水利工程中水泥材料檢測(cè)方法的研究

□（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院勘測(cè)總隊(duì)）

水利工程中水泥材料檢測(cè)方法的研究

□吳海燕（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院勘測(cè)總隊(duì)）

當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展，各項(xiàng)工程的指標(biāo)越來(lái)越高，所以工程對(duì)于材料的要求也越來(lái)越高，在這個(gè)背景下，水泥作為水利工程中用量非常大的材料之一，發(fā)揮著非常重要的作用。因此，對(duì)于材料的檢測(cè)也越來(lái)越嚴(yán)格，文章介紹了水利工程中常用材料水泥的檢測(cè)辦法，從水泥的幾個(gè)常規(guī)檢測(cè)詳細(xì)闡述水泥檢測(cè)中具體的實(shí)施辦法和監(jiān)測(cè)需要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，最后，還根據(jù)工作中實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，介紹水泥檢測(cè)中一些注意事項(xiàng)。

水泥；檢測(cè)；水利工程

1 概述

水泥是現(xiàn)在水利工程中必不可少的原料，而且用量很大。水泥質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到水利工程的質(zhì)量。在常規(guī)的水泥質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，在水泥的廠家、品種、等級(jí)批號(hào)都相同的情況下，并且同時(shí)進(jìn)場(chǎng)的情況下，檢測(cè)的頻率≥200 t每次，散裝的水泥頻率≥500 t每次。水泥的取樣可以分散取樣，即選擇不同地方取樣，也可以集中取樣，即一次性的取夠檢測(cè)需要的量。

在實(shí)際的檢測(cè)中，一般的常規(guī)檢測(cè)主要包括水泥細(xì)度的檢測(cè)、水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的檢測(cè)、水泥凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)短的檢測(cè)、水泥安定性強(qiáng)度的檢測(cè)和水泥膠砂強(qiáng)度高低的檢測(cè)等幾個(gè)方面。一些特殊用途的水泥可能還有特殊的檢測(cè)，但是在這里就不做贅述了。

2 水泥的具體檢測(cè)方法

2.1 水泥細(xì)度的檢測(cè)

2.1.1 水泥細(xì)度檢測(cè)的目的

水泥細(xì)度的檢測(cè)是水泥指標(biāo)檢測(cè)中非常重要的1項(xiàng)，通過(guò)水泥細(xì)度的檢測(cè)，可以知道工程中使用的水泥的細(xì)度是否可以達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 水泥細(xì)度檢測(cè)檢測(cè)方法和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在執(zhí)行的國(guó)標(biāo)，細(xì)度檢驗(yàn)方法有負(fù)壓篩檢測(cè)法、水篩檢測(cè)法和手工篩檢測(cè)法，當(dāng)3種檢驗(yàn)方法測(cè)試結(jié)果不同時(shí)，以負(fù)壓篩檢測(cè)法為準(zhǔn)。這是水泥細(xì)度的檢測(cè)辦法。

現(xiàn)在水泥細(xì)度檢測(cè)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法篩析法》。按照相關(guān)的規(guī)定，水泥的細(xì)度都是以篩余表示的?，F(xiàn)在的常用水泥，比如礦渣硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥等，按照要求，孔徑為80 μm的方孔篩上的篩余≤1/10，另外45 μm的方孔篩上篩余≤1/10。滿足以上檢測(cè)結(jié)果的都算是細(xì)度檢測(cè)合格的水泥。

2.1.3 檢測(cè)需要的設(shè)備

負(fù)壓篩析儀、試驗(yàn)篩、水篩架和噴頭、天平的最小分度值≤0.01 g。

2.1.4 檢測(cè)的步驟和注意事項(xiàng)

2.1.4.1 首先是檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作

在這個(gè)階段，需要把負(fù)壓篩放在篩座上，蓋好篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)是否能正常的工作，然后把負(fù)壓調(diào)整到4 000～6 000 Pa，以備后續(xù)的檢測(cè)使用。

2.1.4.2 正式檢測(cè)的階段

先取樣品，80 μm篩析的樣品取25 g，45 μm篩析的樣品取10 g。把樣品放在負(fù)壓篩中，啟動(dòng)負(fù)壓篩檢測(cè)。機(jī)器工作120 s停止工作，切斷電源，觀看負(fù)壓篩上有沒(méi)有試樣吸附在篩蓋上，有的話輕輕敲擊，如果沒(méi)有，直接用天平檢測(cè)篩余，并做好相應(yīng)的記錄。

這里有一點(diǎn)需要特別注意，負(fù)壓的范圍一定要保證＞4 000 pa，如果沒(méi)有滿足這個(gè)要求，那么檢測(cè)的結(jié)果是不準(zhǔn)確的。一般情況下，不滿足這個(gè)要求時(shí)，造成的原因是負(fù)壓篩中的殘余物過(guò)多，及時(shí)地清理就可以恢復(fù)正常。

2.1.5 數(shù)據(jù)的處理階段

檢測(cè)的最終還是要生成報(bào)告，水泥細(xì)度的計(jì)算公式為：

式中：F為負(fù)壓篩中檢測(cè)出的水泥篩余所占的百分?jǐn)?shù)；RS為水泥篩余后剩余物質(zhì)的質(zhì)量的總和；m為樣品的質(zhì)量總和。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的檢測(cè)辦法

2.2.1 檢測(cè)的目的

這里有一個(gè)常識(shí)，水泥的凝結(jié)時(shí)間、安定性和水泥的稠度都有很大的關(guān)系。為了讓不同的水泥有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比值，就規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的稠度，在這個(gè)稠度下，不同的水泥就可以做對(duì)比了。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的稠度下，檢測(cè)出他需要的用水量，以后就可以作為測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)用水量了。

2.2.2 檢測(cè)的具體辦法和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家給出的標(biāo)準(zhǔn)是，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)法時(shí)，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）的給出標(biāo)準(zhǔn)為：將試桿沉入凈漿，距底板61mm時(shí)測(cè)定，這個(gè)時(shí)候的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合水量就是該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）。

該檢測(cè)所需要執(zhí)行的標(biāo)注是：《通用硅酸鹽水泥》，《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性檢測(cè)方法》。

2.2.3 檢測(cè)需要的主要設(shè)備

水泥攪拌機(jī)、代用法式維卡儀、標(biāo)準(zhǔn)式維卡儀。

2.2.4 檢測(cè)的具體步驟和注意事項(xiàng)

2.2.4.1 首先是攪拌機(jī)的準(zhǔn)備

干燥的攪拌機(jī)需要用濕抹布擦拭后才能使用。然后，把攪拌用水倒入攪拌鍋內(nèi)，5-10 s秒內(nèi)將水泥樣品放入到攪拌鍋內(nèi)。

2.2.4.2 打開(kāi)機(jī)器開(kāi)始攪拌的工作

低速攪拌的時(shí)間為120 s，中間需要停止15 s，同時(shí)，需要把攪拌機(jī)上的粘住的水泥刮到攪拌鍋內(nèi)，然后繼續(xù)高速攪拌，時(shí)長(zhǎng)為120 s，整個(gè)攪拌過(guò)程完成。

2.2.4.3 攪拌結(jié)束以后

以最快的速度把攪拌好的水泥全部轉(zhuǎn)移到維卡儀上，整個(gè)過(guò)程一定要快，否則水分會(huì)發(fā)生揮發(fā)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不準(zhǔn)確。然后，讓試桿自由沉入水泥中，30 s后記錄數(shù)據(jù)。

2.2.4.4 需要注意的問(wèn)題

維卡儀上的金屬棒保障能夠自由的滑動(dòng)，沉入深度的測(cè)定一定要快，否則數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

2.2.5 檢測(cè)結(jié)果的處理方案

在采用標(biāo)準(zhǔn)法時(shí)，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）的給出標(biāo)準(zhǔn)為：將試桿沉入凈漿，距底板61 mm時(shí)測(cè)定，這個(gè)時(shí)候的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合水量就是該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）。

2.3 水泥凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè)過(guò)程

2.3.1 水泥凝結(jié)時(shí)間檢測(cè)的目的

水泥的最終用處還是需要他凝固以后的，但是水泥的凝固時(shí)間是有一定的限制的，通過(guò)測(cè)定，然后把水泥凝固的時(shí)間與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，判斷水泥的凝固時(shí)間是不是符合標(biāo)準(zhǔn)的。

2.3.2 水泥凝固時(shí)間的檢測(cè)方法和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性檢測(cè)方法》，《通用硅酸鹽水泥》。

根據(jù)國(guó)標(biāo)中給出的規(guī)定，硅酸鹽水泥的凝固時(shí)間必須嚴(yán)格的介于45-390 min之間，過(guò)短的時(shí)間和過(guò)長(zhǎng)的都不是不合要求的。對(duì)于一些特殊的水泥，比如：火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等，他們的凝固時(shí)間必須介于45-600 min之間。

2.3.3 水泥凝固時(shí)間檢測(cè)需要的設(shè)備

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀、量水器、天平、溫?zé)狃B(yǎng)護(hù)箱

2.3.4 檢測(cè)的具體步驟和注意事項(xiàng)

2.3.4.1 首先檢測(cè)的準(zhǔn)備工作

把水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度檢測(cè)時(shí)間制備的水泥或者新制備的水泥按照一定填滿，刮平處理之后，放入到養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)。

2.3.4.2 凝固的初期

檢測(cè)開(kāi)始30 min的時(shí)候，進(jìn)行第一次測(cè)定。進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，準(zhǔn)確的將試針與水泥的表面垂直大的接觸，然后把相應(yīng)的螺絲擰緊，這個(gè)時(shí)候的試針會(huì)自然的下垂，30 s以后記錄一個(gè)讀數(shù)。

2.3.4.3 最終凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定

在完成初步凝結(jié)測(cè)定以后，將樣品取下，翻轉(zhuǎn)180°，然后繼續(xù)放在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。在接近凝固的時(shí)間左右，采用迫近的方法，每15 min進(jìn)行一定測(cè)定，最終得出具體的時(shí)間。

2.3.4.4 注意事項(xiàng)

第一，每次測(cè)定試針都要插出新的孔，不能和原來(lái)的孔重合，測(cè)完必須將試針擦凈并將試模放入養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，整個(gè)測(cè)試特別要注意防止試模受振。第二，最終的凝固時(shí)間接近的時(shí)候，測(cè)試的時(shí)間段要足夠的短，甚至5 min一次的測(cè)量頻率也是可以的。第三，設(shè)備在使用前，一定要做好調(diào)零的工作，避免試針的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.3.5 檢測(cè)結(jié)果的處理過(guò)程

初凝時(shí)間確定：當(dāng)試針沉至距底板41 mm的時(shí)候，這個(gè)時(shí)間就是要記錄的時(shí)間，從水泥加入水中開(kāi)始到初凝狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)為初凝時(shí)間，初凝時(shí)間的計(jì)量單位為分鐘。

終凝時(shí)間確定：當(dāng)試針沉入試體0.50 mm，記錄這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，從水泥加入水中開(kāi)始到終凝狀態(tài)的時(shí)間為終凝時(shí)間，計(jì)量單位為分鐘。以上水泥凝固時(shí)間測(cè)定的檢測(cè)。

3 總結(jié)

水泥是現(xiàn)在水利工程中必不可少的一種原材料，水泥質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。而水泥質(zhì)量的檢測(cè)可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)施工中使用的水泥存在問(wèn)題，避免出現(xiàn)較大的事故。水泥檢測(cè)還會(huì)有更大的發(fā)展，希望文章中提到的方法可以為廣大的讀者帶來(lái)一些幫助。

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（編輯：邢博輝）

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