水泥膠砂流動度試驗影響因素的分析

張飲飲

（山東省鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)建材質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，山東 泰安 271000）

水灰比對水泥強度試驗檢測有直接影響，加水量過多，游離水分揮發(fā)增加了空隙率，水泥強度降低，加水量過少，水泥水化反應不完全，強度也降低，而水泥膠砂成型水灰比并不是固定不變的，GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法中規(guī)定了水泥強度以0.5固定的水灰比進行檢驗，但是不包含火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質(zhì)混合材的普通硅酸鹽水泥，以上幾種水泥需要通過水泥膠砂流動度確定加水量，因此如何通過流動度試驗確定加水量成為水泥強度檢驗的前提條件。目前，國家每年都會舉行全國水泥大對比以及能力驗證等活動，水泥膠砂流動度檢測數(shù)據(jù)的對比情況差強人意，需要檢驗工作人員的進一步重視。

1 水泥膠砂流動度檢驗方法及原理

目前，水泥膠砂流動度試驗使用的方法標準是GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》，該標準的試驗原理是通過測量一定配比的水泥膠砂在規(guī)定振動狀態(tài)下的擴展范圍來衡量其流動性，其中膠砂制備按GB/T 17671-1999規(guī)定進行。

2 影響因素

2.1 人員操作

試驗影響因素中，人員操作是第一重要的因素。實驗室的工作人員必須具有相應的專業(yè)素質(zhì)，并且通過專業(yè)培訓取得相關的上崗證，確保工作人員的能力滿足檢測工作的要求。水泥膠砂流動度試驗中人員操作占相當大的部分，主要體現(xiàn)在幾個環(huán)節(jié)：（1）攪拌。樣品拌和攪拌是試驗最開始的環(huán)節(jié)，按照標準要求準確稱量水泥、標準砂和拌和水，調(diào)節(jié)攪拌鍋與攪拌葉片的間隙為（3±1）mm，間隙過大，攪拌不充分，會使流動度偏小，間隙太小，會引起膠砂二次粉磨，不僅會影響流動度檢測數(shù)據(jù)，而且也會降低水泥膠砂強度。攪拌開始前，應用濕棉布擦拭攪拌葉片和攪拌鍋，防止吸附水份，引起流動度減小。攪拌間歇時間，應拿下攪拌鍋，用勺子將攪拌葉片上的料漿撥入鍋內(nèi)，撥下鍋壁以及鍋底上砂漿，反復攪拌混合，保證砂漿拌和均勻。（2）膠砂裝模前，需將跳桌桌面、試模、搗棒、勺子等工具用濕棉布擦拭，不得有明水，擦拭后用濕棉布覆蓋，等待試驗進行。（3）跳桌若長時間未使用，試驗前應空轉(zhuǎn)25次一個循環(huán)，檢查設備有無異響等異常現(xiàn)象。（4）裝模。將拌好的砂漿分兩層迅速裝入試模，第一層裝至截錐圓模高度約三分之二處，用小刀在相互垂直的方向各劃5次，用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓15次，隨后裝第二層膠砂，裝至高出截錐圓模約20mm，用小刀劃5次再用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓10次。搗壓深度，第一層搗至膠砂高度的二分之一，第二層搗實不超過已搗實底層表面，裝膠砂和搗壓時，用手扶試模，不要使其移動[2]。裝模過程中有三個重要細節(jié)：①裝料時不得分料，用勺子混合均勻，一次性裝入，分料的話，不能完全代表砂漿的流動性，如果干料偏多，則流動度數(shù)值偏小，如果濕料偏多，則流動度數(shù)值偏大。②搗棒插搗力度應保持一致，并且大小要適當，第一層應搗至膠砂高度的二分之一，第二次插搗不能破壞第一層的結(jié)構，搗壓位置應嚴格按照標準要求均勻分布。一般情況下，根據(jù)膠砂流動度的大小確定搗壓力度，流動度偏小的砂漿一般搗壓力度要大，相反搗壓力度要小，但是搗壓的深度要保證固定不變。③插搗方向，搗壓第一層時，搗棒應沿試模壁方向傾斜插搗，以保證試模邊緣搗壓密實，搗壓第二層時，搗棒應沿豎直方向插搗。（5）刮平。搗壓完畢，取下模套，用刮平刀輕輕拍打表面幾下，從中間向邊緣分兩次以近似水平的角度抹去高于截錐圓模的膠砂，并擦去落在桌面上的膠砂。一定要注意刮平角度，刮平角度根據(jù)膠砂流動度大小確定，一般膠砂流動度偏大，則刮平角度增大，膠砂流動度偏小，則刮平應近似水平，以保證刮平面的平整，不得高于截錐圓模表面，也不得低于截錐圓模表面。（6）提起截錐圓模時應豎直向上，不得偏移，否則提起后的試樣上部中心會發(fā)生偏移，振動后試樣形狀會表現(xiàn)為橢圓或者不規(guī)則狀。（7）擴散直徑測量。跳桌跳動完畢，應用游標卡尺及時測量，防止流動度較大的試樣振動完畢后繼續(xù)擴散。一般以兩個互相垂直的直徑的長度的平均值作為試驗結(jié)果，如果試樣振動后形狀不規(guī)則，應盡可能的多測量幾條直徑取平均值。測量時應杜絕用鋼直尺測量，振動后的砂漿試樣為中間凸兩邊低的圓餅狀，鋼直尺無法準確讀取直徑的尺寸，某些檢驗人員將鋼直尺嵌入砂漿內(nèi)測量，這種情況會將砂漿試樣擠壓變大，測得的流動度數(shù)值是偏大的，此種情況應堅決杜絕。

2.2 試驗設備

試驗設備是影響檢測數(shù)據(jù)正確性和可靠性的重要因素，水泥膠砂流動度試驗的設備有水泥膠砂流動度測定儀（簡稱跳桌）、試模、搗棒、游標卡尺、水泥膠砂攪拌機等。標準中明確給出了設備的量程、精度等要求，因此設備必須滿足技術要求，并且通過計量檢定合格才能用于檢驗。其中最主要的設備是跳桌，跳桌除了本身技術指標滿足要求外，安裝也必須符合要求，跳桌底座有3個直徑為12mm的孔，以便與基座連接，底座要求用容重不小于2240kg/m3的重混凝土澆筑而成，基部約為400mm×400mm見方，高度為690mm，而且不得靠墻建造，防止震動影響。跳桌應定期檢定（檢定周期為一年），保證試驗用設備在檢定有效期內(nèi)，為了保持設備性能的穩(wěn)定性，除了檢定以外，一般在檢定周期內(nèi)還需要至少一次期間核查和定期的維護保養(yǎng)，設備高頻率的使用，有可能會引起測試數(shù)據(jù)的漂移，為了保證檢測數(shù)據(jù)的可溯源性，一般可以通過留樣再測、實驗室對比、參加能力驗證、同精度設備對比等方式核查設備性能的穩(wěn)定性，保證測試數(shù)據(jù)的準確性，一般跳桌期間核查采用標準物質(zhì)核查的方式。

2.3 物料的處理

該項試驗主要涉及的物料包含待檢水泥樣品、標準砂以及拌和水。待檢樣品是被檢測的對象，如何處理好樣品是檢測出準確數(shù)據(jù)的前提，待檢樣品不得立即進行試驗，首先要先通過0.9mm方孔篩，篩除樣品中的雜質(zhì)和大顆粒，并且充分混合均勻；其次需要進行試驗前的狀態(tài)調(diào)整，標準中規(guī)定的試驗條件為（20±2）℃、相對濕度不小于50%，沒有明確規(guī)定養(yǎng)護時間，但是為了保證樣品達到標準試驗條件，一般試驗前至少養(yǎng)護24h，還有一個非常關鍵的細節(jié)，一定要注意防潮，水泥試驗室相對濕度比較大，存儲和養(yǎng)護過程中一定要密封保存，防止受潮發(fā)生水化反應。標準砂是該項試驗的重要拌和材料，應嚴格檢查標準砂是否符合要求，市面上甚至存在假冒的標準砂，因此購置的標準砂必須嚴格確認。拌合水一般采用自來水，隨著地域的不同水質(zhì)也不同，水質(zhì)對檢驗結(jié)果也有很大的影響，一般仲裁試驗、對比驗證試驗要優(yōu)先選用蒸餾水。

2.4 檢驗環(huán)境

檢驗環(huán)境也是影響檢測數(shù)據(jù)的重要因素，試驗室應配備監(jiān)控溫濕度的溫濕度計（檢定合格）和控制房間溫濕度的工業(yè)空調(diào)（或其他替代設備），有條件的情況下可以建造恒溫恒濕室，更好的保證檢驗環(huán)境的符合性。試驗前，應提前控制檢驗環(huán)境溫濕度，使實驗室內(nèi)相關設備、工具、物料都達到標準試驗條件后再進行試驗，每天應至少4次記錄實驗室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)。

2.5 試驗方法

試驗方法是試驗操作的綱領性文件，不同的產(chǎn)品應選擇合適的試驗方法，不同的試驗方法會有不用的檢驗結(jié)果，因此應嚴格按照試驗方法操作，操作方法的一致性才能保證檢驗結(jié)果的可比性和判定性。另外不同人員的理解程度和工作能力不同，會引入很大的不確定度，實驗室工作人員應集體培訓學習，深層次理解方法標準的內(nèi)容及注意事項，統(tǒng)一檢驗操作手法，才能不斷減小誤差。

3 結(jié) 語

綜上所述，水泥膠砂流動度試驗方法相對比較簡單，但是影響因素很多，主要來源于人員操作、試驗設備、物料的處理、檢驗環(huán)境及試驗方法等幾個方面，在現(xiàn)實工作中，該項試驗的對比驗證也是讓很多檢驗人員苦惱，有時候檢驗數(shù)據(jù)偏差較大，所以需要工作中嚴謹細致，嚴抓每個細節(jié)，保證數(shù)據(jù)的準確性， 本文通過對試驗各個影響因素的分析并提出注意事項，希望能為相關實驗室工作人員的檢測工作提供一定的技術參考，減小試驗誤差，提高工作質(zhì)量，取得準確、可靠的檢測數(shù)據(jù)。