水泥物理性能常規檢測要點

李艷紅

（無錫市政工程質量檢測中心，江蘇 無錫 214023）

1 水泥定義及要點

1.1 水泥是最重要的建筑材料之一。水泥屬于水硬性膠凝材料，遇水后會發生物理化學反應，能有可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體。水泥漿體不但能在空氣中硬化，還能在水中硬化，保持并繼續增長強度。

1.2 取樣應具有代表性，可連續取樣，也可從20個以上不同部位取等量樣品，總量不少于12kg，將所取的樣品充分混合后通過0.9mm的方孔篩，均分為試驗樣和封存樣。封存樣應加封條，密封保管3個月。

1.3 水泥檢測項目中化學分析、凝結時間、安定性、強度這四項不符合技術要求為不合格品。進場的水泥應按批進行復檢。按同一生產廠家、同一等級、同一品種、同一批號且連續進場的水泥，袋裝不超過200t為一批，散裝不超過500t為一批，每批抽樣不少于一次。

2 水泥分類

我國建筑工程中目前常用的水泥主要有硅酸鹽水泥(P·I)、普通硅酸鹽水泥(P·O)、礦渣硅酸鹽水泥(P·S)、火山灰質硅酸鹽水泥(P·P)、粉煤灰硅酸鹽水泥(P·F)、復合硅酸鹽水泥(P·C)。（注：硅酸鹽水泥分為兩種類型，不摻加混合材料的稱I型硅酸鹽水泥，在粉磨時摻加不超過水泥質量5%的石灰石或?；郀t礦渣的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥。）

3 水泥物理性能常規試驗檢測執行標準

（1）GB 175-2007《通用硅酸鹽水泥》

（2）GB/T 1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢測方法》

（3）GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢測方法》

（4）GB/T 1345-2005《水泥細度檢測方法》

（5）GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》

（6）GB/T 208-94《水泥密度測定方法》

（7）GB/T 8074-2008《水泥比表面積測定方法》（勃氏法）

（8）GB/T 12573-2008《水泥取方法》

4 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢測方法

4.1 基本原理

4.1.1 水泥標準稠度凈漿對標準試桿（或試錐）的沉入具有一定阻力。通過試驗不同含水量水泥凈漿的穿透性，以確定水泥標準稠度凈漿中所需加入的水量。

4.1.2 凝結時間以試針沉入水泥標準稠度凈漿至一定深度所需的時間表示。

4.1.3 安定性（雷氏法）是通過測定水泥標準稠度凈漿在雷氏夾中沸煮后試針的相對位移表征其體積膨脹的程度。試餅法是通過觀測水泥標準稠度試餅沸煮后的外形變化情況表征其體積安定性。4.2 主要儀器設備

ISO標準法維卡儀：試桿直徑10±0.05mm，初終凝針的直徑1.13±0.05mm，滑動部分的總質量300±1g，與試桿、試針聯結的滑動桿表面光滑，能靠重力自由下落，不得有緊澀和曠動現象。

凈漿攪拌機：符合JC/T 729的要求 （攪拌葉和鍋壁的間隙為2±1mm）

電子天平：最大稱量不小于1000g，分度值不大于1g

雷士夾：當一根指針的根部先懸掛在一根金屬絲或尼龍絲上，另一根指針的根部再掛上300g的砝碼時，兩根指針的距離增加應在17.5±2.5mm范圍內，當去掉砝碼后針尖距離能恢復至掛砝碼前的狀態。6個月可自校一次。

雷氏夾膨脹測定儀 沸煮箱

4.3 試驗溫度

試驗室溫度（20±2）℃，相對濕度不低于50%。（試驗前后記錄）

濕氣養護箱溫度（20±1）℃，相對濕度不低于90%。（每日記錄三次）

4.4 水泥標準稠度用水量

水泥樣品試驗前，試驗樣與封存樣應經充分拌勻，并通過0.9mm的方孔篩，整個過程不得混雜其它水泥。

試驗前須檢測：維卡儀金屬棒應能自由滑動；調整至試桿接觸玻璃板時指針對準零點；攪拌機運轉正常。

水泥凈漿的攪拌：

攪拌鍋，攪拌葉先用濕布擦過→先加水，5-10s加入水泥500g→攪拌，低速120s，停15s（將葉片和鍋壁上的水泥刮入鍋中），高速120s停機。

標準稠度的測定：

4.4.1 標準法

將凈漿一次性裝入玻璃底板上，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打漿體5次以排除漿體中的空隙，然后在試模表面約1/3處，略傾斜于試模分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊沿輕抹頂部一次，使凈漿表面光滑。

用維卡儀測試桿沉入凈漿并距底板 (6±1)mm的凈漿為標準稠度凈漿。其拌和用水量為水泥標準稠度用水量（P),按水泥的質量百分比計。

4.4.2 代用法

分為調整水量和不變水量兩種方法測定：

采用調整水量法是以試錐下沉深度 （30±1）mm的凈漿為標準稠度。采用不變水量方法時拌和水量用142.5ml，根據公式 （P＝33.4－0.185S）計算得到標準稠度用水量P。當錐下沉深度小于13mm時，應改用調整水量法來測。（由于標準稠度測定代用法不常用，因此在這里就不做詳細介紹。）

4.5 初凝時間的測定

測定前的準備工作先把調整凝結時間測定儀的試針接觸玻璃板時指針對準零點。將制備好的標準稠度凈漿連同試模立即放入濕氣養護箱中。記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結時間的起始時間。試件在濕氣養護箱中養護30min后進行第一次測定，臨近初凝時間時每隔5min測定一次，當試針沉至距底板4±1mm到初凝時，即達初凝狀。

4.6 終凝時間的測定

初凝時間測定后，立即將試件以平移的方式從玻璃板上取下，翻轉180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再次放入濕氣養護箱中養護。臨近終凝時間時每隔15min測定一次，當終凝針的環形附件不能在試體上留下痕跡時，即達到終凝狀態。

4.6.1 測定時應使試桿徐徐下降，防止試針撞彎，但結果以垂直自由下落為準。在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內壁10mm。

4.6.2 臨近初凝時，每隔5min測定一次，臨近終凝時每隔15min測定一次。到達初終凝時，都應立即在試體兩個不同點重復測一次，，確認結論相同才能到達初終凝狀態。

4.6.3 每次測定不能讓試針落入原針孔，每次測完后需將試針擦凈并將試模放回濕氣養護箱內養護，整個測試過程要防止試模受振。

凝結時間硅酸鹽水泥的初凝時間不小于45min，終凝時間不大于390min。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥初凝時間不小于45min，終凝時間不大于390min。

4.7 安定性的測定

測定方法可以用試餅法也可用雷氏法，有爭議時以雷氏法為準。凡與水泥凈漿接觸的玻璃板和雷氏夾內表面都要稍稍涂上一層薄油。

試餅的成型：

將制備好的標準稠度凈漿取出一部分分成兩等份，使之成球形，放在預先準備好的玻璃板上，輕輕振動玻璃板并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央抹，做成直徑（70-80）mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，并將其放入濕汽養護箱內養護（24±2）h。

問卷結果顯示，股份制銀行和城市商業銀行對小微企業的貸款利率普遍高于國有銀行。其中，五大商業銀行的平均利率為基準利率上浮26.91%，但較低的風險容忍度導致放貸率偏低。較之于五大商業銀行，股份制銀行與城市商業銀行具有較高的風險容忍度，對于小微企業信貸的參與力度和積極性均較高，但其平均利率為基準利率上浮75.47%。這在一定程度上反映出，我國商業銀行普遍將小微企業信貸視為高風險的業務，索要較高的利率以覆蓋潛在的風險，甚至出現“一刀切”的現象，并未施行差別化的貸款定價，有待建立合理的小微企業信貸風險定價機制。

雷氏夾試件的成型：

立即將制好的標準稠度凈漿一次裝滿雷氏夾，用寬約25mm的直邊刀在漿體表面輕輕插搗3次后抹平，蓋上涂油玻璃板，立即將試件移放養護箱內養護（24±2）h。

沸煮：

圖1

5 泥膠砂流動度測定方法

原理：通過測量一定配比的水泥膠砂在規定振動狀態下的擴展范圍來衡量其流動性。

儀器：水泥膠砂流動度測定儀、水泥膠砂攪拌機、試模、搗棒、卡尺、小刀、天平。

試驗方法

試驗前將跳桌空跳一個周期25次，自檢各部位是否正常。凡是與水泥膠砂接觸的儀器需用濕棉布擦拭覆蓋。制備按GB/T 17671-1999有關規定進行。將拌好的膠砂分兩層迅速裝入試模，第一層裝至圓模高度約三分之二處，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，用搗棒由邊緣至中心搗壓15次，裝第二層膠砂時裝至高出截錐圓模約20mm，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，再用搗棒由邊緣至中心搗壓10次。裝膠砂和搗壓時，用手扶穩試模，不要使其移動。搗壓完畢，取下模套，用小刀傾斜，從中間向邊緣分兩次近似水平的角度抹去高出截錐圓模的膠砂，擦去落在桌面上的膠砂。將截錐圓模垂直向上輕輕提起。開動跳桌，在25s±1s內完成25次跳動。 跳動完畢后，從膠砂拌和開始到測量擴散直徑結束，應在6min內完成。

用卡尺測量膠砂底面互相垂直的兩個方向直徑，計算平均值（為膠砂流動度值），取整數，單位為“mm”。

強度試驗按GB/T 17671進行試驗。火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質混合材料的普通硅酸鹽水泥在進行膠砂強度檢驗時，其用水量按0.50水灰比和膠砂流動度不小于180mm來確定。當流動度小于180mm時，應以0.01的整倍數遞增的方法將水灰比調整至膠砂流動度不小于180m。

6 膠砂強度檢測

本方法為40mm*40mm*160mm棱柱試體的水泥抗壓強度和抗折強度測定。試體是由按質量計的一份水泥、三份中國ISO標準砂，用0.5的水灰比拌制的一組塑性膠砂制成。膠砂用行星攪拌機攪拌，在振實臺上成型。試體連模一起在濕氣養護箱中養護24h，然后脫模在水中養護至強度試驗。到試驗齡期時將試體從水中取出，先進行抗折強度試驗，折斷后每截再進行抗壓強度試驗。

檢測環境要求

1）試驗室溫度20±2℃，相對濕度不低于50%。

2）試件養護池水溫20±1℃。（每日記錄三次）

3）濕氣養護箱溫度20±1℃，相對濕度不低于90%。

膠砂的制備

膠砂的質量配合比應當為一份水泥三份標準砂和半份水（水灰比為 0.5）。 一鍋膠砂成三條試體，每鍋材料需要量：水泥（450±2)g；標準砂（1350±5)g；水（225±1)mL。

攪拌

攪拌鍋，攪拌葉先用濕布擦過→先加水，5-10s加入水泥450g→攪拌，低速30s，加砂30s，高速30s，停90s（將葉片和鍋壁上的水泥刮入鍋中）高速60s停機。注：膠砂攪拌機的葉片與鍋壁之間的間隙每月檢查一次。

成型

分兩層裝模，裝第一層每個槽約放300g膠砂，用大播料器來回一次將料層播平，再振實60次→裝入第二層膠砂時用小播料器播平，再振實60次→取下試模，用鋼直尺橫向鋸割動作慢慢移動，一次刮去多余膠砂，并用直尺將試體表面抹平。在試模上作好標記放入養護箱內養護。

試件的養護

1）脫模前應將試模放在恒溫恒濕的養護箱中養護至規定的脫模時間時取出脫模。脫模前，應對試件進行編號。二個齡期以上的試體，在編號時應將同一試模中的三條試體分在二個以上齡期內。對于24h齡期，應在破型試驗前20min內脫模。對于24h以上齡期的，應在成型20～24h之間脫模。

注：若因脫模會對強度造成損害的，可以延遲脫模時間，但應在試驗報告中應予說明。

2）將做好標記的試件立即水平或豎直放在20℃±1℃水中養護，水平放置時刮平面應朝上。養護期間試件之間間隔或試體上表面的水深不小于5mm。每個養護池只養護同類型的水泥試件，不允許在養護期間全部換水。

除24h齡期或延遲至48h脫模的試體外，任何到齡期的試體應在試驗前15min從水中取出?？ピ圀w表面沉積物，并用濕布覆蓋至試驗為止。

強度試驗試體的齡期

試體齡期是從水泥加水攪拌開始試驗時算起。不同齡期強度試驗在下列時間進行。

24h±15min；48h±30min；72h±45min；7d±2h；＞28d±8h

抗折強度計算

試塊以50N/s±10N/s的速率均勻加載直至折斷得到力值，根據公式計算得出抗折強度值。以一組三個抗折結果的平均值作為試驗結果。當三個強度值中有超過平均值±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。單個抗折強度與平均值均精確至0.1MPa。

抗壓強度計算

抗折試驗后六個半截試體應保持潮濕直至抗壓試驗。試體以2400N/s±200N/s的速率均勻地加荷直至破壞。

7 水泥細度檢測方法

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細度以比表面積表示，其比表面積不小于300m2／kg；礦渣、火山灰質、粉煤灰和復合硅酸鹽水泥的細度以篩余表示，其80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。細度檢測方法有負壓篩析法、水篩法、手工篩析法，細度試驗結果測定產生爭議時，以負壓篩析法為準。

試驗前水泥樣品應充分拌勻并通過0.9mm方孔篩，防止過篩時混進其他水泥。試驗時，80μm篩析試驗稱取25g，45μm篩析試驗稱取10g。

篩析試驗前，檢查控制系統，調節負壓4000～6000Pa范圍內。稱取試樣25g（精確至0.01g），置于負壓篩中，開動篩析儀連續篩析2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕敲擊，使試樣落下。篩畢，用天平稱量篩余物。當工作負壓小于4000Pa時，應清理吸塵器內水泥，使負壓恢復正常。

水泥試驗篩的標定方法

原理是用標準樣品在試驗篩上的測定值，與標準樣品的標準值的比值來反應試驗篩篩孔的準確度。

標定操作

將標準樣品裝入干燥潔凈的密閉廣口瓶中，蓋上蓋子搖動2分鐘，消除結塊。靜置2分鐘后用一根干燥潔凈的攪拌棒攪勻樣品，按照上述細度負壓篩析法進行試驗。

8 水泥比表面積測定方法（勃氏法）

勃氏法此方法適用于測定硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的比表面積，其比表面積不小于300m2／kg。

8.1 測定水泥密度

所需儀器：李氏瓶 恒溫水槽 無水煤油

測定步驟：將無水煤油注入李氏瓶中至0到1mL刻度線后（以彎月面下部為準），蓋上瓶塞放入恒溫水槽內，使刻度部分侵入水中（水溫應控制在李氏瓶刻度時的溫度），恒溫30min，記下初始（第一次）讀數。從恒溫水槽中取出李氏瓶，用過濾紙將李氏瓶細長頸內沒有煤油的部分內仔細擦干凈。水泥試樣應預先通過0.90mm方孔篩，在（110±5)℃溫度下干燥1h，并在干燥器內冷卻至室溫。稱取水泥60g，稱準至0.01g。用小匙將水泥樣品一點點的裝入加有無水煤油的李氏瓶中，反復搖動（亦可用超聲波震動），至沒有氣泡排出，再次將李氏瓶靜置于恒溫水槽中，恒溫30min，記下第二次讀數。

注：第一次讀數和第二次讀數時，恒溫水槽的溫度差不大于0.2℃。

結果計算：水泥體積應為第二次讀數減去初始（第一次）讀數，即水泥所排開的無水煤油的體積（mL）。

水泥密度 ρ（g／ cm3）按下式計算：水泥密度 ρ=水泥密度（g）/排開的體積（cm3）

結果計算到小數第三位，且取整數到0.01g／cm3，試驗結果取兩次測定結果的算術平均值，兩次測定結果之差不得超過0.02g／cm3。

8.2 比表面積的測定

試驗原理：主要是根據通過一定空隙率的水泥層的空氣流速來測定。因為對一定空隙率的水泥層，其中空隙的數量和大小是水泥顆粒，比表面積的函數，也決定了空氣流過水泥層的速度，因此根據空氣流速即可計算比表面積。

所需儀器：①勃氏比表面積透氣儀；②烘干箱（控制溫度靈敏度±1℃）；③分析天平（分度值為 0.001g）；④秒表（精確至 0.5s）；⑤水泥樣品 （水泥樣品按GB12573進行取樣，先通過0.9mm的方孔篩，再在110±5℃下烘干1h，并在干燥器中冷卻至室溫）；⑥基準材料；⑦壓力計液體（可直接采用無色蒸餾水）；⑧濾紙；⑨分析純汞

試驗溫度：溫度（20±1）℃，濕度不大于 50%

試驗步驟：在試驗前要對儀器進行校準，檢查儀器是否漏氣。檢查的方法是，用膠皮塞塞緊圓筒口，抽氣，關閉活塞，在5分鐘內液面如未下降，就證明儀器并未漏氣；否則必須找出漏氣處加以密封。

測定試料層體積（水銀排代法）：

1）先測出水銀的質量，就是把水銀裝滿料筒用玻璃板抹平，然后倒入清零的容器里稱取質量為P1。

2）在料筒里先放一個墊片，再加一個濾紙再將稱取的3.3k左右的水泥倒入料筒里，最后再加一個濾紙，將其搗實，再加入水銀直至倒滿，用玻璃板抹平。然后倒入清零的容器里稱取質量為P2。

料層體積的測定，至少進行兩次，取兩次數值相差不超過0.005m3的平均值。料筒最好一季度或是半年重新校正試料層體積。

3）試驗用的水泥質量： 需用的水泥水泥質量m=ρV（1-ε）

ρ:水泥密度 V：試料層體積 ε：試料層孔隙率（一般水泥采用0.500±0.005）

4）比表面積的測定：①如何裝試料筒：先將銅墊片放入料筒最底部→再放入一個濾紙→再將所算出的試驗所需的水泥質量倒入料筒鎮平→再放入一個濾紙→再用搗器壓平。②如何測定：接通電源→向U形管內加水直至儀器表顯示“LL_”停止閃爍并變成室溫相應溫度為止→放上水泥試樣，按“測定”按鈕，確認后進入儀器常數輸入狀態，儀器常數“K”與水泥密度均不需要修改，可直接按“確認”按鈕→儀器的電磁泵會自動打開計時測出該水泥試樣的比表面積。

水泥比表面積應由兩次透氣試驗結果的平均值確定。若兩次試驗結果相差2%以上時，應重新試驗，計算結果保留至10cm2／g。當同一個水泥用手動勃氏透氣儀測定的結果與自動勃氏透氣儀測定的結果有爭議時，以手動勃氏透氣儀測定結果為準。

[1]建筑材料檢測[M].中國建筑工業出版社，2009.

[2]建筑材料學[M].武漢理工大學出版社，2007.