淺談試驗室中水泥凝結時間檢驗的影響因素

（陜西省建筑材料工業設計研究院， 陜西 西安 710032）

前言：水泥凝結，是指硅酸鹽系水泥為干粉狀物，加適量的水并拌合后便形成可塑性的水泥漿體，水泥漿體在常溫下會逐漸變稠直到開始失去塑性，從失去塑形到水泥漿開始產生強度的過程。現代建筑工程中，水泥應用普遍，對其進行檢驗的關鍵指標之一是凝結時間，尤其是混凝土澆筑作業，水泥凝結時間對模具拆除、強度判斷至關重要，分析試驗室中水泥凝結時間檢驗的影響因素十分必要。

1 影響試驗室中水泥凝結時間檢驗的因素

1.1 試驗條件

在試驗室條件下，水泥的凝結過程往往可以避免部分自然條件下因素的干擾，對其凝結時間的檢驗也因此主要受到試驗條件的影響，包括試驗溫度、試驗濕度和存放時間三個方面。一般而言，試驗溫度越高，水泥中水的蒸發速度越快，溫度對水泥凝結速度的影響是一道曲線，當溫度超過一定值時，水泥凝結速度會明顯加快，檢驗受到的影響也變大。濕度的影響與此類似，一般濕度越大，水泥凝結的速度越慢，當濕度達到一定值時，水泥凝結速度會越來越慢，但檢驗受到的影響相對較小。存放時間和檢驗精確性呈現反比關系，存放時間越長，檢驗的精確性越差。在水泥凝結時間檢驗中，一般要求保持常規室內條件作為標準。

1.2 試驗設備

試驗室條件，試驗設備對水泥凝結時間檢驗也具有較為突出的影響，這種影響體現在設備檢查的上下限、計量工具的精度、檢驗工具的精度、設備物理性質等等。如檢驗用的水泥凈漿攪拌機，如果設備制作時參數選取不當，導致攪拌過程頻繁出現葉片和設備的碰撞，會導致溫度升高，凈漿部分水分損耗，檢驗所獲凝結時間數據會較小。如果設備間隙大（超過2mm），部分水分會流入間隙中，造成水灰比失調，檢驗時間結果較真實數據也會較小，水泥凝結時間檢驗要求選取規范、精密設備，保證結果的正確性[1]。

1.3 試驗誤差控制

誤差控制在各類試驗中受到廣泛關注，通常即便精密儀器試驗也需要人工控制過程、準備材料、分析結果，因此誤差幾乎是不可避免的。在此前的大部分數據試驗中，研究人員通過反復試驗的方式求取平均值，一定程度上能夠控制誤差，也有部分研究人員強調構建完善、規范化的試驗環境，從結果上看，也有助于誤差的控制，但完善、規范化試驗環境構建又存在資金和客觀條件方面的限制。就水泥凝結時間檢驗而言，前一類措施更具可行性[2]。

2 試驗分析

2.1 試驗觀察指標與參數

試驗分為三組，即試驗條件組、試驗設備組和誤差組，三組試驗均以對照的方式進行，每組對照試驗各進行若干次，求取試驗結果的平均值。核心觀察指標為水泥凝結時間檢驗結果的平均差，平均差越小，說明檢驗的結果越理想。參數方面，默認標準溫度為24攝氏度，濕度上，默認標準濕度為80%（空氣相對濕度），設備均采用沈陽精密儀器制造廠提供的精密試驗儀器，包括天平、攪拌設備等、稱重儀等。

2.2 試驗過程

第一組試驗為試驗條件組，共20次（20個樣本），即10次參照試驗和10次標準試驗，參照試驗在默認環境下進行，標準試驗對溫度、相對濕度進行調整，并在完成初步分析后，將水泥放置在常溫環境下，10天后進行凝結度二次分析，求取兩組平均凝結時間數值，了解差異。

第二組試驗為試驗設備組，共20次（20個樣本），即10次參照試驗和10次標準試驗，參照試驗在默認環境下進行，標準試驗對設備進行調整，更換精度更理想的設備，求取兩組平均凝結時間數值，了解差異。

第三組試驗為誤差組，共30次（30個樣本），即10次參照試驗和20次標準試驗，參照試驗在默認環境下進行，標準試驗對每個目標進行 2次檢驗，求取兩組平均凝結時間數值，了解差異。

2.3 結果結果

試驗結果方面，三組試驗不盡相同，完成分析后所獲數據如表1所示。

表 1 試驗結果

從結果上看，三個組別中的參照試驗均差全部大于標準試驗的均差。試驗條件組方面，20次試驗中（各10次），水泥凝結時間檢驗參照試驗的均差達到0.21（±0.08）h，標準試驗均差為 0.14（±0.03）h；試驗設備組，20次試驗中（各10次），水泥凝結時間檢驗參照試驗的均差達到 0.23（±0.05）h，標準試驗均差為 0.16（±0.04）h；誤差組的差異較小，30次試驗中（參照：10；標準：20），水泥凝結時間檢驗參照試驗的均差達到0.27（±0.06）h，標準試驗均差為0.22（±0.06）h，誤差的控制依然存在難度。總體來看，試驗條件、試驗設備和誤差控制對水泥凝結時間檢驗結果的影響較為突出。

3 核心結論

3.1 主要影響因素的權重排名

在試驗基礎上，可以發現試驗條件、試驗設備和誤差控制是影響水泥凝結時間檢驗的三個主要因素。以所獲數據來看，試驗條件組的方差差異最大，其次是試驗設備組，最后是誤差組。這表明，試驗條件對水泥凝結時間檢驗的影響最突出，可控性也最高，試驗設備的影響和可控性其次，誤差控制的難度較大，影響也最小。對三個因素進行權重系數排名，結果為：

試驗條件>試驗設備>誤差。

后續工作中，也應根據排名情況對水泥凝結時間檢驗進行針對性的改善，首先要求在檢驗過程中投入較多精力，營造標準化的試驗環境，使試驗過程中處于更加理想的狀態下，也可以提升人員對試驗的控制能力、降低誤差。其次是強調資金投入，買入精度條件較高、制作工藝精良、水平高超的設備，避免設備對水泥凝結時間檢驗結果的影響。如果時間條件允許，可以對樣本進行多次檢驗，求取平均值，降低誤差帶給檢驗結果的影響[3]。

3.2 其他因素的影響情況

試驗中，其他條件也對水泥的凝結時間產生了世紀影響，其中較為突出的包括樣品存放時間以及空氣流通條件。在水泥完成凝結后，應及時進行檢驗，避免放置時間過長造成檢驗結果失真的問題。此外，空氣的流通率越高，樣本的凝結時間越短，不過從結果上看，上述兩個因素的影響相對較小。

總結：通過分析試驗室中水泥凝結時間檢驗的影響因素，獲取了相關理論內容。水泥是一種建筑用料，其凝結時間受到多種因素影響，試驗室條件下，最主要的三個影響因素是試驗條件、設備以及誤差控制。在模擬試驗中，上述三個因素的影響得到證明。以權重系數進行排名，試驗條件的影響最為突出，其次為試驗設備、誤差控制。此外，試驗證明其他因素也會對檢驗產生影響，應進行控制。

[1]黃嵐,周光波,陳子祥.磷石膏作水泥緩凝劑使用研究[J].昆明冶金高等專科學校學報,2017,33(01):13-15.

[2]崔雪.脫硫石膏對水泥性能的影響及其品質差異分析[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2016(05):70-71.

[3]馬保國. 改性硼砂延緩硫鋁酸鹽水泥凝結時間的研究[A].中國化學外加劑及礦物外加劑研究與應用新進.2016年科隆杯優秀論文匯編[C].2016:4.