影響水泥凝結時間和強度檢驗的主要因素

劉秋海

1 前言

水泥性能檢測是對水泥產品質量的綜合鑒定方法。水泥檢驗人員不但要具備專業的水泥檢驗理論知識，還要熟悉各標號水泥的性能與強度屬性等基本常識。目前，國內很多建筑施工單位、混凝土生產企業普遍缺乏專業的水泥試驗技術人員與檢測設備，在水泥檢測中，經常遇到水泥凝結時間、強度方面的問題。因此，本文主要闡述在水泥檢驗中，影響水泥凝結時間、強度的主要因素。

2 影響水泥凝結時間檢驗的主要因素

2.1 水泥溫度對水泥凝結時間檢驗的影響

現在很多水泥生產企業普遍存在出廠水泥溫度高的現象，夏天尤為明顯，水泥溫度高達70℃左右。GB/T1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》中規定：水泥試樣與試驗室環境溫度20℃±2℃一致時，方可用于試驗。一些水泥使用單位在水泥運輸罐車進廠取樣后，沒有按照國家標準執行，而是直接使用溫度較高的水泥做凝結時間檢驗，導致測定結果不準確。水泥溫度對水泥凝結時間檢驗的影響見表1。

由表1可知，水泥溫度高時，進行凝結時間檢驗，其標準稠度大，凝結時間短，膠砂流動度偏低。

2.2 操作手法對水泥凝結時間檢驗的影響

一些水泥試驗人員由于缺乏專業的培訓，對國家標準GB/T1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》中凝結時間測定操作不熟悉，水泥凈漿裝入錐模后，未將錐模內部填滿，致使錐模中存在空隙，嚴重影響凝結時間的測定。

2.3 恒溫恒濕養護箱對水泥凝結時間檢驗的影響

恒溫恒濕養護箱：溫度控制20℃±1℃，濕度≥90%。溫度過高，凝結時間短；溫度過低，凝結時間長。另外，很多養護箱中帶有風扇，水泥凝結時間測定時，水泥試模放置時應遠離養護箱中的風扇。否則，由于風扇對著試模表面吹，導致水泥凈漿表面水分蒸發過快，測出的水泥凝結時間偏短。

3 影響水泥強度檢驗的主要因素

3.1 ISO標準砂對水泥強度檢驗的影響

ISO標準砂是水泥強度檢驗中的主要材料，標準砂的真假直接影響水泥強度檢測。假ISO標準砂與真標準砂相比，砂顆粒分布不均勻，砂中含雜質較多，一般水泥膠砂各齡期強度均偏低。

3.2 水泥膠砂攪拌機對水泥強度檢驗的影響

GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》中規定：水泥膠砂行星式攪拌機的葉片與鍋底、鍋壁間的距離為3mm±1mm。間隙過寬會導致膠砂攪拌不均勻，造成水泥強度偏低；間隙過窄易將ISO標準砂擠碎，造成水泥膠砂強度偏高。同時嚴格控制攪拌時間，以標準攪拌程序4min為準，不足4min會導致膠砂攪拌不均勻，強度明顯下降。

3.3 振實臺對水泥強度檢驗的影響

JC/T682-2005《水泥膠砂試體成型振實臺》規定：振實臺頻率60次/60s±2s，振幅15.0mm±0.3mm。振實臺振動頻率高，水泥膠砂強度偏高，反之強度偏低。振幅增大，強度偏高，振幅減小，氣體不易排出，強度偏低。因此振實臺必須經常校驗。另外，很多單位使用振動臺代替振實臺成型，兩者對水泥膠砂強度的影響有一定區別，振實臺與振動臺對水泥強度檢驗的影響見表2。

由表2可知，振動臺成型的水泥膠砂各齡期強度均比振實臺高，28d抗壓強度高1.5MPa左右。

3.4 恒溫恒濕養護箱對水泥強度檢驗的影響

恒溫恒濕養護箱：溫度控制20℃±1℃，濕度≥90%。溫度過高，水泥膠砂強度偏高，反之，強度偏低。溫度對水泥早期強度的影響比后期強度影響更大。養護箱中的養護架應經常進行水平校準，保證水泥試模放置時呈水平狀態，否則，容易導致試體兩端密度不一樣，影響水泥膠砂強度。

表1 水泥溫度對水泥凝結時間檢驗的影響

表2 振實臺與振動臺對水泥強度檢驗影響對比

3.5 壓力試壓機對水泥強度檢驗的影響

目前，一些單位仍使用人工手動控制壓力機加荷速度，加荷速度難以控制在（2400±200）N/s范圍內。壓力機加荷速度過快過慢都會嚴重影響水泥膠砂強度檢驗。加荷速度過慢，水泥膠砂強度偏低；過快，水泥膠砂強度偏高。

3.6 水泥抗壓夾具對水泥強度檢驗的影響

當抗壓夾具傳壓柱襯套間混入異物時摩擦力變大，抗壓夾具球座長時間未加潤滑劑，球座不能自由調節會使水泥抗壓強度檢驗結果偏高。上下壓板稍微受損不平時，會使水泥抗壓強度檢驗偏低，因此水泥抗壓夾具必須經常校驗，出現磨損時，應及時更換。

3.7 操作手法對水泥強度檢驗的影響。

（1）水泥待檢樣過0.9mm方孔篩，并將過篩樣品混合均勻。膠砂試體振實成型時，保證加樣均勻，否則三條試體振實后密度不一樣，強度結果偏差大。

（2）水泥膠砂試體振實后表面刮平時，金屬直尺沿試模長度方向以橫向鋸割動作慢慢向另一端移動。鋸割的刀數不宜過多，一般在10～12刀左右。刀數過多，會使試體中的水分過多地由內部向外表層滲透，造成試體表面泌水脫皮，影響表層密度，從而影響水泥膠砂強度。

（3）試體經過恒溫恒濕養護箱養護后，用塑料錘或橡皮榔頭或專門的脫模器脫模。脫模時，手法不宜過重，否則會造成試體受傷，從而導致水泥膠砂試體抗折強度偏低。

（4）試體放入養護池養護，養護池水溫宜控制在20℃±1℃，水溫過高，水泥膠砂試體強度高，反之，偏低。試體豎直或水平放置，水平放置時刮平面朝上。試體放在不易腐爛的篦子上，彼此間保持一定間距，使水與試體的六個面接觸，養護期間試體之間間隔或試體上表面水深不得小于5mm。每個養護池只能養護同類型的試體，不允許在養護期間全部換水。每天兩次記錄水池溫度變化情況。

4 結語

水泥的凝結時間和強度是水泥質量的重要指標。水泥檢測單位在面對影響水泥凝結時間、強度檢驗的諸多因素時，應加強對檢驗人員水泥物理檢驗理論與操作的專業培訓，同時應配置專業的水泥檢測設備，定期對設備進行檢驗與校正，保證建筑施工中水泥材料質量檢驗的準確性。