在检验水泥凝结时间的实验中

在检验水泥凝结时间的实验中，要做好、做准水泥的凝结时间，一个重要的前提就是准确检验水泥标准稠度用水量。在GB/Tl346-2001《水泥标准稠度用水量·凝结时间·安定性检验方法》标准中规定：既可以采用试杆法又可以采用试锥法检验水泥标准稠度用水量。尽管这个标准已经执行了近7年，但是在实际工作中仍然存在很多问题，主要集中在水泥标准稠度用水量的测定不够准确，进而影响水泥凝结时间检验结果的准确性，造成凝结时间的实验数据离差比较大。用试锥法和试杆法检验水泥标准稠度用水量时，两种检验方法之间存在一定程度的偏差，同样影响水泥凝结时间检验结果的准确性等。笔者有针对性地用试杆法和试锥法检测水泥标准稠度用水量，观察在相同条件下，两种不同的测试方法得到的水泥标准稠度用水量的变化，进而对凝结时间测定结果的影响做了一些分析和探讨，找出影响因素，提出一些建议，仅供各位同行在实际工作中参考。1检验依据(1)GB／Tl346—2001《水泥标准稠度用水量·凝结时间·安定性检验方法))，等效采用ISO9597：1989。在本标准中规定：水泥标准稠度用水量的测定方法以试杆法为标准法，以试锥法作为代用法，当两种检验方法结果发生争议时，以试杆法为准。(2)试验室条件、仪器设备和检验结果的要求：在GB／Tl346-2001《水泥标准稠度用水量·凝结时间·安定性检验方法》中规定：水泥物理检验室温度(20±2)℃，相对湿度不低于50％，养护箱温度(20±1)℃，相对湿度不低于90％；水泥净浆搅拌机采用双转双速搅拌机，搅拌叶片与搅拌锅边间隙(2±1)mm；维卡仪整个滑动部分总质量为(300±1)g，且试杆滑动部分能自由下落，不得有紧涩和晃动的现象。各个配件必须有良好的互换性，在需要更换配件时，必须能够保证更换配件后，整个滑动部分的总质量仍然符合(300±1)g的要求；水泥净浆标准稠度要求：试杆法以试杆沉入水泥净浆并距底板(6±1)mm为准，试锥法以试锥锥体在水泥净浆中的下沉深度(28±2)mm为准。试验样品应与试验室温度相一致。凝结时间要求：初凝时间以试针在水泥净浆中的下沉深度在(4±1)mm为准，终凝时间以终凝试针在水泥净浆中的下沉深度不超过0．5mm(即环形附件在水泥净浆表面开始不留下痕迹)为准；在检验工作中必须严格按照国家标准的要求，特别是试验室和养护箱的温、湿度控制必须达到标准要求；试验所用的仪器、设备要计量检定并调试至符合标准要求；在检验工作过程中，操作人员采用熟练、规范和统一的操作手法，准确检测水泥标准稠度用水量(检验注意事项可以参考笔者在《新世纪水泥导报》2008年第四期发表的《水泥标准稠度用水量测定常见问题的分析与对策》一文)。掌握并控制好这些因素，是确保水泥标准稠度用水量和凝结时间检验结果准确性的前提条件。(3)试验材料：随机抽取不同厂家生产的PO42．5R水泥。2水泥标准稠度用水量检验方法的结果与讨论及其对凝结时间检验结果的影响分析2．1试锥法和试杆法检测水泥标准稠度用水量时的对应关系在水泥标准稠度用水量的检验中，我们可以分别采用试杆法和试锥法进行测定，当水泥净浆处于标准稠度状态时，试锥法反映水泥的需水量变化的敏感程度不如试杆法，也就是说当达到水泥标准稠度时，通常拌和水量每增减2ml，试锥锥体下沉深度的变化不大，同样会在(28±2)mm范围内，即符合标准要求。但是在实际工作中，通过对比试验发现，在试锥法测试结果符合标准稠度要求(28±2)mm时，用试杆法测定同样的水泥净浆，所得到的标准稠度结果有一部分达不到试杆距离底板(6±1)mm的要求，就是说不符和标准要求。相反，如果用试杆法测得距离底板符合(6±1)mm的水泥净浆，用试锥法测试所得结果都在(28±2)mm的范围内，就是符合标准要求。因此，可以看出，水泥标准稠度用水量的测定，采用试锥法和试杆法相比存在一定程度的偏差，而这些偏差会比较显著地影响水泥凝结时间检验结果的准确性。因此，为了寻找一个合理的对应关系，笔者做了一些实验，所得试验结果见表l。从表l的试验结果可以看出，每一个水泥样品，分别用两种测定方法测得的水泥标准稠度用水量值，在用试锥法的测定结果符合水泥标准稠度用水量要求时，即试锥下沉深度在(28±2)mm的范围内，用试杆法测定同样的水泥样品，所得到的水泥标准稠度结果有一部分达不到试杆距离底板(6±1)mm的要求(表l中第l、2号样品)，如果控制试锥的下沉深度在(29±1)mm时，用试杆法测定水泥标准稠度用水量却都能够满足试杆距离底板(6±1)mm的要求。2．2水泥标准稠度用水量的变化对水泥凝结时间测定结果的影响众所周知，拌和用水量的变化会直接影响凝结时间的检验结果。但是试锥法反映水泥的需水量变化的敏感程度不如试杆法，当达到水泥标准稠度一般拌和水量每增减2ml(对大部分水泥的标准稠度用水量的相对误差已经超过±1.5％)，试锥锥体下沉深度的变化不大，同样会在28±2mm范围内，即符合标准要求。因此，有必要研究拌和水量的变化对凝结时间的影响程度有多大。笔者曾随机抽取某水泥试样，测得的标准稠度用水量为27.00％，初凝时间为3：37，终凝时间为5：24，模拟在不同的“标准稠度用水量”下测得的“凝结时间”和真实标准稠度用水量下凝结时间作偏差对比的结果见表2。从表2可以看出，拌和水量的变化对水泥凝时间的影响是相当大的。当拌和水量的变化达到±0．80％，得到的初凝时间结果就会超出同一试验室对凝初时间测定的允许误差范围，如果拌合水量变化达到±1.20％以上时，终凝时间也会超过同一试室的允许误差范围。所以，准确测定水泥标准稠用水量是准确测定凝结时间的前提。由于试杆法对水泥的需水性反映更为敏感，所以，在实际检验工作中应尽量采用试杆法测定水泥的标准稠度用水量。2．3采用同一水泥样品时，水泥标准稠度用水量与凝结时间的对应关系采用同一个PO42．5R水泥样品，随着用水量的增加，两种测试方法的水泥标准稠度用水量和凝结时间结果的变化如表3。从表3试验数据看到，试锥法测试结果符合标准稠度要求(28±2)mm时(表3中第2～6组数据)，用试杆法(试杆法)测定同样的水泥净浆，所得到的稠度只有一部分达到(6±1)mm的要求(表3中第5、6组数据)，凝结时间结果随着拌和用水量的增加发生了很大的变化，用水量越多凝结时间越长，初凝时间从114min变化到165min，而终凝时间从158min变化到214min，远远超出了实际检验工作中的允许误差范围。如果用试锥法测定时，控制试锥的下沉深度在(29±1)mm，水泥凝结时间的检验结果波动比较小，以试锥下沉深度29mm为基准，检验结果可以符合同一试验室的允许误差范围(同一试验室允许误差为：初凝±15min，终凝±30min)。因此我们在实际检验中，如果采用试锥法测定水泥标准稠度用水量，应选用试锥在水泥净浆中下沉深度在(29±1)mm的范围，具有这样标准稠度的水泥净浆用作测定凝结时间，可以保证检验结果的准确性。2．4采用不同来源同种标号的水泥样品分别用试杆法和试锥法测定得到的水泥标准稠度用水量与凝结时间的对应关系选用不同来源的PO42．5R水泥样品，用不同的测定方法测得水泥标准稠度用水量对凝结时间测定结果的影响见表4。从表4我们看到不同的水泥样品，两种测试方法测得水泥标准稠度用水量时的差异：用试锥法测定得到的具有标准稠度的水泥净浆，测定的水泥凝结时间的结果，普遍比用试杆法的要略短一些。对于水泥凝结时间测定结果的变化，甚至有些初凝时间结果超出同一试验室允许的误差范围(表4中序号2、4、6、7数据)，如果我们控制试锥在水泥净浆中的下沉深度在(29±1)min的范围时，水泥凝结时间的测定结果可以符合同一试验室的允许误差范围。3结束语从以上的试验数据和分析，我们可以得出以下结论：(1)试杆法比试锥法对水泥标准稠度用水量的反映更为敏感，水泥净浆的稠度是受到拌和水量多少影响的，而两种检测水泥标准稠度用水量方法之间的差异，造成水泥标准稠度用水量测定结果的变化，进而影响水泥凝结时间结果的准确性，因此在检验工作中应尽量采用试杆法测定水泥的标准稠度用水量。(2)用试锥法测定的具有标准稠度的水泥净浆，用来测定水泥凝结时间时，普遍比用试杆法的测定结果略短一些。(3)我们在实际工作中，如果采用试锥法测定水泥的标准稠度用水量时，应选用试锥下沉深度在(29±1)mm的范围，具有这样标准稠度的水泥净浆用来测定水泥的凝结时间，才能够使其和用试杆法检测所得的水泥标准稠度用水量相对接近，才更加合理，减少实验误差，从而保证水泥凝结时间检验结果的准确性。(4)在检验工作中，实验操作对检验结果的影响不容忽视。检验人员必须严格按照国家标准、规范进行检验。采用统一的操作手法，认真、熟练、准确检测水泥标准稠度，是确保水泥凝结时间检验结果准确性的必要措施。