公路工程水泥试验检测中常见细节问题分析

摘 要：水泥是公路工程建设中所使用的重要材料，水泥质量会直接影响公路工程质量水平，因此要对水泥质量进行测试和检验，评估水泥质量是否符合施工要求。水泥试验检测项目较多，要点复杂，极其容易出现问题。基于此，对公路工程水泥试验检测中常见细节问题和注意要点进行分析，以期为水泥试验检测提供参考。

关键词：公路工程；水泥试验检测；细节问题

0 引言

公路工程使用时间过久，会造成病害问题频发，影响行车舒适性以及安全性，为此加强公路工程建设质量管控十分重要。水泥作为主要原材料之一，在使用之前需要进行一系列的测试和检验，要求其各项指标均符合施工设计，为公路工程建设打下良好基础，提升工程建设性能。

1 公路工程水泥试验检测难点及其应对措施

1.1 检测指标不全面

在水泥试验检测中，如果不重视试验检测的必要性，就会导致试验检测过程中的检测指标并不全面。如果在检测中，不重视比表面积、凝结时间、安定性等指标的检测，就难以针对水泥的整体质量进行评估。

为了能够细化检测指标，应当重视对检测标准体系进行建设，通过加强标准体系建设的方式为水泥测试检验提供基础，让相关人员能够明确水泥测试检验的具体指标[1]。

1.2 检测管理不规范

在进行检测过程中缺少规范化的管理机制，对于检验的步骤环节要求较少，会影响检验质量，导致水泥试验检测过程中频繁出现各类细节问题。例如，在检验时缺少完善的管理制度和责任制度，试验环境不合格，影响了试验结果精准性。在进行试验测试时，应当重视加快实验室的建设，打造标准化的试验机制和环境，以此来满足水泥试验检测要求。在实验室内需要设置规范化的制度内容，明确不同的责任制度来安排和管理分工，要求不同人员负责不同试验环节，尽可能避免失误问题的出现。

2 公路工程水泥试验检测细节要点

2.1 水泥细度检验

2.1.1 检验标准和设备

普通硅酸盐水泥是公路工程中常用的水泥类型，该种类型水泥细度检验通常选择比表面积试验检测，具体是指对单位质量下水泥粉末总表面积数据进行测验，要求比表面积控制在350～400 m2/kg。试验设备包括烘干箱、天平、秒表、方孔筛、透气仪等。

2.1.2 检验步骤和注意要点

取出已知比表面积、密度的标准粉末倒出后进行搅拌，取100 g进行烘干，控制温度在105～115℃，1 h后冷却，放入到密封瓶内部，摇晃振碎试样，静置2 min 后进行搅拌。利用0.9 mm方孔筛筛选水泥试样，放入烘干箱内，放置在干燥器内进行冷却。将穿孔板放在透气圆筒突缘位置，边缘保持压紧，按照0.001 g的精确度确定水泥用量，保持水泥面平台，放入滤纸进行振捣。将带有试料层的透气圆筒和压力计进行连接，将空气抽出，当压力计内液面上升到扩大部下部时将阀门及时关闭，在凹月面下降的第1刻线的时候进行计时，继续下降到达第2条刻线时停止计时，记录时间数据、试验温度。根据已知比表面积的标准粉末测得的液面下落时间以及测时的空气粘度进行比表面积计算。

2.2 水泥标准稠度用水量测定

2.2.1 检验标准和设备

水泥浆稠度、水泥凝结速度以及水泥安定性联系紧密。每种水泥都存在标准稠度指标，需要通过不断的试验检测明确不同类型水泥浆稠度用水量，为后续水泥应用提供精准的用水量标准。

标准稠度用水量主要采取标准法进行测试，试杆进入净浆且与底板之间的距离需要控制在5～7 mm，即（6±1） mm便达到标准稠度，此时在拌合时使用的水量即为标准用水量[2]。如果选择代用法实施测试标准稠度，用水量的确定需要根据试锥下沉量进行测定。当下沉26～30 mm时，对用水量进行分析，该结果即为标准用水量。水泥净浆搅拌机、微卡仪是主要的检验设备。

2.2.2 检验步骤和注意要点

在试验前需要将搅拌机的外部和内部进行仔细擦拭，在搅拌锅内部放入适量水，等待5～10 min后放入水泥，初始加入量为500 g。在进行拌合过程中，需要将搅拌机调整到低速状态，在持续2 min后停止搅拌，及时对搅拌机内壁的水泥进行清理，并再次放入搅拌锅内部，调整到高速状态继续搅拌2 min。

在搅拌结束后，将水泥浆放入到试验模具内，使用小刀针对水泥进行持续振捣，刮除其他的多余浆液。水泥浆磨平处理后在微卡仪上方放置模具、地板，要求试杆和浆液平面间保持完全接触。将螺栓拧紧后将其松开，按照垂直方向在水泥浆内插入试杆，当试杆不再下沉或者持续下沉30 s之后，测量试杆以及底板之间的距离。测试过程中，需要注意微卡仪带有金属棒，要求金属棒能够进行自由滑动。在对下沉深度进行检测时，要在浆体成型之后尽快进行测试，避免水泥凝结影响检验结果。

2.3 水泥凝结时间检验

2.3.1 检验标准和设备

水泥凝结时间检验需要针对初凝和终凝两项时间进行测定，与标准凝结时间实施对比分析，评估水泥材料凝结时间是否和施工设计要求保持一致。

水泥类型的不同使其凝结时间标准也会存在一定差异，普通硅酸盐水泥是公路工程中最常用的水泥类型，初凝和终凝时间分别要在45 min以上、6.5 h以内。检验中除去量水器、天平等基础设备外，还需要准备测定仪、温度养护箱，防止温度给水泥凝结带来影响。

2.3.2 检验步骤和注意要点

在测试前需要先准备好试验样本，将其放入模具内，保证试模装满，随后针对试模进行振动并放入温度养护箱的内部，将水泥放入水内后开始记录时间，此时即为凝结时间起始数值。

温度养护箱内需要持续对试件实施养护干预，而且试针需要直接和水泥浆的外表面接触，拧紧螺钉后即可松开。要求试针保持垂直状态并放入水泥浆内部，对试针不再下沉之后的對应读数和持续下沉时间进行记录。应在初凝状态形成之前，每间隔5 min进行一次数据测定，试针和底板距离为（4±1） mm时，经过的时间便为水泥的初凝时间。

明确水泥初凝时间后，取下试模并进行翻转，翻转角度为180°，之后再次放入温度养护箱内部。根据以往经验评估是否要到达终凝时间，如果即将到达，为了保证测试的精准度应当每间隔15 min进行一次测定，试针下沉到达试体内部0.5 mm的位置时经历的时间代表终凝时间。

在检验测试开始前需要对试件进行调整，要求其和玻璃板保持直接接触，校对指针，指针需要精准对向零点。试针在下沉过程中应当保持自由下落，并且和试模内壁保持一定距离，一般情况下间距设定为10 mm。在完成测定后，需要避免试针进入到原孔内，及时擦拭试针，保证外部干净。将试模放入温度养护箱内部时，应防止养护箱随意振动。在水泥凝结后，需要立即实施测试和检验，要求检验两次，两次检验结果一致，便认为水泥凝结状态较为理想。

2.4 水泥安定性检验

2.4.1 检验标准和设备

安定性检验主要是对试样在沸煮后，对其外部形状和体积所出现的变化进行测定。如果安定性检验结果不合格，会直接影响水泥的性能。在后期公路工程使用过程中，容易出现各类病害问题。

水泥安定性体现了水泥在凝结硬化时体积所出现的变化，如果体积变化不均匀会使水泥出现各种不安定现象，例如松脆、龟裂等，严重时甚至会出现崩溃的问题。沸煮法是最为常用的安定性检验方法，其操作较为简单。如果在试验过程中发现安定性检验结果存在出入或者差距，可以利用雷氏夹法进行实际检测，并将该种方法的检测结果作为检验标准。在检验过程中，雷氏夹、沸煮箱为主要检验设备，配备搅拌机和湿热养护箱，利用专门测定膨胀值的仪器对水泥体积出现的变化进行检测。

2.4.2 检验步骤和注意要点

安定性检验需要利用水泥试验检测的其他结果，根据标准稠度用水量检验结果选择水量，将其和水泥净浆进行拌和。针对雷氏夹进行提前校准，保证检验数值的准确性，之后将其放在表面涂抹黄油玻璃板的上方。在试模内部倒入水泥净浆，通过小刀振捣的方式让水泥净浆保持密实状态。每种水泥在测试时应当准备2个以上的试样，放好后需要将玻璃板盖好，利用湿热养护箱实施养护管理。

在检测前，调整湿热养护箱内部的水位，在沸煮的过程中要求水没过试件。在检测过程中不能在中途加入其他水，因此在检测前务必要保证水量的适宜性，要求在25～35 min内可以达到煮沸的状态。将雷氏夹取出后揭去玻璃板，对雷氏夹指针之间的距离，要求间距测量结果精确到0.5 mm。

测定间距后，将试件放入沸煮箱内进行持续加热，要求0.5 h内水可以达到沸腾的状态，并让水保持在恒温状态。在沸煮后放掉箱内热水，开启箱盖等待冷却，当其温度到达室内温度后拿出时间，再次对雷氏夹指标尖端的距离进行测定。

2.5 水泥胶砂强度检验

2.5.1 强度判断和检测设备

水泥胶砂强度的检测步骤较为烦琐，在实际检验中，需要针对不同阶段的交叉抗压强度以及抗折强度进行测试，评估水泥强度的重要指标。水泥强度如果无法达到预期要求，会使公路工程整体质量存在隐患问题，为此务必保证水泥强度和施工设计要求一致。在试验过程中，需要使用到胶砂搅拌机、胶砂试模以及试体成型振实台，并利用抗折、抗压试验设备对抗压强度、抗折强度进行检验。

2.5.2 检验步骤和注意要点

在检验之前，需要提前准备好胶砂，制备方式为将水泥、水和标准砂，三者配比比例为1：0.5：3，每一锅胶砂可以完成3条试体的制备。根据实验室内部温度调整试验用具的温度数值，并对天平精度、自动滴管精度进行校准和核对，天平称量、自动滴管滴水量的精度误差应当控制在1 g以内。

在胶砂搅拌的过程中，需要提前针对搅拌机的运行进行测试。先在搅拌锅内放入适量水和水泥，之后调整搅拌锅的位置。在开启搅拌锅后需要先将其调整到低速状态，持续搅拌30 s之后放入沙子。不同类型的砂应当进行合理分装，按照从粗到细的顺序加入，一直持续到达到添加标准。在添加之后将搅拌机调整为高速状态，同样持续搅拌30 s，在停止搅拌后需要将叶片以及搅拌锅内的其他胶砂，通过刮拭的方式放入到搅拌锅内部，之后以高速状态持续搅拌1 min即可。试验时要求保证搅拌时间准确，时间误差最多为1 s。

在胶砂制备结束后应当保证其可以在短时间成型，将空试模、模套放上振实台，将搅拌锅内部胶砂放入到试模内部，按照分层的方式倒入。第一层需要先放入300 g胶砂，将料层抹平之后进行振实处理，振实次数为60次，随后放入第二层胶砂，在抹平后再次振实，振实次数和第1次相同。

振实结束后，将膜套去除，及时取下试模。脱模之前应当将试模周围其他残留胶砂进行完全清理，并放入湿箱内实施养护，到达一定时间便可脱模。试件应当放在水内实施养护，放置时应当要求刮平面朝向上方，且试件间距、表面水深均应当超过5 mm。

养护池只能对类型相同的试件实施养护处理，养护池内应当先放满自来水，要求在水位处于恒定状态，因此在养护时需要定期加水，但是不能完全将水换掉。在正式进行强度测定之前，需要将试件取出，并将试件上方的沉淀物进行清理，在试件上再覆盖湿布，起到保湿的作用。

在进行抗折强度测定时，需要将试件放入到试验机上方，要求试件长轴以及圆柱保持垂直状态。之后调整速度，要求竖直方向下荷载保持均匀分布，一直持续到棱柱体折断。在试验过程中要求棱柱体处于湿润状态。在进行抗压强度测试时，主要针对棱柱体侧面进行测试，中心和压板受压中心之间的位置误差应当控制在0.5 mm以内，压板表面棱柱体外露的长度应当控制在10 mm以内，在强度测试时加合速度需要控制在2 000～2 600 N/s，一直持續到检验柱体被破坏。在进行检验时，要在试膜内壁提前抹上一层隔离剂，在涂抹过程中也应当避免模型受损，并且不能将试模叠放在一起。

3 结束语

公路工程建设中水泥试验检测所需的环节较多，在实际检测工作中经常出现检测指标不全面、检测管理不规范的问题，需要进一步加快检测标准体系建设，扩大实验室规模，满足水泥试验检测需求。水泥试验检测中需要对细度、标准稠度用水量、胶砂强度、凝结时间以及安全性进行细化检验，明确检验标准和检验步骤，落实检验要点提升试验检测有效性。相关人员需要重视针对水泥试验检测的过程进行规范化管理，及时发现检测过程中的细节不标准问题，以此来细化水泥试验检测流程。在检测时也需要经过多次试验，确保检验结果不会有过多差错，确保水泥质量符合相关施工标准以及本次项目施工技术要求，提升水泥质量水平。

参考文献

[1] 庞小勇.公路工程水泥试验检测中常见问题分析[J].黑龙江交通科技，2021，44（6）：166+168.

[2] 胡楠.公路工程水泥试验检测中常见细节问题分析[J].新疆有色金属，2022，45（4）：43-44.

收稿日期：2023-09-25

作者简介：彭思远（1994—），男，四川内江人，本科，研究方向：工地试验室常规试验检测。