试件沸煮后增加值超过4mm，雷氏夹弹性值检查的配对每月进行一次。

5）配重玻璃配检：雷氏夹内水泥浆体纵向膨胀用相同的配重玻璃压住（雷氏夹平放，试针水平于大地），GB/T1346 标准法测定的是雷氏夹内水泥浆体横向膨胀。因此，两块配重玻璃的质量差不得超过1.59g。当日检测超过20 个样品时，配重玻璃的配检要求每月一次，剔除磨损的玻璃，减少人为误差。

5 强度的测定

水泥的强度是水泥的重要性能指标之一，影响水泥强度的因素很多，主要有以下几个方面[2]：

5.1 水灰比

在水泥用量不变情况下，加水量越多水灰比越大。水灰比对水泥强度值的高低有直接影响，加水量多强度降低，所以为了尽量防止误差，加水时应用专用胶砂强度量水杯，每一次做胶砂强度试验时保证胶砂搅拌锅和搅拌叶片干净，干燥。

5.2 环境温湿度的影响

温度和湿度会直接影响水泥强度，在一定的范围内温度越高水泥强度增长越快，潮湿的环境对水泥凝结硬化有利，干燥的环境对水泥凝结硬化不利，特别是对早期强度影响更大，所以在工作中要采取有效温湿度的控制装置和监控措施，养护箱、成型试验室的温度一定达到GB1767 标准规定的温湿度要求。

5.3 胶砂强度过程中操作因素的影响

试模由3 个水平的模槽组成，可同时成型3条40mmX40mmX160mm 的棱体试体。试模要按期核查，保证任何一个公差符合JCT726 标准的要求。

1)在刮平过程中不能施加太大的外力，施加外力极易使试体胶砂密度不一致，进而导致试体尺寸不规则，或高或低。此外如果抹面次数过多会导致试体胶砂中的水分过多，由内部向表层渗透，使试体表面泌水脱皮，影响表层密实度，最终影响强度检验结果。

2)在脱模的时候发现除了上表面其他贴模的三面存在许多的小孔，是因为涂油不均匀。泥胶砂在振动成型时拭模上残存着小油珠，不能和水泥浆体混合而嵌入试体表面，试体脱模后，油珠破裂所以残留了小孔洞，如果空洞较大并且多而集中会使强度检测结果偏低，所以在涂油时也要适量点到即可。

3)养护后的试样一头高一头低，可能是养护箱里的板没有放平，胶砂往低的一处流动的缘故，严重影响了强度。所以建议定期用钢直尺检查板的水平度。

4)在养护过程中要严格控制养护箱和水养箱的养护条件，养护中途不能随意添加养护水，过高或过低的温度会影响水化反应使强度的增长速度加快或减缓，对早期的强度影响尤为明显。

5)严格控制抗折和抗压强度的测试时间，如3 天强度的试验必须控制在72h±45min 进行，水泥的早期强度发展较快，一般3 天强度可以达到50%左右，7 天强度己经达到了80%左右，所以在试件标识时记录水泥加水搅拌的具体时间并插小条至水养箱的盒外用来控制试验时间。

6)试验过程中的控制影响

①加水时操作速度不要太快，应将加水器放置一定的倾角进行加水，并持续一定时间但不要（但时间不宜过长）使器壁上附着的水全部流进锅内。

②水泥胶砂搅拌时停拌90s 在第一个15s 内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。成型时要及时，尤其是在第一料层振实60 下之后要立即装第二层，以免造成试体分层，这对水泥胶砂强度影响很大。

③对于搅拌后有点干硬、松散的胶砂，在装入试模第一料层时不要份量过多约1/3，并用大播料器沿3 个模槽前后来回拉膛一、二次，再由前向后间距均匀插若干次胶砂，然后用大播料器刮平胶砂。振实60 下后，装人第二料层时，也要按装入第一料层的操作法小心处理，同时要注意插实、刮平胶砂时不要破坏第一料层的振实状态。根据经验，干硬、松散的胶砂如操作处理不好，抗折和抗压强度数据出现离散无效的概率较高。

④胶砂在振实两次共120 下后，要及时移下振实台，在进行胶砂刮平时应小心在不破坏试体原有振实状态的前提下，以合理的速度将多余的胶砂刮去并抹平。

6 小结

水泥产品在建筑行业中被广泛的应用，要保证建设工程质量安全，有资质的检验机构应把好水泥产品的检测关。检验人员应不断提高试验能力，准确、高效、快捷地对水泥产品性能进行科学的检测，在实践中发现问题、分析问题、解决问题。

[1]《通用硅酸盐水泥》GBl75-2007.2008.6.1

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

[3]罗国源编写《土木工程材料》［M］重庆：重庆重庆大学出版社2002.02-07

[4]赵方冉编写《土木工程材料》［M］上海：上海同济大学出版社2004.03-15