水泥凝结时间测定影响因素分析

郑伟冰，梁瑞标，梁正怡

（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 武汉市 430040）

水泥凝结时间测定影响因素分析

郑伟冰，梁瑞标，梁正怡

（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 武汉市 430040）

水泥凝结时间对水泥混凝土施工有较大影响，初凝时间过短会影响混凝土拌和料的运输和浇注，终凝时间过长会影响混凝土工程的施工进度，如何准确试验得出水泥凝结时间对于建筑工程而言具有重要指导意义。通过研究不同条件下测定的水泥凝结时间，分析产生水泥凝结时间测定误差的主要因素，按影响程度从大至小依次为不同人员的操作手法、标准稠度用水量、成型装模质量、操作时间的长短等。

水泥；凝结时间；不同条件；测定误差；影响程度

1　研究背景

水泥的凝结时间分为初凝时间和终凝时间，水泥加水拌和到水泥浆体开始失去可塑性的时间为初凝时间，水泥加水拌和到水泥完全失去可塑性并开始产生强度的时间为终凝时间。水泥的凝结过程是一个复杂的物理化学过程，其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，产生强度。由于水泥水化速度除与自身物理、化学因素有关外，还与水灰比、温度、湿度等因素有关，因此凝结时间受到测定时水泥浆状态、环境温度、湿度等诸多因素的影响。

现行水泥凝结时间检验标准GB/T 1346—2011中，水泥凝结时间检验大致可以分解为四个主要过程：标准稠度用水量试验、成型装模、标准养护、凝结时间测定。其中，养护环境的影响已经引起人们的足够重视，而且当前标准养护箱的制作也日趋先进，养护环境控制基本趋于一致；当前已经统一使用标准维卡仪作为凝结时间的测定仪器，仪器操作引起的误差对结果影响较小。

针对当前水泥凝结时间测定离散性较大的现象，采取科学合理的分析思路，通过对不同的人员、不同的标准稠度用水量、不同的试模装模质量、不同的操作时间等因素分别进行试验研究并比对分析。

2　试验及结果分析

2.1仪器设备及试验方法

试验严格按照规范GB/T 1346-2011中所要求的操作进行，所使用试验仪器符合该规范要求并校准合格，包括水泥净浆搅拌机、标准维卡仪、截顶圆锥模、自动恒温恒湿标准养护箱等。

2.2试验分析

通过两名试验人员比对试验，在各种不同条件下测定的凝结时间数据如表1。

其中，用水量为根据水泥凝结时间检验标准GB/T 1346—2011中标准稠度用水量方法，经试验得出的用水量，即“5mm用水量”为试杆距离底板距离为5mm时的稠度用水量；“6mm用水量”为试杆距离底板距离为6mm时的稠度用水量；“7mm用水量”为试杆距离底板距离为7mm时的稠度用水量。

装模质量分为填实与未填实，填实按照标准试验，即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃地板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约三分之一处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。未填实则为取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃地板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀在试模上表面约三分之一处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。

快速为从加水到开始放进标准养护箱进行养护之间的操作时间控制在8min以内完成，慢速则为从加水到放进标准养护箱进行养护之间的操作时间为8～15min之间。A水泥和B水泥为不同品牌的相同标号的P.O 42.5普通硅酸盐水泥。

由表1数据，通过控制变量法进行比对分析，可以看出：

（1）由试验员A在用水量不同的条件下，距底板6mm用水量时水泥的凝结时间最长，且较距离底板5mm用水量下的凝结时间及7mm用水量下的凝结时间长约15min。数据呈现出中间高、两边低的曲线，说明使用不同的标准稠度用水量对于水泥的凝结时间的试验结果有一定的影响，在距底板6mm用水量时水泥的凝结时间最长，而在距离底板5mm用水量下的凝结时间及7mm用水量下的凝结时间则相对比较短。

（2）当以装模质量作为研究对象时，以同一条件、两组不同装模质量的凝结时间的差作为凝结时间差进行比较，由表2可知，大部分初凝时间差在-21min至19min之间波动，终凝时间差在-35min至24min之间波动，且均值为0。说明在不同的装模质量下，水泥凝结时间的试验结果将会变得不稳定，试验数据波动幅度较大，但没有明显的规律。

表2　不同装模质量下的凝结时间差（单位：min）

（3）当以操作时间作为研究对象时，以同一条件下的两组不同操作速度下的凝结时间的差作为凝结时间差，可以得到表3中的数据。由表3中的数据可知，在不同的条件下，除极少数异常数据外，其他大部分的凝结时间差在一个较小的区间内波动，且总的均值比较小，为-3min。可见操作时间的长短对于水泥凝结时间的测定影响不大。

（4）当以不同试验员作为研究对象时，以同一条件下的两组不同实验人员操作所测的凝结时间的差作为凝结时间差，即可得到表4。由表4数据可知，不同的试验员操作结果有较大的差距，不同试验员所测出的凝结时间相比有较大幅度的波动且平均值比较大，为36min，比标准稠度用水量、装模质量、操作时间的影响要大得多，可见在水泥凝结时间的影响因素标准稠度用水量、装模质量、操作时间中，不同试验员的操作习惯、操作手法、试验技巧等的不一致是影响水泥凝结时间试验结果的主要因素。

表3　不同操作速度下的凝结时间差（单位：min）

表4　不同试验员操作下的凝结时间差（单位：min）

3　结论

（1）标准稠度用水量对水泥凝结时间试验结果有较大影响，在距离底板6mm的标准稠度用水量下水泥的凝结时间最长，在距离底板5mm的标准稠度用水量下水泥的凝结时间和距离底板7mm的标准稠度用水量下水泥的凝结时间相对较短。

（2）装模质量对于水泥凝结时间的试验结果有一定影响，会对水泥凝结时间的试验结果产生一定幅度的波动，但没有明显规律。

（3）操作时间的长短对于水泥凝结时间的影响比较小，试验结果在小范围内波动，影响不大。

（4）影响水泥凝结时间测定最主要的因素为人为操作的差别，不同试验人员对于同一条件下的相同水泥所试验的凝结时间的结果有着较大的差别，是水泥凝结时间试验结果产生较大离散性的主要原因。

［1］ 崔世文.浅析水泥凝结时间检验中的影响因素［J］.水泥工程，2014（5）：74-75.

［2］ 崔世文，司徒漫生，谢丽丽，等.成型操作对水泥凝结时间检验结果影响的试验［J］.水泥，2013（8）.

［3］ 于智勇.水泥标准稠度用水量、凝结时间的测定与课程实训教学方法探讨［J］.化工管理，2014（4）：100-101.

Analysis on Influencing Factors of Cement Setting Time Measurement

ZHENG Wei-bing，LIANG Rui-biao，LIANG Zheng-yi
（CCCC WuHan Harbour Engineering Design And Research Co.，Ltd.，Wuhan 430040，China）

Cement setting time has a large influence on the construction of cement concrete.Short initial setting time influences the transportation and pouring of concrete mix and long final setting time influences the construction progress of concrete work.How to correctly obtain suitable cement setting time has an important guiding significance for constructional engineering.Through studying cement setting time measurement under different conditions，main factors of error produced by cement setting time measurement are analyzed according to influencing degree in the matter of operation skills of different personnel，water consumption of normal consistency，molding die-filling quality，length of operation time and so on.

Cement；Setting time；Different conditions；Error measurement；Influencing degree

U414.1+8

A

1673-6052（2016）03-0044-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.014