浅谈试验室中水泥凝结时间检验的影响因素

（陕西省建筑材料工业设计研究院， 陕西 西安 710032）

前言：水泥凝结，是指硅酸盐系水泥为干粉状物，加适量的水并拌合后便形成可塑性的水泥浆体，水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性，从失去塑形到水泥浆开始产生强度的过程。现代建筑工程中，水泥应用普遍，对其进行检验的关键指标之一是凝结时间，尤其是混凝土浇筑作业，水泥凝结时间对模具拆除、强度判断至关重要，分析试验室中水泥凝结时间检验的影响因素十分必要。

1 影响试验室中水泥凝结时间检验的因素

1.1 试验条件

在试验室条件下，水泥的凝结过程往往可以避免部分自然条件下因素的干扰，对其凝结时间的检验也因此主要受到试验条件的影响，包括试验温度、试验湿度和存放时间三个方面。一般而言，试验温度越高，水泥中水的蒸发速度越快，温度对水泥凝结速度的影响是一道曲线，当温度超过一定值时，水泥凝结速度会明显加快，检验受到的影响也变大。湿度的影响与此类似，一般湿度越大，水泥凝结的速度越慢，当湿度达到一定值时，水泥凝结速度会越来越慢，但检验受到的影响相对较小。存放时间和检验精确性呈现反比关系，存放时间越长，检验的精确性越差。在水泥凝结时间检验中，一般要求保持常规室内条件作为标准。

1.2 试验设备

试验室条件，试验设备对水泥凝结时间检验也具有较为突出的影响，这种影响体现在设备检查的上下限、计量工具的精度、检验工具的精度、设备物理性质等等。如检验用的水泥净浆搅拌机，如果设备制作时参数选取不当，导致搅拌过程频繁出现叶片和设备的碰撞，会导致温度升高，净浆部分水分损耗，检验所获凝结时间数据会较小。如果设备间隙大（超过2mm），部分水分会流入间隙中，造成水灰比失调，检验时间结果较真实数据也会较小，水泥凝结时间检验要求选取规范、精密设备，保证结果的正确性[1]。

1.3 试验误差控制

误差控制在各类试验中受到广泛关注，通常即便精密仪器试验也需要人工控制过程、准备材料、分析结果，因此误差几乎是不可避免的。在此前的大部分数据试验中，研究人员通过反复试验的方式求取平均值，一定程度上能够控制误差，也有部分研究人员强调构建完善、规范化的试验环境，从结果上看，也有助于误差的控制，但完善、规范化试验环境构建又存在资金和客观条件方面的限制。就水泥凝结时间检验而言，前一类措施更具可行性[2]。

2 试验分析

2.1 试验观察指标与参数

试验分为三组，即试验条件组、试验设备组和误差组，三组试验均以对照的方式进行，每组对照试验各进行若干次，求取试验结果的平均值。核心观察指标为水泥凝结时间检验结果的平均差，平均差越小，说明检验的结果越理想。参数方面，默认标准温度为24摄氏度，湿度上，默认标准湿度为80%（空气相对湿度），设备均采用沈阳精密仪器制造厂提供的精密试验仪器，包括天平、搅拌设备等、称重仪等。

2.2 试验过程

第一组试验为试验条件组，共20次（20个样本），即10次参照试验和10次标准试验，参照试验在默认环境下进行，标准试验对温度、相对湿度进行调整，并在完成初步分析后，将水泥放置在常温环境下，10天后进行凝结度二次分析，求取两组平均凝结时间数值，了解差异。

第二组试验为试验设备组，共20次（20个样本），即10次参照试验和10次标准试验，参照试验在默认环境下进行，标准试验对设备进行调整，更换精度更理想的设备，求取两组平均凝结时间数值，了解差异。

第三组试验为误差组，共30次（30个样本），即10次参照试验和20次标准试验，参照试验在默认环境下进行，标准试验对每个目标进行 2次检验，求取两组平均凝结时间数值，了解差异。

2.3 结果结果

试验结果方面，三组试验不尽相同，完成分析后所获数据如表1所示。

表 1 试验结果

从结果上看，三个组别中的参照试验均差全部大于标准试验的均差。试验条件组方面，20次试验中（各10次），水泥凝结时间检验参照试验的均差达到0.21（±0.08）h，标准试验均差为 0.14（±0.03）h；试验设备组，20次试验中（各10次），水泥凝结时间检验参照试验的均差达到 0.23（±0.05）h，标准试验均差为 0.16（±0.04）h；误差组的差异较小，30次试验中（参照：10；标准：20），水泥凝结时间检验参照试验的均差达到0.27（±0.06）h，标准试验均差为0.22（±0.06）h，误差的控制依然存在难度。总体来看，试验条件、试验设备和误差控制对水泥凝结时间检验结果的影响较为突出。

3 核心结论

3.1 主要影响因素的权重排名

在试验基础上，可以发现试验条件、试验设备和误差控制是影响水泥凝结时间检验的三个主要因素。以所获数据来看，试验条件组的方差差异最大，其次是试验设备组，最后是误差组。这表明，试验条件对水泥凝结时间检验的影响最突出，可控性也最高，试验设备的影响和可控性其次，误差控制的难度较大，影响也最小。对三个因素进行权重系数排名，结果为：

试验条件>试验设备>误差。

后续工作中，也应根据排名情况对水泥凝结时间检验进行针对性的改善，首先要求在检验过程中投入较多精力，营造标准化的试验环境，使试验过程中处于更加理想的状态下，也可以提升人员对试验的控制能力、降低误差。其次是强调资金投入，买入精度条件较高、制作工艺精良、水平高超的设备，避免设备对水泥凝结时间检验结果的影响。如果时间条件允许，可以对样本进行多次检验，求取平均值，降低误差带给检验结果的影响[3]。

3.2 其他因素的影响情况

试验中，其他条件也对水泥的凝结时间产生了世纪影响，其中较为突出的包括样品存放时间以及空气流通条件。在水泥完成凝结后，应及时进行检验，避免放置时间过长造成检验结果失真的问题。此外，空气的流通率越高，样本的凝结时间越短，不过从结果上看，上述两个因素的影响相对较小。

总结：通过分析试验室中水泥凝结时间检验的影响因素，获取了相关理论内容。水泥是一种建筑用料，其凝结时间受到多种因素影响，试验室条件下，最主要的三个影响因素是试验条件、设备以及误差控制。在模拟试验中，上述三个因素的影响得到证明。以权重系数进行排名，试验条件的影响最为突出，其次为试验设备、误差控制。此外，试验证明其他因素也会对检验产生影响，应进行控制。

[1]黄岚,周光波,陈子祥.磷石膏作水泥缓凝剂使用研究[J].昆明冶金高等专科学校学报,2017,33(01):13-15.

[2]崔雪.脱硫石膏对水泥性能的影响及其品质差异分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2016(05):70-71.

[3]马保国. 改性硼砂延缓硫铝酸盐水泥凝结时间的研究[A].中国化学外加剂及矿物外加剂研究与应用新进.2016年科隆杯优秀论文汇编[C].2016:4.