水泥強度快速測定試驗研究

王 瑜 敏

(山西鋼鐵建設(shè)(集團)有限公司，山西 太原 030003)

水泥強度快速測定試驗研究

王 瑜 敏

(山西鋼鐵建設(shè)(集團)有限公司，山西 太原 030003)

結(jié)合實踐經(jīng)驗，探討了CS促凝劑的作用，闡述了水泥強度試驗的準備工作、試驗步驟和抗壓強度的測定過程，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果及試驗驗證，得出以1 h推定水泥28 d強度誤差較小，適用于混凝土生產(chǎn)企業(yè)控制混凝土質(zhì)量的結(jié)論。

水泥，強度，試驗，超前控制

0 引言

當(dāng)今,商品混凝土已成為建設(shè)工程中最常用最大宗的建筑材料。目前國家規(guī)范仍以28 d強度為其質(zhì)量檢驗標準,但在實際工程中,28 d可建樓房四五層。如此時測出混凝土強度達不到設(shè)計要求,整個工程質(zhì)量便不合格,技術(shù)處理難度很大,給工程埋下了質(zhì)量隱患。為保證工程質(zhì)量,提高混凝土強度,多用水泥又是一種浪費。理想的辦法是對混凝土進行超前控制,即在混凝土澆筑前或澆筑中就能準確可靠地測出其強度,以保證工程質(zhì)量。用28 d強度試驗來控制混凝土質(zhì)量已不能滿足現(xiàn)代化施工需要，這就需要快速測定混凝土強度。借鑒《1小時推定混凝土強度新技術(shù)》制定技術(shù)方案，決定將混凝土1 h快測試驗推廣到水泥中，先來測定水泥膠砂強度，因為水泥強度直接影響著混凝土強度，對混凝土強度起著決定性的作用，利用水泥膠砂強度檢驗時的余料，促凝壓蒸1 h的結(jié)果來推定水泥28 d標準強度，就可以設(shè)計混凝土配合比和對混凝土進行質(zhì)量控制。

1 試驗環(huán)境

1)試驗室溫度應(yīng)為(20±2)℃，相對濕度不低于50%。

2)水泥試樣、標準砂、試模、拌和水等溫度與室溫相同。

2 試驗準備

1)水泥取樣后,過0.9 mm方孔篩后，為確保均質(zhì)性良好，取2 kg水泥倒入凈漿攪拌機中慢速攪拌2 min后方可使用。

2)將試模擦凈，四周模板與底板的接觸面上涂黃油，緊密裝配，防止漏漿。

3)將壓蒸鍋中的水加至離篦約10 mm的高度，并燒開加蓋限壓后，保證不漏氣。

3 CS促凝劑

將化學(xué)試劑無水碳酸鈉Na2CO3和無水硫酸鈉Na2SO4按質(zhì)量比3∶1合成，研細并過0.16 mm的篩混勻，按每次試驗用量5 g，用塑料袋分裝密封，于陰涼干燥處保存防止受潮。

促凝劑的作用是濕砂漿在成型后，促進其迅速凝固，在濕熱條件下減少或避免結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成的缺陷，從而取消一般蒸養(yǎng)工藝中必不可少的靜停時間。

4 儀器設(shè)備

1)抗壓試驗機。

采用10 t壓力試驗機，表盤最大量程為20 kN，Ⅰ級精度。

2)水泥膠砂攪拌機。

3)水泥膠砂震實臺頻率為2 800次/min～3 000次/min，振幅為(1±0.1)mm。

4)水泥凈漿攪拌機。

5)專用壓蒸鍋(電熱手提式高壓消毒器)。

需裝配表盤尺寸為φ55 mm，量程為0 kPa～250 kPa的2.5級壓力表。

需裝配1.5 kW的電熱器，要求將試件放壓蒸鍋壓蒸養(yǎng)護時，加蓋限壓閥后15 min內(nèi)，壓力表所示鍋內(nèi)蒸汽壓力穩(wěn)定在(100±10)kPa，蒸汽溫度相應(yīng)為120 ℃。

每次試驗前都要認真檢查壓蒸鍋是否漏氣。

6)試模。

長:50 mm，寬：(31.6±0.1)mm，高：(31.6±0.1)mm。

7)試模鋼蓋板。

尺寸為:125 mm×70 mm×10 mm，上下板面平整、光潔，鋼蓋板的作用是可以阻止高溫蒸汽對水泥膠砂試件的驟然襲擊，使得慢慢受熱達到高溫階段。

8)臺稱。

稱量1 000 g，感量1 g。

9)試驗工具。

拌和鏟、刮刀、小刀、攪拌鍋、收料盤、下料漏斗、秒表。

10)光電天平。

精確至0.1 mg。

5 記錄要素

每次試驗時試驗室溫度及相對濕度、膠砂成型第一次加水時間、試件入鍋時間、放氣時間、蒸壓時間、試件壓蒸抗壓強度。

6 試驗步驟

1)將兩次水泥膠砂強度試驗用料一起稱好備用。

2)水泥膠砂試驗中試件刮平工作在濕布擦過的收料盤中進行及時收集余量，盡量避免散失并用濕布覆蓋,防止水分蒸發(fā)。

3)將兩次收集的余料折入一個盤中翻拌均勻，稱取500 g放入用濕布擦過的攪拌鍋內(nèi)加入5 g促凝劑，用拌和鏟迅速翻拌，拔壓砂漿30 s，翻拌時，鍋沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，鏟沿順時針方向翻拌、拔壓。每翻拌一次約拔壓3次～4次，共反復(fù)15次左右。

4)將專用試模和下料漏斗預(yù)先固定在水泥膠砂震實臺上,將膠砂一次性地裝入下料漏斗,震動90 s。

5)從震實臺取下試模,將試件表面抹平蓋上鋼蓋板,以上試驗自第一次加水時15 min內(nèi)完成。

6)將帶模的試件迅速放在水已燒沸的蒸壓鍋的蒸篦上加蓋壓閥后，記錄壓蒸養(yǎng)護的始末時間。

7)升壓時間應(yīng)控制在15 s內(nèi),在壓蒸過程中應(yīng)經(jīng)常觀察壓力表值，將壓力表值控制在0.14 MPa±0.01 MPa范圍內(nèi)，壓蒸養(yǎng)護1 h切斷電源，將蒸壓鍋去閥放氣，在確認鍋內(nèi)無蒸汽壓力后，開蓋取出試模。

8)立即拆模進行試件抗壓強度試驗。

7 抗壓試驗

1)強度測定?？箟簭姸仍囼炘谡麄€加荷過程中以0.1 kN/s～0.3 kN/s的速率均勻加荷至破壞，記錄破壞荷載，并按下式計算水泥抗壓強度：

RC=FC/A。

其中，RC為水泥膠砂試件壓蒸抗壓強度，精確到0.01 MPa；FC為破壞時的最大荷載，精確到0.01 kN；A為受壓面積，mm2(31.6 mm×31.6 mm=1 000 mm2)。

表1 試驗數(shù)據(jù)記錄表

2)以一組3個試件測值的算術(shù)平均值作為該組試件的強度值。如最大或最小值中有一個測值與中間值的差值超過中間值的15%，則把最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的強度值。如最大和最小值與中間值的差值均超過中間值的15%，則該組試件的試驗結(jié)果無效。

8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

1)每種水泥樣品拌勻同時取兩份試樣,一份測水泥膠砂28 d抗壓強度R28(MPa)，另一份做1 h促凝壓蒸試驗測快硬強度R1 h(MPa)，詳見表1。

2)促凝壓蒸強度一組內(nèi)3個試件最大值與最小值之間的差值Rt(MPa)。

3)促凝壓蒸強度組內(nèi)誤差Vt(%)應(yīng)小于5%。

9 統(tǒng)計分析

9.1 統(tǒng)計方法

采用數(shù)理統(tǒng)計最小二乘法原理進行回歸分析,取得推定值, 得出直線方程式R28=A+BR1 h，繪制成推定曲線。

9.2 統(tǒng)計要求

1)數(shù)據(jù)n不得少于30組。

2)相關(guān)系數(shù)r達到85%以上。

3)離差系數(shù)CV一般不超過10%，最大不超過15%的要求。

9.3 計算結(jié)果

理論驗證試驗數(shù)據(jù)33組,回歸方程常數(shù)項A=18.77；回歸系數(shù)B=5.109；相關(guān)系數(shù)r=0.928。相關(guān)系數(shù)0.928,符合規(guī)范要求(≥0.85)。離差系數(shù)2.75%都符合規(guī)范,一般不超過10%,最大不超過15%的要求?？傮w上符合技術(shù)方案要求。得出直線方程式R28=18.77+5.109R1 h。

10 實施效果

以1 h壓蒸強度值,查推定換算表,取推定強度值,對照實測強度值驗證準確率，詳見表2。

表2 實際強度驗證

11 技術(shù)總結(jié)

通過驗證,1 h推定水泥28 d強度誤差較小,準確率高,適用于混凝土生產(chǎn)企業(yè)控制混凝土質(zhì)量。在試驗中不斷摸索，總結(jié)積累經(jīng)驗，不斷地完善試驗方法和試驗步驟。

[1] 1小時推定混凝土強度新技術(shù)[Z].

[2] GB 175-2007，通用硅酸鹽水泥[S].

[3] GB/T 17671-1999，水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)[S].

[4] JGJ/T 15-2008，早期推定混凝土強度試驗方法標準[S].

Research on fast testing of cement strength

WANG Yu-min

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030003,China)

Combining with the practical experience, the paper explores the role of the CS coagulant, illustrates the preparation, the test steps, measurement process of the anti-compression strength of the cement strength tests, and concludes the 28 d strength errors induced by 1 h is smaller, so it can be adopted in the control over the concrete quality in the concrete production enterprises according to the results of the test data statistics and test features.

cement, strength, test, advanced control

1009-6825(2014)22-0123-02

2014-05-16

王瑜敏(1980- )，女，助理工程師

TU502

A