水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定方法（標(biāo)準(zhǔn)法）的影響因素分析

鄭 偉

(莆田市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，福建 莆田 351100）

1 前言

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是水泥需水量的一種反應(yīng)，指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需要的拌合水量。通常是用水與水泥質(zhì)量的比（%）來表示。由于GB/T1 346-2011明確規(guī)定：“凝結(jié)時間測定方法中的8.2（試件的制備）是以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量按7.2（水泥凈漿的拌制）制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，按7.3（標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定步驟）裝模和刮平后，立即放入濕氣養(yǎng)護箱中。記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結(jié)時間的起始時間”，而水泥安定性檢測使用的也是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿進行成型?？梢娝鄻?biāo)準(zhǔn)稠度用水量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到這兩項檢測項目的結(jié)果，進而對混凝土配合比的設(shè)計、強度和建筑結(jié)構(gòu)的安全性能造成不可忽視的影響。

2012年3月1日GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)取代GB/T 1346-2001標(biāo)準(zhǔn)的實施，從根本上改變了水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（標(biāo)準(zhǔn)法）的試驗步驟，作者通過與同事以及與不同實驗室之間的比對試驗，結(jié)合本人多年建筑材料檢測工作中，反復(fù)進行水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定試驗中得到的經(jīng)驗進行分析，發(fā)現(xiàn)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定中受到諸多因素的影響?，F(xiàn)就其主要影響因素進行分析，并結(jié)合作者多年水泥試驗和在新標(biāo)準(zhǔn)實施以來的八個月中得出的試驗經(jīng)驗，提出一些建議和改進措施，以減少測定值的偏差。

2 可能對測試結(jié)果造成影響的因素分析

在測試過程中除了嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求構(gòu)建試驗室環(huán)境和試驗儀器，作者還從平時實際試驗過程當(dāng)中反思分析可能會影響測試結(jié)果的因素。

（1）在測試過程中環(huán)境因素的影響除了相對濕度和溫度，同時期進行的其他水泥檢測項目時造成的震動也會對水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定造成影響。

由于水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定、水泥膠砂成型和流動度測定所要求的環(huán)境條件是一樣的，所以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定有可能和水泥膠砂成型、流動度測定在同一個試驗室同一時間進行，那么在膠砂進行振實成型與進行流動度測定的時候所產(chǎn)生的大量震動波者會增加維卡儀中滑動桿在水泥凈漿中的下落距離。

（2）試驗中使用滴定管和量筒的區(qū)別。

作者使用過滴定管和量筒這兩種加水器具后，發(fā)現(xiàn)量筒的筒壁上容易產(chǎn)生細(xì)小氣泡，并且難以去除，而滴定管沒有這類情況發(fā)生。這種情況是否會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響？

（3）GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定維卡儀的滑動桿能自由滑動，不過對滑動桿與維卡儀基座中孔徑之間的摩擦力沒有詳細(xì)規(guī)定。由于水泥試驗室對環(huán)境溫度和相對濕度有著嚴(yán)格的要求，這就造成一個相對封閉的環(huán)境。水泥試驗室中水泥粉塵也多，水泥粉塵粘附在維卡儀上以后，會改變維卡儀的滑動桿的摩擦系數(shù)，必定會對測試結(jié)果造成影響。

（4）GB/T 1346-2011規(guī)定“拌和結(jié)束后，立即取適量水泥凈漿一次性將其裝入已置于玻璃板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次以排除漿體中的孔隙”，但標(biāo)準(zhǔn)中沒有詳細(xì)的裝模過程介紹，那么實際試驗中不同人員的操作手法會對測試結(jié)果造成什么影響？

經(jīng)作者多次試驗嘗試，并向同事及其他水泥試驗室求證，發(fā)現(xiàn)如果完全按照GB/T 1346-2011中標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定方法（標(biāo)準(zhǔn)法）中的要求，不添加任何其他步驟進行試驗，在試模制作成型后，從試模下方的玻璃板觀察試模內(nèi)部，明顯可看試模底部有大的空洞，并且當(dāng)成型的試模凝固后作者破開試模觀察試模內(nèi)部，也發(fā)現(xiàn)試模內(nèi)部存在大量氣泡和孔隙。作者的多次試驗嘗試得到的結(jié)果都是一樣，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的“排除漿體中的孔隙”的要求。

作者分析產(chǎn)生這種情況的原因是因為水泥凈漿是一次性裝入已置于玻璃板上的試模，由于試模的形狀是上窄下寬的梯形，水泥凈漿裝入其中本身就受限于入口狹窄，而裝入試模的水泥凈漿的流動度不可能在1.5min內(nèi)完全填充試模內(nèi)部空間，進而在試模底部和試模壁上產(chǎn)生大量的孔隙和氣泡，之后用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次也并不能消除試模中的孔隙和氣泡。這樣成型出來的水泥凈漿試模明顯不能符合GB/T1346-2011標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 作者按GB/T1346-2011標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制實驗室溫度和相對濕度，使實驗室溫度控制在（20℃±2℃），濕度控制在（80%±5%），并在實驗室環(huán)境穩(wěn)定在以上溫濕度條件下1個小時以后，對分析出可能對測試結(jié)果造成影響的因素進行論證

（1）在測試過程中環(huán)境因素的影響除了相對濕度和溫度，最主要的影響因素是各種震動對維卡儀的滑動桿下落距離的影響。

作者在三種震動環(huán)境下連續(xù)對同一個水泥樣品使用相同水量制作的水泥凈漿試模各進行10次測試，得到以下結(jié)果：

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由表1可見劇烈的震動會嚴(yán)重影響到測試結(jié)果，所以試驗時應(yīng)避開環(huán)境中存在的各種震動。在實際試驗中最劇烈的振動主要來源于兩個方面：一是膠砂振實臺工作的振動，二是進行流動度測定時跳桌的振動。其中又以膠砂振實臺工作時的振動最劇烈。

（2）用滴定管（精度0.1ml）和用量筒（精度0.1ml）的區(qū)別。

作者使用精度0.01g的電子天平在20℃時，分別對量筒和滴定管這兩種玻璃儀器各量取的130 mL蒸餾水進行10次稱量，得到以下結(jié)果：

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按照水在20℃的密度大約是998.203g/L來計算，130mL±0.5 mL蒸餾水在20℃的環(huán)境下質(zhì)量大約等于129.77g±0.499g，由表2可見這20次測量中量筒和滴定管雖然都可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，但明顯滴定管的精度更高。

（3）維卡儀與滑動桿之間的摩擦力改變后對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響。

作者使用5種形態(tài)的滑動桿對同一個水泥樣品用相同水量制作的15批次的75個水泥凈漿試模各進行測試，得到以下結(jié)果：

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由表3可以看出來由于水泥試驗室這種對溫度和相對濕度要求十分嚴(yán)格，所以使試驗室形成了一個相對封閉的空間。而水泥試驗中水泥樣品必需通過0.9mm方孔篩后充分混勻，之后稱量加水拌合，這個過程會揚起大量的水泥粉塵。而水泥粉塵容易粘附在滑動桿，使滑動桿下落時產(chǎn)生的摩擦力大增，進而影響到水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定。隨著時間的增加，滑動桿上水泥附著的就越多，滑動桿的摩擦系數(shù)也越大。由表3可見在試驗室放置一個月的滑動桿和清洗過的滑動桿測量的數(shù)據(jù)偏差基本不大，一個月后隨著時間的增加，滑動桿測量所得的數(shù)據(jù)明顯有大的偏差，已經(jīng)不適合作為試驗數(shù)據(jù)。作者建議為了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，維卡儀至少使用一個月后能夠全面清洗一遍，特別是滑動桿一定要清洗干凈，避免殘留粉塵和污垢。

（4）對于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的水泥凈漿裝模的方式，作者與同事以及其他實驗室之間進行多次的討論和比對實驗，發(fā)現(xiàn)只有在GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的步驟中添加兩種操作才能有效消除孔隙。第一種是在一次性將水泥凈漿裝入試模后，用直邊刀插搗后輕輕震動試模，以達(dá)到消除試模中的孔隙的目的；第二種方法是在添加水泥凈漿的時候把水泥凈漿趕入試模底部，擠壓出試模內(nèi)部的空氣，才可以使水泥凈漿充滿整個試模，消除試模中的孔隙。

作者使用這兩種方法連續(xù)對同一個水泥樣品使用相同水量制作的水泥凈漿試模各進行30次測試，得到以下結(jié)果：

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圖1 兩種裝模方式實測數(shù)據(jù)圖

雖然兩種裝模方式都能有效“排除漿體中的孔隙”，但是由以上表4、圖1可見第二種裝模方式的實測數(shù)據(jù)的浮動過大，實際試驗中遇到的不確定因素也多，并不適合作為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗的裝模方式。主要原因是在趕水泥凈漿入試模的力度不好控制，力度小了就不能擠壓出試模內(nèi)部的空氣，容易在水泥凈漿內(nèi)部留下氣泡和孔隙，測試時試桿會在遇到氣泡的時候突然加速，使測試得到的數(shù)據(jù)偏??；力道過大則容易壓實水泥凈漿，使測試得到的數(shù)據(jù)偏大。而第一種方法的可操作性好，測試得到的數(shù)據(jù)標(biāo)浮動也小。作者建議按第一種方法編寫水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定作業(yè)指導(dǎo)書，這樣才能有效的減少測試中產(chǎn)生的不確定度。

4 結(jié)束語

水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量能直接影響混凝土的施工性能、力學(xué)性能和耐久性。在混凝土的配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)：水灰比、用水量、砂率三個基本參數(shù)中，有兩個涉及到水，足見水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量問題在混凝土中的重要性。因此，在水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測試的過程中，除了要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作程序外，還要注意控制各種因素的影響，提高水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定值的準(zhǔn)確性和真實性，減小其偏差。

[1]江麗珍，劉晨，顏碧蘭，崔向陽，肖忠明，朱文尚，李勝泰，劉龍，于利剛，徐覺慧，王永清，夏志勇，王建新.GB/T 1346-2011 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時間 安定性檢驗方法[S].中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.2011.03.01.

[2]柏翠云，趙宏旭.水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定值的影響因素探討[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報：2010（08）.