影响水泥安定性及强度检测结果的因素及分析

影响水泥安定性及强度检测结果的因素及分析 摘要：文章阐述了水泥安定性及强度检测含义，分析了在水泥安定性检测和强度检测过程中存在的对检测结果具有一定影响的因素，并简要阐述了相应的控制措施。

关键词：水泥安定性；水泥强度；水泥检测

水泥检测是一项技术性很强、很细的试验工作，稍不熟练或不细心极易产生试验结果不准确以至试验数据不可靠。水泥的体积安定性是反映水泥浆在凝结硬化后的体积膨胀是否均匀的情况，是评判水泥的品质指标之一，也是保证水泥制品、混凝土工程质量的必要条件。因此，检验机构对于水泥安定性的检测决不能掉以轻心。同时水泥强度既是评定水泥质量好坏的一个重要指标，又是建筑工程设计混凝土配合比的重要依据。因此有必要对水泥强度检验中的误差进行分析，发现影响强度检验值的因素，并对这些因素进行控制，从而确保强度检验结果的准确性。

一、水泥安定性

（一）安定性含义

水泥浆硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，即在水泥和水以后，逐渐水化硬化，水泥硬化浆体能保持一定形状、不开裂、不变形、不溃散的性质。一般说来，除了膨胀水泥这一类水泥在凝结硬化过程中体积稍有膨胀外，大多数水泥

在此过程中体积都稍有收缩，但这些膨胀和收缩都是硬化之前完成的，因此正常的水泥石（包括砂浆和混凝土）的体积变化均匀，即安定性良好。如果水泥中某些成分的化学反应不在硬化前完成而在硬化后发生，并伴随有体积变化，这时便会使已经硬化的水泥石内部产生有害的内应力，如果这种内应力大到足以使水泥石的强度明显降低，甚至馈裂导致水泥制品破坏时，即是水泥安定性不良。

（二）安定性检测方法

国家标准中规定，硅酸盐水泥等水泥的安定性用沸煮法检验，主要是为了加速f-CaO 的水化速度，在较短的检验时间内预测f-CaO 在长期中产生的危害作用；同样，为了加速方镁石的水化反应，要采用压蒸法检验。此外，由于石膏的危害作用即生成的水化硫铝酸钙在60℃～70℃以上的温度下发生分解，所以采用常温浸水法检验（水泥试饼经在养护箱养护一昼夜后，再浸水养护27昼夜）。

熟料中的f-CaO 是影响水泥安定性的主要因素。

GBl346—2001中规定，沸煮法检验水泥安定性的方法有雷氏法（标准法）和试饼法（代用法）。试饼法是通过观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。雷氏法是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值来检验水泥的体积安定性。当试饼法和雷氏法发生矛盾时，以雷氏法为准。

（三）影响水泥安定性检测结果因素

1．配重玻璃。体积膨胀是多方向的，这里以雷氏夹平放为例（即试针水平于大地）分为纵向和横向，标准测定的膨胀值只是横向的，而纵向的膨胀则以相同配重的玻璃压住，让雷氏夹内水泥尽量横向膨胀。这就要求操作者尽量选择质量接近的2块配重玻璃（最好不超过1.5g ）作为对一个样品的检测。若检测量大（每日超过20个样品），配重玻璃的配对工作须每月检查1次，以防在试验时玻璃有所磨损，造成两试件的差值过大。净浆应尽量充满雷氏夹，减少空洞，否则同样会使两试件差值过大。

2．水泥净浆搅拌机。水泥净浆搅拌机同样要定期检查，特别是搅拌叶片与锅底、锅壁的间隙必须在要求的范围内；还有仪器的程控时间要符合标准，否则制得的净浆水化不均匀，使得试饼变形造成误判；或是2个雷氏夹煮后增加差距超过4.0mm ，给检测带来不必要的麻烦。

3．养护时间。养护时间的确定即我们通常所指的脱模时间一定要掌握好。操作员通常习惯于批量测定（即逐一测量完再整批沸煮），所以脱模时间要选择一个适中的时间。总之，当日检测的养护时间必须在24±2h 范围内。特别是标准法（雷氏夹法），如果养护时间不够，相应地增大了试件煮后的增加疽（C —A ），也可理解为A 值被人为减小，合格品也就被判为废品。反之，养护时间过长，A 值被人为增大，（C —A ）值相应减小，废品却被判为合格品。

4．净浆稠度。通常情况凝结时间、安定性所用净浆是一起制作的，有些操作员为了赶时间，认为试杆下沉超标准范围

1—2mm 无所谓，实际上用此净浆测定安定性，所得结果却大大失真。因此所制的净浆也必须在标准范围内，否则，同样造成结果误判。

二、水泥强度

（一）含义

水泥强度是水泥重要的物理力学性能之一，是硬化的水泥石能够承受外力破坏的能力。根据受力形式的不同，水泥强度的表示方法通常有抗压、抗折二种，它们之间有着内在的联系。由于在水泥混凝土中主要使用抗压强度，因此水泥强度一般由水泥的28天抗压强度来表示。水泥强度等级由水泥二个龄期的强度指标来划分，水泥达到某一强度等级，除要求该水泥的28天抗压强度达到规定的强度值外，还要求达到其他龄期规定的强度值。通过检验水泥强度，一方面可确定水泥强度等级，评定水泥质量的好坏，另一方面可为设计水泥混凝土标号提供依据。

（二）水泥强度检测

1．仪器：（1）胶砂搅拌机、振动台、试模、下料漏斗、刮平刀、抗压试验机及抗压夹具应符合国家标准的规定；（2）湿热养护箱。湿热养护箱由箱体和温度控制装置组成。箱体内腔尺寸650mm×350mm×260mm ；腔内装有试体架，试体架距箱

底高度为150mm ；箱顶有密封的箱盖；箱壁内填有良好的保温材料。养护箱用1k Ｗ电热管加热。温度控制装置由感温计及定时控制器组成。温度对强度的影响很明显，特别是对早期强度，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，强度也就偏高，当温度低于19℃时，水泥凝结硬化速度较缓慢，强度就会偏低。

2．材料：（1）水泥试样应充分拌匀，通过0.9mm 方孔筛并记录筛余物；（2）标准砂应符合《水泥强度试验用标准砂》的质量要求；（3）试验用水必须是洁净的淡水。

3．温、湿度：（1）试验室温度20±2℃（包括强度试验室），相对湿度不低于50％。水泥试样、标准砂、拌和水及试模的温度应与室温相同。（2）常温养护箱温度20±1℃，相对湿度不低于90％。

4．试体成型，按国家标准的规定进行。

5．养护制定：（1）试体成型后，连同试模放在温度为20±2℃，相对湿度不低于50％试验室内，24h 后拆模并给试件编号；（2）将编号的试体放入湿热养护箱内的试体架上，关上箱门，在常温养护箱温度为20±1℃，相对湿度不低于90％的环境中养护3d 和28d ；（3）打开箱门，取出试件，在室温下冷却50±10min 。

6．抗压强度试验。按国家标准的规定进行。通过对不同龄期的试件强度的检测，说明温度对强度的影响很明显，特别是对早期强度，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，强度也就偏高，当温度低于19℃时，水泥凝结硬化速度较缓慢，强度就会

偏低。

7．水泥28d 抗压强度的预测。水泥28d 抗压强度按下试计算：Ｒ28＝Ａ·Ｒk ＋Ｂ，式中：Ｒ28——预测的水泥28d 抗压强度，ＭＰa ；Ｒk ——快速测定的水泥抗压强，MPa ；Ａ、Ｂ——待定常数。

三、结语

水泥强度和安定性的检测是水泥物理特性的基本指标试验，对于这两项指标的检测国内外有着很多的经验，但是对于目前存在的检测质量影响因素的控制却不是很理想，主要原因还是因为条件的控制不足和环境等方面的影响。

根据以上分析，水泥安定性及强度检验要求：试验条件必须满足试验要求并严格控制，仪器设备的各项技术参数必须达标并定期校验，严格操作规程，动作规范认真，经常对检验人员进行培训，不断学习新技术，定期与质检机构做对比检验，查找误差因素不断改进，从而不断提高检验水平。只有这样才能保证水泥样品检验结果的真实和准确，把产品的质量水平真实地反映出来，真正体现第三方的公正地位。