浅谈水泥强度检测中应注意的几个问题*

2015-04-28冯培杰沈学锋兰小波

新世纪水泥导报 2015年2期

关键词：涂油试模胶砂

冯培杰赵昆沈学锋兰小波刁睿

宜宾市产品质量监督检验所，四川宜宾 644002

浅谈水泥强度检测中应注意的几个问题*

冯培杰赵昆沈学锋兰小波刁睿

宜宾市产品质量监督检验所，四川宜宾 644002

通过单因素试验研究水灰比、涂油量、装模方式、刮平方式、受力面等对水泥强度的影响，结果表明：水灰比、涂油量和受力面对水泥强度的影响较大，而装模方式和刮平抹平方式对水泥强度的影响较小。在检测过程中严格按照标准的规定进行操作，可避免各种误差对水泥强度的影响。

水泥强度检测影响因素

0 引言

水泥是最重要的建筑材料之一，是混凝土的主要胶结材料，而水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的根本来源，因此，水泥强度检测结果的准确性直接关系到建筑施工中水泥材料的正确使用以及工程结构的质量安全。但是，在对水泥强度进行检测的过程中，我们发现水灰比、涂油量和受力面以及装模方式和刮平抹平方式都对水泥强度有影响，会影响到水泥强度检测结果的准确性。本文就水泥强度检测中这几个方面的问题进行试验研究。

1 试验

1.1 原料

复合硅酸盐水泥：32.5，四川双马宜宾水泥制造有限公司提供；复合硅酸盐水泥：32.5R，长宁红狮水泥有限公司提供；普通硅酸盐水泥：42.5，四川双马宜宾水泥制造有限公司提供；ISO标准砂：厦门艾思欧标准砂有限公司提供。

1.2 试验仪器

水泥胶砂搅拌机：JJ-5，无锡市建筑材料仪器机械厂生产；ISO水泥胶砂振实台：ZT-96，无锡市建鼎建工仪器厂生产；标准恒温恒湿养护箱：YH-60A，南京捷迪电子仪器设备有限公司生产；抗压抗折一体化试验机：ETM305ZY-2，深圳万测试验设备有限公司生产。

1.3 试验方法

按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行。

2 试验结果与分析

2.1 水灰比对水泥强度的影响

GB 175-2007/XG1—2009《通用硅酸盐水泥》规定，水泥强度按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行试验。火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180 mm来确定。当流动度小于180 mm时，应以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180 mm[1]。但是，在对水泥强度进行检测时，有些检验人员没有测定水泥的胶砂流动度，直接采用0.50的水灰比进行试验，导致胶砂流动度小于18 0mm的水泥强度检验结果进入报告之中。为此，我们采用两种流动度小于180 mm的水泥进行试验研究，看看检测的水泥强度是否准确，试验结果如表1所示。

从表1可以看出，两种水泥的强度均随水灰比的增大而降低。水灰比增大，则单位体积内水泥和砂的质量减少，颗粒间距增大，水泥浆体结构不易紧密，网络结构不易形成，从而导致水泥强度降低。因此，在实际检验中，一定要先测定水泥的胶砂流动度，如果不测流动度，当所检测的水泥胶砂流动度小于180 mm时，水泥强度的检测结果将会偏高；其次，应准确控制水泥用量和加水量，要用经检定合格的台秤和自动滴管准确称量水泥用量和加水量，搅拌锅洗净后一定要用湿布将锅内壁的水分擦拭干净，而且在向搅拌锅内倒入水泥时，一定要将水泥倒净并防止水泥溅出，以免影响检验结果的准确性。

表1 水灰比对水泥强度的影响

2.2 涂油量对水泥强度的影响

检测水泥强度需要用试模制作水泥胶砂试体。为了便于拆模，要在试模内表面涂上一薄层模型油或机油，一般是用毛刷沾着油往试模上刷，涂油量因人而异。为验证涂油量的多少是否会影响水泥胶砂强度，为此，我们采用三种水泥对不同试模涂油量进行试验研究，涂油适量的试模刷一遍油，油量适量，油层较薄；涂油较多的试模刷两遍油。试验结果如表2所示。

表2 涂油量对水泥强度的影响

由表2可以看出，当试模涂油较多时，水泥强度均有所降低。从脱模后的水泥胶砂试件上可以明显地看到，涂油较多的试件底面和侧面的气泡明显比涂油适量的气泡多而大。涂油较多的试模，在装填胶砂振实成型时，油滴会往上移或滞留于试体中，在试体中形成较多的气泡和空隙，从而使水泥强度降低。其次，涂油过多会在试体表面形成一层油膜，在试体养护过程中阻碍试体与水的接触，不利于水泥水化反应的进行，从而导致水泥强度偏低。所以，试模涂油一定要涂抹均匀，涂油应越薄越好，便于拆模即可，这样才能保证检测结果的准确性。

2.3 装模方式对水泥强度的影响

在试体成型过程中，每个模槽每层所装的胶砂质量应符合标准的要求。标准规定，每个模槽第一层的胶砂质量约为300 g，第二层约为375 g。但是，检验人员在第一层装模时，通常是在试模内先放入稍过量的胶砂，然后借助大播料器把料层播平，同时将多余的胶砂舀出，而这样做会使每个模槽第一层的胶砂质量偏离300 g的规定，特别是当水泥的胶砂流动度较大时，可能还会远远超过300 g。为此，我们采用不同的装模方式对水泥强度的影响进行研究，探讨第一层胶砂质量对水泥强度的影响，装模方式Ⅰ～Ⅳ的第一层胶砂质量分别为300 g、337.5 g、375 g和400 g，装模方式Ⅴ为平时检验时的装模方式，即借助播料器装模的方式。试验结果如表3所示。

从表3可以看出，随着第一层胶砂质量的增加，水泥的强度均有略微地增加。这是因为根据标准，第一层胶砂总共被振实了120次，而第二层胶砂只被振实了60次，随着第一层胶砂质量的增加，有更多的胶砂被振实了120次，胶砂试体内部更加均匀密实，从而使水泥强度增大。从表3中还可以看出，装模方式Ⅴ与装模方式Ⅰ比较，水泥强度变化很小。因此，在样品检验时可以直接借助播料器完成装模，这样既提高了检验效率，又降低了胶砂泌水的可能性。

2.4 刮平、抹平方式对水泥强度的影响

GB/T 17671-999中规定：振动完毕，取下试模，用一金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平[2]。但是，刮平、抹平操作因人而异，存在刮平左右幅度、力度不均匀，试体表面不平整、反复抹平等问题，导致试验结果的准确性降低。为此，我们采用不同的刮平、抹平方式对水泥强度的影响进行研究，试验结果如表4所示。

表3 装模方式对水泥强度的影响

由表4可以看出，刮平左右幅度、力度不均匀，试体表面不平整与标准刮平、抹平比较，水泥强度均有不同程度的下降；而反复抹平与标准刮平、抹平相比，水泥强度只出现了略微地下降。刮平方式不当，会使水泥试体表面不平整，受力时产生局部应力，导致强度降低。抹平次数也不宜过多，否则会使浆体泌水、脱皮。其次，无论锯割还是抹平，两手用力都要均匀，使得三条试体表面水平一致，以免试体前高后低，或者左高右低，造成强度偏差。此外，刮尺做锯齿状操作时用力过猛将前端胶砂带起，也会影响水泥强度检验结果的准确性。

2.5 受力面对水泥强度的影响

GB/T 17671-1999中规定，在测定抗折强度和抗压强度时，试体受力面均为试体成型时的侧面，但若受力面是成型面会对水泥强度产生多大的影响，为此，我们分别以试体四个面作为受力面进行试验研究，试验结果如表5所示。

从表5可以看出，成型面向上时抗折强度最大，气孔多的侧面向上和气孔少的侧面向上时抗折强度次之，底面向上时抗折强度最小。这是因为在抗折强度测定过程中，试体上表面受压，下表面受拉，而水泥胶砂的抗压强度要远远大于其抗拉强度，因此，当成型面和气孔多的侧面作为下表面受拉时，由于其表面气孔、微缝等缺陷较多，会在这些缺陷处形成应力集中，从而在气孔和微缝处产生裂纹，裂纹不断扩展，最终导致试体破坏。此外，我们还可以看到，受力面对水泥抗压强度的影响更大。侧面受压的试体抗压强度要明显大于成型面受压的试体抗压强度，这是因为试体侧面光滑平整，而成型面由于刮平时用力不匀、起皮、滴印等原因，造成成型面粗糙不平，在受压过程中，侧面可与压力机压板完全接触，受力均匀，而成型面受压时未与压力机压板完全接触，受压面积减小，受力不均，试体提前破坏，从而导致试体抗压强度降低。