水泥物理性能檢測方法思考探析

摘要：隨著城市化進程加快，社會對建筑需求也不斷提升，滿足各種需求的水泥應運而生。水泥作為建筑工程的主要材料，其性能直接影響建筑的質量，所以水泥物理性能的檢測也成為保障建筑行業健康發展的關鍵。在實際作業環節，工作人員要結合建筑工程的實際需求分析可能影響工程質量的水泥性能，并且分析具體參數，將其與施工標準對比，及時發現水泥物理性能與實際需求之間存在的差距，規避可能出現的安全隱患。

關鍵詞：水泥；建筑工程；物理性能；檢測技術

DOI：10.12433/zgkjtz.20240345

在實際作業環節，由于水泥物理性能涉及面較廣，再加上針對其的檢測技術較為復雜，工作人員在檢測水泥時存在一些難點，一定程度上制約施工作業的落實。在此背景下，檢測單位及工作人員需要結合水泥物理性質的具體內容，在此基礎上引進先進的檢測技術，實現對水泥物理性質的檢測，從而更好地服務實際生產建設需求。

一、水泥物理性質概述

（一）水泥的概念

水泥由石灰、硅酸鹽、鋁酸鹽和其他材料經過煅燒而成，主要用于制作混凝土、砂漿和其他建筑結構。水泥可以提供強度和耐久性，并在砂漿中作為膠結材料，保持砂漿的黏結性。水泥有不同的類型，根據用途和性能的需求而定，每種水泥具有不同的物化特性和適用范圍。所以，工作人員需要根據具體的工程要求和環境條件選擇合適的水泥類型和配比。

（二）水泥的物理性能

水泥的物理性能是指水泥在物理方面表現出的性質，直接影響水泥的質量。水泥的物理性質又稱建筑技術性質，主要包括強度、需水性、凝結時間、安定性、細度、篩余和比表面積，其中比表面積涉及水泥的密度。一些物理性能對建筑和工程的質量和耐久性非常重要，水泥的主要物理性能有以下五個指標。

一是強度。水泥的強度是指抗壓抗折能力。常見的水泥強度分為28天強度和初凝強度。28天強度是指在28天齡期內，水泥能夠承受的最大壓力，初凝強度是指水泥剛剛開始凝固時的強度。

二是硬化的時間。水泥的硬化時間是指從攪拌到固化的時間。水泥的硬化時間取決于種類、環境溫度和濕度等因素。通常，水泥在幾個小時內開始硬化，但完全固化可能需要數天或更長時間。

三是密度。水泥的密度是指單位體積水泥的質量。它通常以千克/立方米（kg/m?）表示。不同種類的水泥具有不同的密度，根據需要選擇適合的類型；還有水泥的細度中的比表面積，水泥磨的越細，它的比表面積就越大，反之就越小。水泥如果過于細，早期水化會比較充分，凝結時間短，早期強度會高，需水量大，混凝土開裂的概率就大，所以控制好水泥的細度對水泥的特性質量尤為重要。

四是膨脹性。水泥在凝固過程中會發生一定程度的收縮和膨脹。這種膨脹行為對混凝土結構的穩定性和耐久性非常重要。

五是流動性。水泥砂漿的流動性是指在不同的工程應用中的可塑性和易于施工的性質。水泥的流動性通過調整配方中的水灰比等因素控制。由于水泥的物理性能不同，應根據具體的工程要求和應用環境選取適當的水泥類型和性能。水泥檢測流程及粉磨煅燒如圖1所示。

二、水泥物理性能檢測的必要性及難點

水泥物理性能檢測關系整個建筑工程的質量。但部分單位對性能檢測的重視程度不足，導致水泥物理性能檢測還存在一些難點，在一定程度上制約了檢測作業的落實。在此背景下，需要加深對水泥性能檢測的重視，增強工作人員的檢測意識，深入分析檢測環節存在的難點，便于后續作業的落實。

（一）水泥物理性能檢測的必要性

首先，保證建筑質量。水泥是建筑材料的黏結劑，直接決定建筑物的強度和耐久性。通過檢測水泥的物理性能，保證水泥的質量符合建筑施工要求，從而保證結構安全和使用壽命。如果缺乏對水泥性能的檢測，出現水泥性能與具體施工不符等狀況，影響工程質量。

其次，控制施工質量。在施工過程中水泥與其他材料混合，如砂、石和水等，用于制作混凝土或砂漿。水泥的物理性能直接影響混凝土或砂漿的工作性能和強度。通過檢測水泥的物理性能，可以控制水泥配合比和使用和養護方法，以確保施工質量的穩定性和一致性。如果施工人員忽視對水泥性能的了解，會出現混合比例不佳、施工工作性能差等方面的問題，影響對混凝土質量的控制，造成安全隱患。

再次，指導材料選擇。水泥有不同的類型和標號，根據不同的工程要求和環境條件，如粉煤灰水泥、礦渣水泥、砌筑水泥等，選擇正確的類型既能更好地滿足特定性能的需求，大幅度節約原材料，也是實現低碳綠色的重要途徑。通過物理性能檢測可以提供水泥的相關參數和性能指標，有助于工程師和設計人員選擇適合的水泥類型和配比，從而達到預期的施工效果。如果忽視對水泥性能的檢測，無法對水泥的具體參數進行分析，影響水泥類型的選擇，導致建筑出現質量問題。

最后，監控產品的質量。水泥是應用廣泛的建筑材料之一，市場上存在著各種品牌和質量的水泥產品。通過檢測水泥的物理性能，對不同品牌和批次的水泥比較和評估，選擇合適的供應商和產品，也有助于數據分析統計，為以后建立數據化生產提供有力的基礎數據。建筑物直接影響人身安全，所以建筑工程的質量成為行業關注的第一要義。通過水泥物理性質檢測，對各個廠家的水泥質量監督，及時剔除不合法的水泥或者頻繁出現質量不合格的企業。所以，水泥物理性能檢測是保證建筑質量、控制施工質量、指導材料選擇和監控產品質量的重要手段。通過水泥的物理性能檢測，保證水泥的質量和性能符合要求，從而確保建筑物的結構安全、施工可靠和使用壽命。

（二）水泥物理性能檢測的難點

由于水泥物理性能較為復雜，再加上物理性質檢測涉及面較廣，現階段檢測環節還存在一些問題，制約了檢測作業的落實。水泥物理性能檢測的難點包括以下四個方面。

一是影響因素較多。水泥的物理性能受到多種因素的影響，包括水泥成分、燒制工藝、成品粒度、溫度濕度等。這些因素相互作用且復雜，難以完全隔離和控制，因此對水泥的物理性能準確評估具有一定的挑戰性。

二是檢測方法的選擇。工作人員選擇合適的測試方法和設備。不同的性能指標要有不同的測試方法，如抗壓強度測試、凝結時間測定、吸水性流動性測試等。選擇合適的方法需要考慮測試項目的準確性、可重復性和經濟性等因素，具有一定難度。

三是標準方面。水泥物理性能檢測需要依據標準和規范執行。然而，由于不同地區和國家對水泥性能的要求和測試方法存在一定的差異，標準的制定和統一性成為難點。

四是試樣制備和測量誤差的存在。水泥物理性能檢測需要制備合適大小和形狀的試樣，在測量過程中需要考慮試樣的取樣誤差、試驗設備的精度誤差等因素對結果的影響。確保試樣制備的準確性和測量誤差的最小化是物理性能檢測中的難點之一。所以，在實際測試環節，水泥物理性能檢測面臨著多重因素影響、檢測方法的選擇、標準制定和統一性、試樣制備和測量誤差等。需要綜合考慮，采用科學有效的方法和規范，以確保測試結果的準確性和可靠性。

三、水泥物理性能檢測方法

（一）強度測試

水泥強度是建筑行業發展的關鍵。針對水泥的性質檢測，首先需要從強度測試入手。強度是指水泥凝結硬化后所能承受外力的能力，它是劃分水泥強度等級的依據，是評價水泥質量的重要指標。現階段，影響水泥強度的主要因素有兩個：一是水灰比，在不改變水泥用量情況，一定的用水范圍內，水越多水灰越比大，強度越低；水越少則水灰比越小，強度越大；二是環境溫濕度，在一定的范圍內，溫度越高、環境越潮濕，水泥強度增長越快，對水泥凝結硬化有利，反之，溫度越低、環境越干燥，水泥強度增長越慢，對水泥凝結硬化不利。在實際作業環節，工作人員應合理控制水灰比及環境溫度。

針對強度的檢測主要從兩個方面入手：一方面是抗壓強度測試抗壓強度，是評價水泥強度的重要指標。常用的方法是壓縮試驗，將水泥試樣置于壓力機中加載，測量在規定加載速率下的最大承載力。該測試方法可用于評估水泥的強度和耐久性。另一方面是抗折強度的檢測，水泥的抗折強度是評估水泥抗折能力的重要參數，抗折強度測試通常使用水泥膠砂試樣進行，將試樣置于抗折機中折斷，測量在規定加載速率下的水泥膠砂試塊的折斷時最大承載力。同時，可以測試不同齡期的水泥樣品，以了解硬化過程中的強度情況。

（二）比表面積測試

水泥比表面積大小直接影響水泥的性能和生產成本，也是檢測的重要指標。比表面積一般使用勃氏透氣儀，根據一定量的空氣通過具有空隙率和固定厚度水泥層時，所受的阻力不同而引起流速變化來測定，其中濕度必須控制50%以下，溫度會影響體積的變化，所以宜將檢測樣品溫度控制在校準時溫度正負2℃為宜。水泥比表面積測試是用于評估水泥顆粒的細度和比表面積的一種方法，它可以反映水泥顆粒的活性和反應性，通常使用比表面積儀測試。在檢測環節，專業的技術人員先將水泥樣品干燥處理以去除其中的水分；然后將干燥的水泥樣品放入比表面積儀中，氣體會通過比表面積儀中的小孔進入水泥顆粒之間的間隙。最后，根據帕斯卡定律計算出氣體的流量。根據流量和設備參數，并通過柯爾莫哥洛夫方程或其他方法計算出水泥比表面積。

（三）硬度及硬化時間檢測

硬度測試用于測量水泥的硬度或壓痕深度，常用檢測方法分為洛氏硬度和維氏硬度測試。這些檢測方法可以評估水泥的表面硬度和耐磨性，對于某些特殊應用如路面材料選型具有重要意義。此外，硬化時間的確定，通過測量水泥漿體開始凝結和完全凝結的時間評估其硬化時間，分為初始凝結時間檢測和終凝時間檢測，硬化時間用于評估水泥的早期硬化過程。初始凝結時間是指水泥漿體開始發生凝膠反應的時間，終凝時間是指水泥漿體完全凝結的時間。硬化時間的檢測結果可用于控制施工進度和調整配合比。在作業環節，工作人員對凝結時間的測定，在最初測定操作時要輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防試針撞彎，但在接近初凝時自由下落。在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內壁10mm，針孔不能過密，每次測定不能讓試針落入原來針孔位置，測試完畢后立即將試針擦拭干凈并將試模放回恒溫恒濕標準養護箱，為防止試模受振影響檢測，要輕拿輕放。

（四）滲透性檢測

滲透性是指水泥對水分的防滲透能力，作為建筑工程的主要原材料之一，防水性能也是水泥主要指標之一，因此，工作人員要對其檢測。現階段，一般通過測量水泥試樣對水的滲透能力來評估其滲透性能，常見的測試方法包括浸泡試驗、飽和試驗和質量損失試驗等。這些測試可以評估水泥的孔隙結構和滲透性能，對防水材料和混凝土材料的評估具有重要意義。

此外，還可以進行吸水性的檢測，一般用于評估水泥的孔隙結構和滲透性能。常用方法分為浸水法和質量變化法。通過浸泡水泥試樣、測量吸水前后試樣的質量變化，了解水泥的吸水性能和孔隙結構特征。

四、結語

綜上所述，水泥在工程建設中的重要性顯而易見，因此水泥的檢測工作尤為重要。但是，在實際檢測環節，由于水泥本身性質較為特殊，再加上檢測具有很強的技術性，現階段還存在一些難點。在此背景下，就要求工作人員在做好水泥檢測工作的同時，加強自身的專業技能，減少人為因素造成的誤差，為工程建設的發展作出更多的貢獻。

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作者簡介：左濤（1988），男，湖南省婁底市人，本科，中級工程師，研究方向為水泥原材料以及混凝土材料的檢測。