水泥标准稠度用水量测定方法(标准法)的影响因素分析.pdf

2 0 13 年第2 期 ( 总第2 6 期) 质量技术监督研究 Q u a l i t ya n dT e c h n i c a lS u p e r v i s i o nR e s e a r c h N O 2 2 0 1 3 G e n e r a lN o 2 6 水泥标准稠度用水量测定方法 ( 标准法) 的影响因素分析 郑伟 ( 莆田市产品质量检验所，福建莆田3 5 1 1 0 0 ) 摘要：水泥标准稠度用水量直接关系到水泥的安定性和凝结时间的测定，进而影响混凝土配合比的设计和强 度，对建筑结构的安全性能也有着不可忽视的影响。自2 0 1 2 年3 月1 日G B T1 3 4 6 2 0 1 1 标准取代G B T 1 3 4 6 2 0 0 1 标准后，水泥试验步骤发生根本性的改变，如何适应新标准中所改变的步骤，已成为准确检测水泥标准 稠度用水量的关键。文章着重从环境条件、仪器设备、试验操作方法上分析其影响水泥标准稠度用水量测定 结果的因素，并探讨消除这些影响因素的改进措施，减少水泥标准稠度用水量测定中的不确定性。 关键词：水泥；标准稠度用水量；实验步骤：新标准实施：影响因素；改进措施 1 前言 水泥标准稠度用水量是水泥需水量的一种反 应，指水泥净浆达到标准稠度时所需要的拌合水 量。通常是用水与水泥质量的比( ) 来表示。由 于G B T l3 4 6 2 0 1 1 明确规定：“凝结时间测定方法 中的8 2 ( 试件的制备) 是以标准稠度用水量按7 2 ( 水泥净浆的拌制) 制成标准稠度净浆，按7 3 ( 标准稠度用水量的测定步骤) 装模和刮平后， 立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中 的时间作为凝结时间的起始时间”，而水泥安定 性检测使用的也是达到标准稠度的水泥净浆进行 成型。可见水泥标准稠度用水量的准确性直接关 系到这两项检测项目的结果，进而对混凝土配合 比的设计、强度和建筑结构的安全性能造成不可 忽视的影响。 I 墩稿日期：2 0 1 3 0 3 0 5 作者简介：郑伟，男，莆田市产品质量检验所，检验员 2 0 1 2 年3 月1 日G B T1 3 4 6 - 2 0 1l 标准取代G B T 1 3 4 6 2 0 0 1 标准的实施，从根本上改变了水泥标准 稠度用水量( 标准法) 的试验步骤，作者通过与 同事以及与不同实验室之间的比对试验，结合本 人多年建筑材料检测工作中，反复进行水泥标准 稠度用水量的测定试验中得到的经验进行分析， 发现水泥标准稠度用水量测定中受到诸多因素的 影响。现就其主要影响因素进行分析，并结合作 者多年水泥试验和在新标准实施以来的八个月中 得出的试验经验，提出一些建议和改进措施，以 减少测定值的偏差。 2 可能对测试结果造成影响的因素分析 在测试过程中除了严格按照标准中规定的要求 构建试验室环境和试验仪器，作者还从平时实际试 9 万方数据 验过程当中反思分析可能会影响测试结果的因素。 ( 1 ) 在测试过程中环境因素的影响除了相对 湿度和温度，同时期进行的其他水泥检测项目时 造成的震动也会对水泥标准稠度用水量的测定造 成影响。 由于水泥标准稠度用水量测定、水泥胶砂成 型和流动度测定所要求的环境条件是一样的，所 以标准稠度用水量的测定有可能和水泥胶砂成 型、流动度测定在同一个试验室同一时间进行， 那么在胶砂进行振实成型与进行流动度测定的时 候所产生的大量震动波者会增加维卡仪中滑动杆 在水泥净浆中的下落距离。 ( 2 ) 试验中使用滴定管和量筒的区别。 作者使用过滴定管和量筒这两种加水器具 后，发现量筒的筒壁上容易产生细小气泡，并且 难以去除，而滴定管没有这类情况发生。这种情 况是否会对测试结果产生影响? ( 3 ) G B T1 3 4 6 2 0 1 1 标准中规定维卡仪的滑 动杆能自由滑动，不过对滑动杆与维卡仪基座中 孔径之间的摩擦力没有详细规定。 由于水泥试验室对环境温度和相对湿度有着严格 的要求，这就造成一个相对封闭的环境。水泥试 验室中水泥粉尘也多，水泥粉尘粘附在维卡仪上 以后，会改变维卡仪的滑动杆的摩擦系数，必定 会对测试结果造成影响。 ( 4 ) G B T1 3 4 6 2 0 1 1 规定“拌和结束后，立 即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃板 上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约2 5 m 的直 边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5 次以排除浆体 中的孔隙”，但标准中没有详细的装模过程介 绍，那么实际试验中不同人员的操作手法会对测 试结果造成什么影响? 经作者多次试验尝试，并向同事及其他水泥 试验室求证，发现如果完全按照G B T1 3 4 6 2 0 1 1 中 标准稠度用水量测定方法( 标准法) 中的要求， 不添加任何其他步骤进行试验，在试模制作成型 后，从试模下方的玻璃板观察试模内部，明显可 看试模底部有大的空洞，并且当成型的试模凝固 1 O 后作者破开试模观察试模内部，也发现试模内部 存在大量气泡和孔隙。作者的多次试验尝试得到 的结果都是一样，不能达到标准要求的“排除浆 体中的孔隙”的要求。 作者分析产生这种情况的原因是因为水泥净 浆是一次性装入已置于玻璃板上的试模，由于试 模的形状是上窄下宽的梯形，水泥净浆装入其中 本身就受限于入口狭窄，而装入试模的水泥净浆 的流动度不可能在1 5 m i n 内完全填充试模内部空 间，进而在试模底部和试模壁上产生大量的孔隙 和气泡，之后用宽约2 5 r a m 的直边刀轻轻拍打超出试 模部分的浆体5 次也并不能消除试模中的孔隙和气 泡。这样成型出来的水泥净浆试模明显不能符合 G B T 1 3 4 6 - 2 0 1 1 标准的要求。 3 作者按G B T 1 3 4 6 2 0 1 1 标准严格 控制实验室温度和相对湿度，使实 验室温度控制在( 加2 ) ，湿 度控制在( 8 0 5 ) ，并在实验 室环境稳定在以上温湿度条件下1 个小时以后，对分析出可能对测 试结果造成影响的因素进行论证 ( 1 ) 在测试过程中环境因素的影响除了相对 湿度和温度，最主要的影响因素是各种震动对维 卡仪的滑动杆下落距离的影响。 作者在三种震动环境下连续对同一个水泥样 品使用相同水量制作的水泥净浆试模各进行1 0 次测 试，得到以下结果： 表1 测试结果 在安静盼在水泥艘移蠢在水泥滚动度瀑定 弗号 环境测试变台Z 俸时瓣试时测试 17 53 66 5 27 Ot 07 O 3t O3 O& 5 47 02 56 0 57 55 O7 0 万方数据 67 53 56 5 77 0t 57 0 86 52 - 07 5 97 03 57 0 l O7 5207 5 平均值7 ，1 53 3 56 、衢 由表l 可见剧烈的震动会严重影响到测试结 果，所以试验时应避开环境中存在的各种震动。 在实际试验中最剧烈的振动主要来源于两个方 面：一是胶砂振实台工作的振动，二是进行流动 度测定时跳桌的振动。其中又以胶砂振实台工作 时的振动最剧烈。 ( 2 ) 用滴定管( 精度0 1 m 1 ) 和用量筒( 精度 0 1 m 1 ) 的区别。 作者使用精度0 0 l g 的电子天平在2 0 。C 时，分 别对量筒和滴定管这两种玻璃仪器各量取的1 3 0m L 蒸馏水进行1 0 次称量，得到以下结果： 表2 称重结果 序号摘定管量筒 l1 2 9 9 31 3 0 0 2 21 2 9 6 2 1 2 93 1 b 1 2 9 7 3 1 2 9 9 2 41 2 9 7 71 2 9 3 3 51 2 9 7 01 2 9 3 2 61 2 9 8 71 3 0 1 2 7 1 2 9 8 51 2 9 8 9 8 1 2 9 8 01 2 99 8 91 2 9 6 3 1 3 0l l 1 01 2 9 7 81 2 9 5 9 按照水在2 0 的密度大约是9 9 8 2 0 3 9 L 来计 算，1 3 0 r a L _ 0 5I n L 蒸馏水在2 0 C 的环境下质量大约 等于1 2 9 7 7 9 _ 0 4 9 9 9 ，由表2 可见这2 0 次测量中量 筒和滴定管虽然都可以达到标准的要求，但明显 滴定管的精度更高。 ( 3 ) 维卡仪与滑动杆之间的摩擦力改变后对 测试结果产生的影响。 作者使用5 种形态的滑动杆对同一个水泥样品 用相同水量制作的1 5 批次的7 5 个水泥净浆试模各进 行测试，得到以下结果： 表3 测试结果 滑站杆放置放I3放I2救1 1认真崩 状态个月个月个月个月洗过 11 1 5鱼07 56 56 o 21 051 2 5& 56 56 5 31 25& O8 o6 O6 O t1 0 51 0 O9 56 56 O 51 1 O8 57 o7 o6 O 61 1 o8 57 O6 56 O 71 3 57 S 7 5 7 o 6 5 81 2 09 o8 56 06 O gi o o 7 5 8 O 6 5 E5 1 01 2o8 5756 O6 5 1 lnOg 58 o6 56 5 1 21 2 51 05& 56 O氏O 1 31 3 O9 58 o6 o5 1 41 2 58 o1 0 56 57 0 1 51 2 O8 58 56 o6 5 平均值 1 l _ 79 o8 26 t6 3 由表3 可以看出来由于水泥试验室这种对温度 和相对湿度要求十分严格，所以使试验室形成了 一个相对封闭的空间。而水泥试验中水泥样品必 需通过0 9 m m 方孔筛后充分混匀，之后称量加水拌 合，这个过程会扬起大量的水泥粉尘。而水泥粉 尘容易粘附在滑动杆，使滑动杆下落时产生的摩 擦力大增，进而影响到水泥标准稠度用水量的测 定。随着时间的增加，滑动杆上水泥附着的就越 多，滑动杆的摩擦系数也越大。由表3 可见在试验 室放置一个月的滑动杆和清洗过的滑动杆测量的 数据偏差基本不大，一个月后随着时间的增加， 滑动杆测量所得的数据明显有大的偏差，已经不 适合作为试验数据。作者建议为了试验数据的准 确性，维卡仪至少使用一个月后能够全面清洗一 遍，特别是滑动杆一定要清洗干净，避免残留粉 尘和污垢。 ( 4 ) 对于标准中规定的水泥净浆装模的方 式，作者与同事以及其他实验室之间进行多次的 讨论和比对实验，发现只有在G B T1 3 4 6 - 2 0 11 标准 规定的步骤中添加两种操作才能有效消除孔隙。 第一种是在一次性将水泥净浆装入试模后，用直 边刀插捣后轻轻震动试模，以达到消除试模中的 孔隙的目的；第二种方法是在添加水泥净浆的时 候把水泥净浆赶入试模底部，挤压出试模内部的 空气，才可以使水泥净浆充满整个试模，消除试 模中的孔隙。 作者使用这两种方法连续对同一个水泥样品 使用相同水量制作的水泥净浆试模各进行3 0 次测 试，得到以下结果： 万方数据 表4 测试结果 序号第一种第二种序号第一种第二种 I8 O8 5 1 5 e 58 O 27 5L o 51 77 。01 0 0 38 O9 51 8& O5 5 47 O8 51 98 59 5 58 0l t 52 008 O 67 58 52 17 51 0 5 7 S 0 1 1 02 2 8 0 7 5 87 56 O2 3& 58 5 97 01 0 02 48 0l2 - 5 1 08 58 52 58 07 0 t l& O652 68 08 5 1 28 58 52 78 51 3 5 1 38 01 1 52 87 51 4 0 I t8 01 3 02 98 59 O 1 67 51 1 O3 07 08 O 图1 两种装模方式实测数据图 虽然两种装模方式都能有效“排除浆体中的孔 隙”，但是由以上表4 、图1 可见第二种装模方式的 实测数据的浮动过大，实际试验中遇到的不确定因 素也多，并不适合作为标准稠度用水量试验的装模 方式。主要原因是在赶水泥净浆入试模的力度不好 控制，力度小了就不能挤压出试模内部的空气，容 易在水泥净浆内部留下气泡和