水泥的技術性質及其試驗檢測影響因素

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1 水泥試驗檢測的必要性

水泥，是指一類通過人造的水硬性膠凝建筑材料。水泥在和水相互攪拌后，進行了大量的物理和化學物質反應，生成一種堅硬的結構體。在建筑工程中，水泥是最基礎、應用最廣泛的無機膠凝材料之一，也是一種不可缺少的材料。因此，為適應項目的實際需求以及施工過程中的有關規定，做好水泥試驗檢測顯得尤為重要。對水泥進行試驗分析檢測是保證水泥樣品質量的重要技術措施。同時，通過對水泥進行試驗檢測，能有效提高水泥的質量。混凝土品質的優劣程度，對建筑的整體品質產生了直接影響，同時也間接影響到了人們的生產、生活。因此，試驗檢測人員應重點開展水泥質量檢測工作，保證進入工程建設的水泥質量符合技術要求。本文總結了一些水泥試驗檢測中的常見影響社會因素，并對質量檢測技術進行了詳細數據分析。

2 水泥的技術性質及生產工藝

水泥也是在土木工程中使用最為普遍的無機膠凝材料，在工程建設中被稱為“顆粒”。發明百年來，水泥技術得到全面提升，根據使用部位的不同形成了許多品種。例如，對于極重、特重、重型道路結構荷載大等級的公路工程進行面層材料水泥以及混凝土設計，應使用硅酸鹽混凝土、普通硅酸鹽混凝土；中、輕型道路結構基礎荷載設計等級的公路工程面層材料，采用水泥以及建筑混凝土中，使用不同礦渣的硅酸鹽混凝土；高溫期施工時，應選用普通型混凝土；低溫期施工時，應選用早強型混凝土。

所謂混凝土結構技術特點，是指混凝土結構的細度、標準稠度用水量、凝結持續時間、穩定性、硬度、水化熱等的混凝土質量。水泥的各種技術特點，通常分為物理性能、力學性能和化學性能。混凝土的物理特性，主要分為：細度、標準稠度用水量、凝固時間、安定性；混凝土的熱力學行為特性研究可以分為：強度（抗折強度和抗壓能力強度）；而混凝土的物理化學結構特性研究可以分為：水化熱、不溶物、燒失量、氯化物離子的科學含量、三氧化硫含量及堿含量等。

水泥細性通俗來說是指混凝土晶粒的不同粗細程度，是混凝土的關鍵技術參數之一。混凝土越是細，則其水化速率越快，硬化速率就越快，早期的抗拉強度也越高。而一旦水泥研磨過多，則供水量影響也會加大，干縮性大，研磨技術能耗也大。因此，有必要合理限制水泥的細化性。

標準稠度用水量法，是把規定質量的水泥與用水完全混勻后拌成水泥漿體，在規范的檢驗方式下加以使用，當到達標準規定稠度值時，所稱量的水泥質量占總漿體質量的一定比例。當進行凈漿凝固時間、安定性等基本性質的分析計算時，一般均采用水泥凈漿試樣，但加水量的多少可能直接通過影響系統測試研究結論。因此，為了使測試數據的結果較為精確、具備某種可靠性，一般應當采用在標準稠度下的用水量。

凝結時間，包括了初凝時間和終凝時間。初凝時間是指水泥從加水進行施工技術進行至開工時全部沒有控制塑性的時間，而終凝時間則是指水泥從加水攪拌至全部沒有塑性的時間。針對不同類型的水泥漿來說，有截然不同的凝結時限，而影響水泥漿凝結時限的主要因素有：①當水泥熟料中的鋁酸三鈣濃度過高、或石膏摻入不夠，都會加速凝固；②水泥研磨的越細，凝結速度就越快；③水膠比越小,溫度越高，凝結速度就越快；④混合物料的用量越大，凝固速率就越慢。

穩定性，是指混凝土在硬化后隨容積發生變化的穩定性。假如在硬化的混凝土石中，由于受到了某種有害成份的直接影響，會形成了強烈的容積不平衡變形，并形成了膨脹應力，由此引發水泥石結構的破裂，稱為混凝土體積不平衡。

目前，針對我國混凝土材料的常規實驗方法檢測，主要可以針對混凝土材料的細化性能(負壓篩析儀法和勃氏法)、標準稠度用水量(調整水量法和不變水量法)、凝結時間(初凝時間和終凝時間)、穩定性(沸煮法和代使用方法)、強度(抗折強度和抗壓強度)等多方面進行分析試驗檢測，進而對材料的整體發展質量管理進行有效地控制。在建設過程中，可以采取合理可行的質量管理和驗收等措施，也可以制定階段性的工程質量控制目標和計劃，進而達到控制工程質量的目的。

在水泥熟料中加入石膏能夠調節水泥的凝固速率，對硅酸鹽材料具有良好的緩凝效果，使混凝土結構的水化速率能夠達到實際施工的要求，生成的山礬能夠增加水泥的硬度；攪拌混合的材料作為水泥熟料，不但能夠大大提高水泥生產率、降低生產成本和明顯改善水泥品質，并且能夠有效減少建筑混凝土的水化熱，在增加了水泥的硬度之后，針對具體環境改善水泥的適應性，進而提高水泥的耐久性及其結構。不過，對石膏以及混合學習材料的用量也并沒有越多越好，如果石膏過多，會造成混凝土在水化過程中形成的一些不良影響，從而產生一些體積上不穩定的現象。因此，在施工過程中，有必要加強對水泥的檢測。

3 影響水泥試驗檢測的因素及控制措施

3.1 水泥取樣

取樣環節也是對水泥產品進行檢驗的第一步，也是最基礎的環節。抽樣方法不標準、不合理、也不具備代表性，試驗的測量結果就會產生失真，進而對施工質量產生了一定的負面影響。因此，為了保證試驗結果的準確性，確保后續試驗工作的順利開展，必須對水泥試樣進行科學合理地選擇。在選擇不同試樣的過程中，應需要特別注意所選水泥樣品的真實性。

混凝土采樣分析大致有這樣的二種方式，一是包裝混凝土采樣，另一是散裝混凝土采樣，混凝土必須要在最有標志性的部位完成采樣，并且不要在環境污染最強烈的環境中采樣。一般使用的取樣部位有 3 個：①在輸送散裝水泥的管道中采樣；②在堆放袋裝水泥的廠房區取樣；③在儲存散裝水泥的灌中取樣。散裝水泥與袋裝水泥的取樣，應嚴格按照規范要求的部位、步驟、數量進行。采樣人必須在提取水泥試樣時填報采樣單，明確標注采樣編號、水泥生產廠家及品牌、取樣時間、取樣地點和取樣人員姓名。抽取試驗樣品后應儲存在清潔、干燥、防潮、密閉、不易破損且不影響我國水泥生產性能的容器中，然后交給收樣員進行分析樣品的流轉。

3.2 檢測過程

在保證樣品規范取樣的前提下，才能研究下一步的檢測技術工作。水泥檢驗有兩種，一種是客戶委托檢測，另一種是現場抽樣檢測。在收取水泥試樣時，收樣工作人員一定要進行對試樣的檢驗工作，確定委托客戶所采用的技術標準規定以及對試樣所必須滿足的有關測試技術條件，并檢驗試樣狀況（如包裝、外觀、型號、規格等）及其配件（如合格證，保證資料的完整性），并確定試樣的外形與狀態等信息能不能適用于所規定的有關測試技術標準規定，并記錄試樣的非正常變動狀況以及偏離狀態，在必要時我們還必須通過檢驗所使用的包裝物以及容器是否存在可能發展而導致試樣變質，并在《樣品接收單》中記錄說明。

水泥檢驗的流程基本都是人工作業，水泥檢驗中的不少問題，主要是檢驗人的作業不標準引起的。例如，在測試前檢測人員是否按要求篩選去除結塊和雜質，在測試前是否對樣品進行烘干處理。當然，所有試驗檢測都可以檢驗結果存在偏差。不過，因為檢驗人檢測動作不標準、不嚴格造成結論不正確是堅決不可以的。在對水泥樣品進行檢測前的準備工作和檢測過程中的技術操作，檢測人員應該具有相當豐富的經驗和十分嫻熟的專業技能，在檢測過程中細致觀察水泥的反應。同時，相關負責人應做好監督管理工作，做好崗前培訓和檢測過程的技術指導，規范檢測人員的具體操作。

3.3 檢測儀器設備

水泥在進行試驗檢測過程中，按照企業的不同環境參數設計條件，要求配備的檢驗分析儀器和設備主要有水泥凈漿攪拌器、行星式標準膠砂攪拌器、水泥膠砂振實臺、混凝土行業國家標準稠度用水量檢測儀、沸煮箱、雷氏夾和雷氏夾膨脹檢測儀、水泥恒溫恒濕標準養護箱等。儀器、設備對水泥試驗的影響，通常表現在儀器設備的安裝、調試、維護和日常使用中，其中維護和日常使用的影響較大，主要體現在儀器設備的檢定/校準、期間核查和運行期間的維護。機械設備的質量、檢查、校正直接影響混凝土檢驗工作的流程和成果。比如，水泥凈漿攪拌機和行星型水泥膠砂攪拌器的低速、高速和停拌時機都不正確，攪拌鍋和攪拌機葉片之間的縫隙較大，膠砂振實臺震動頻率和次數失效，以及恒溫恒濕標準養護箱的溫度和相對濕度都達不到規范條件，會導致試驗數據出現嚴重誤差，從而影響水泥的整體質量。因此，檢驗技術人員在進行水泥測試分析工作之前，就必須要對試驗中規定的有關檢測儀器及設備進行全面測試，以確保試驗檢測工作能夠順利進行；同時，儀器設備管理者也要做好對儀器設備的檢定/校準規劃、維修保養等規劃工作，并根據制定的規劃嚴格執行，檢驗技術人員嚴禁使用檢定/校準不合格的儀器設備，影響檢測數據。

3.4 檢測環境

除了儀器設備和試驗操作這兩個內部因素外，水泥試驗檢測也受到外部因素的影響。所謂外部影響因素，主要是指水泥試驗檢測的環境條件。如果試驗環境的溫度過高或過低，或者相對濕度過干或過濕，都會對測試結果產生不利影響。實踐中證明，在進行水泥比表面積試驗中，空氣中的相對濕度越大，試驗的持續時間就越長，比表面積也越大；反之，當室內空氣中的相對濕度降低，則氣流通過粉層的阻力降低，因此測試持續時間越短，比表面積也越小。當同一房間環境濕度超過百分之五十時，測試的研究結論將會超過同室允許誤差范圍。因此,測試人員在進行水泥檢測前，應先將檢測房間及養護箱的溫度和相對濕度調節至測試要求。

4 結語

對水泥進行測試，可以比較合理地確定所檢批次水泥的品質，而且可以改善建筑品質。水泥試驗測量受許多主要因素的影響。比如，儀器設備主要原因、測試技術人員的使用風險原因、外部環境因素等。因此，儀器、設備管理者應該做好儀器設備的檢測、維修與養護管理工作，測試技術人員應該在測試前與檢查中規范、嚴謹作業，合理限制環境要求，測試后及時對儀器設備進行清洗與維護，如此方可確保測試結論的準確性、真實性與有效性。