水泥膠砂流動度試驗影響因素的分析

張飲飲

（山東省鄉鎮企業建材質量監督檢驗中心 山東省產品質量檢驗研究院，山東 泰安 271000）

水灰比對水泥強度試驗檢測有直接影響，加水量過多，游離水分揮發增加了空隙率，水泥強度降低，加水量過少，水泥水化反應不完全，強度也降低，而水泥膠砂成型水灰比并不是固定不變的，GB/T17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法中規定了水泥強度以0.5固定的水灰比進行檢驗，但是不包含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的普通硅酸鹽水泥，以上幾種水泥需要通過水泥膠砂流動度確定加水量，因此如何通過流動度試驗確定加水量成為水泥強度檢驗的前提條件。目前，國家每年都會舉行全國水泥大對比以及能力驗證等活動，水泥膠砂流動度檢測數據的對比情況差強人意，需要檢驗工作人員的進一步重視。

1 水泥膠砂流動度檢驗方法及原理

目前，水泥膠砂流動度試驗使用的方法標準是GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》，該標準的試驗原理是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，其中膠砂制備按GB/T 17671-1999規定進行。

2 影響因素

2.1 人員操作

試驗影響因素中，人員操作是第一重要的因素。實驗室的工作人員必須具有相應的專業素質，并且通過專業培訓取得相關的上崗證，確保工作人員的能力滿足檢測工作的要求。水泥膠砂流動度試驗中人員操作占相當大的部分，主要體現在幾個環節：（1）攪拌。樣品拌和攪拌是試驗最開始的環節，按照標準要求準確稱量水泥、標準砂和拌和水，調節攪拌鍋與攪拌葉片的間隙為（3±1）mm，間隙過大，攪拌不充分，會使流動度偏小，間隙太小，會引起膠砂二次粉磨，不僅會影響流動度檢測數據，而且也會降低水泥膠砂強度。攪拌開始前，應用濕棉布擦拭攪拌葉片和攪拌鍋，防止吸附水份，引起流動度減小。攪拌間歇時間，應拿下攪拌鍋，用勺子將攪拌葉片上的料漿撥入鍋內，撥下鍋壁以及鍋底上砂漿，反復攪拌混合，保證砂漿拌和均勻。（2）膠砂裝模前，需將跳桌桌面、試模、搗棒、勺子等工具用濕棉布擦拭，不得有明水，擦拭后用濕棉布覆蓋，等待試驗進行。（3）跳桌若長時間未使用，試驗前應空轉25次一個循環，檢查設備有無異響等異常現象。（4）裝模。將拌好的砂漿分兩層迅速裝入試模，第一層裝至截錐圓模高度約三分之二處，用小刀在相互垂直的方向各劃5次，用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓15次，隨后裝第二層膠砂，裝至高出截錐圓模約20mm，用小刀劃5次再用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓10次。搗壓深度，第一層搗至膠砂高度的二分之一，第二層搗實不超過已搗實底層表面，裝膠砂和搗壓時，用手扶試模，不要使其移動[2]。裝模過程中有三個重要細節：①裝料時不得分料，用勺子混合均勻，一次性裝入，分料的話，不能完全代表砂漿的流動性，如果干料偏多，則流動度數值偏小，如果濕料偏多，則流動度數值偏大。②搗棒插搗力度應保持一致，并且大小要適當，第一層應搗至膠砂高度的二分之一，第二次插搗不能破壞第一層的結構，搗壓位置應嚴格按照標準要求均勻分布。一般情況下，根據膠砂流動度的大小確定搗壓力度，流動度偏小的砂漿一般搗壓力度要大，相反搗壓力度要小，但是搗壓的深度要保證固定不變。③插搗方向，搗壓第一層時，搗棒應沿試模壁方向傾斜插搗，以保證試模邊緣搗壓密實，搗壓第二層時，搗棒應沿豎直方向插搗。（5）刮平。搗壓完畢，取下模套，用刮平刀輕輕拍打表面幾下，從中間向邊緣分兩次以近似水平的角度抹去高于截錐圓模的膠砂，并擦去落在桌面上的膠砂。一定要注意刮平角度，刮平角度根據膠砂流動度大小確定，一般膠砂流動度偏大，則刮平角度增大，膠砂流動度偏小，則刮平應近似水平，以保證刮平面的平整，不得高于截錐圓模表面，也不得低于截錐圓模表面。（6）提起截錐圓模時應豎直向上，不得偏移，否則提起后的試樣上部中心會發生偏移，振動后試樣形狀會表現為橢圓或者不規則狀。（7）擴散直徑測量。跳桌跳動完畢，應用游標卡尺及時測量，防止流動度較大的試樣振動完畢后繼續擴散。一般以兩個互相垂直的直徑的長度的平均值作為試驗結果，如果試樣振動后形狀不規則，應盡可能的多測量幾條直徑取平均值。測量時應杜絕用鋼直尺測量，振動后的砂漿試樣為中間凸兩邊低的圓餅狀，鋼直尺無法準確讀取直徑的尺寸，某些檢驗人員將鋼直尺嵌入砂漿內測量，這種情況會將砂漿試樣擠壓變大，測得的流動度數值是偏大的，此種情況應堅決杜絕。

2.2 試驗設備

試驗設備是影響檢測數據正確性和可靠性的重要因素，水泥膠砂流動度試驗的設備有水泥膠砂流動度測定儀（簡稱跳桌）、試模、搗棒、游標卡尺、水泥膠砂攪拌機等。標準中明確給出了設備的量程、精度等要求，因此設備必須滿足技術要求，并且通過計量檢定合格才能用于檢驗。其中最主要的設備是跳桌，跳桌除了本身技術指標滿足要求外，安裝也必須符合要求，跳桌底座有3個直徑為12mm的孔，以便與基座連接，底座要求用容重不小于2240kg/m3的重混凝土澆筑而成，基部約為400mm×400mm見方，高度為690mm，而且不得靠墻建造，防止震動影響。跳桌應定期檢定（檢定周期為一年），保證試驗用設備在檢定有效期內，為了保持設備性能的穩定性，除了檢定以外，一般在檢定周期內還需要至少一次期間核查和定期的維護保養，設備高頻率的使用，有可能會引起測試數據的漂移，為了保證檢測數據的可溯源性，一般可以通過留樣再測、實驗室對比、參加能力驗證、同精度設備對比等方式核查設備性能的穩定性，保證測試數據的準確性，一般跳桌期間核查采用標準物質核查的方式。

2.3 物料的處理

該項試驗主要涉及的物料包含待檢水泥樣品、標準砂以及拌和水。待檢樣品是被檢測的對象，如何處理好樣品是檢測出準確數據的前提，待檢樣品不得立即進行試驗，首先要先通過0.9mm方孔篩，篩除樣品中的雜質和大顆粒，并且充分混合均勻；其次需要進行試驗前的狀態調整，標準中規定的試驗條件為（20±2）℃、相對濕度不小于50%，沒有明確規定養護時間，但是為了保證樣品達到標準試驗條件，一般試驗前至少養護24h，還有一個非常關鍵的細節，一定要注意防潮，水泥試驗室相對濕度比較大，存儲和養護過程中一定要密封保存，防止受潮發生水化反應。標準砂是該項試驗的重要拌和材料，應嚴格檢查標準砂是否符合要求，市面上甚至存在假冒的標準砂，因此購置的標準砂必須嚴格確認。拌合水一般采用自來水，隨著地域的不同水質也不同，水質對檢驗結果也有很大的影響，一般仲裁試驗、對比驗證試驗要優先選用蒸餾水。

2.4 檢驗環境

檢驗環境也是影響檢測數據的重要因素，試驗室應配備監控溫濕度的溫濕度計（檢定合格）和控制房間溫濕度的工業空調（或其他替代設備），有條件的情況下可以建造恒溫恒濕室，更好的保證檢驗環境的符合性。試驗前，應提前控制檢驗環境溫濕度，使實驗室內相關設備、工具、物料都達到標準試驗條件后再進行試驗，每天應至少4次記錄實驗室內的溫濕度數據。

2.5 試驗方法

試驗方法是試驗操作的綱領性文件，不同的產品應選擇合適的試驗方法，不同的試驗方法會有不用的檢驗結果，因此應嚴格按照試驗方法操作，操作方法的一致性才能保證檢驗結果的可比性和判定性。另外不同人員的理解程度和工作能力不同，會引入很大的不確定度，實驗室工作人員應集體培訓學習，深層次理解方法標準的內容及注意事項，統一檢驗操作手法，才能不斷減小誤差。

3 結 語

綜上所述，水泥膠砂流動度試驗方法相對比較簡單，但是影響因素很多，主要來源于人員操作、試驗設備、物料的處理、檢驗環境及試驗方法等幾個方面，在現實工作中，該項試驗的對比驗證也是讓很多檢驗人員苦惱，有時候檢驗數據偏差較大，所以需要工作中嚴謹細致，嚴抓每個細節，保證數據的準確性， 本文通過對試驗各個影響因素的分析并提出注意事項，希望能為相關實驗室工作人員的檢測工作提供一定的技術參考，減小試驗誤差，提高工作質量，取得準確、可靠的檢測數據。