淺談試驗(yàn)室中水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的影響因素

（陜西省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院， 陜西 西安 710032）

前言：水泥凝結(jié)，是指硅酸鹽系水泥為干粉狀物，加適量的水并拌合后便形成可塑性的水泥漿體，水泥漿體在常溫下會(huì)逐漸變稠直到開(kāi)始失去塑性，從失去塑形到水泥漿開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度的過(guò)程。現(xiàn)代建筑工程中，水泥應(yīng)用普遍，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)的關(guān)鍵指標(biāo)之一是凝結(jié)時(shí)間，尤其是混凝土澆筑作業(yè)，水泥凝結(jié)時(shí)間對(duì)模具拆除、強(qiáng)度判斷至關(guān)重要，分析試驗(yàn)室中水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的影響因素十分必要。

1 影響試驗(yàn)室中水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的因素

1.1 試驗(yàn)條件

在試驗(yàn)室條件下，水泥的凝結(jié)過(guò)程往往可以避免部分自然條件下因素的干擾，對(duì)其凝結(jié)時(shí)間的檢驗(yàn)也因此主要受到試驗(yàn)條件的影響，包括試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度和存放時(shí)間三個(gè)方面。一般而言，試驗(yàn)溫度越高，水泥中水的蒸發(fā)速度越快，溫度對(duì)水泥凝結(jié)速度的影響是一道曲線，當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，水泥凝結(jié)速度會(huì)明顯加快，檢驗(yàn)受到的影響也變大。濕度的影響與此類似，一般濕度越大，水泥凝結(jié)的速度越慢，當(dāng)濕度達(dá)到一定值時(shí)，水泥凝結(jié)速度會(huì)越來(lái)越慢，但檢驗(yàn)受到的影響相對(duì)較小。存放時(shí)間和檢驗(yàn)精確性呈現(xiàn)反比關(guān)系，存放時(shí)間越長(zhǎng)，檢驗(yàn)的精確性越差。在水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)中，一般要求保持常規(guī)室內(nèi)條件作為標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)室條件，試驗(yàn)設(shè)備對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)也具有較為突出的影響，這種影響體現(xiàn)在設(shè)備檢查的上下限、計(jì)量工具的精度、檢驗(yàn)工具的精度、設(shè)備物理性質(zhì)等等。如檢驗(yàn)用的水泥凈漿攪拌機(jī)，如果設(shè)備制作時(shí)參數(shù)選取不當(dāng)，導(dǎo)致攪拌過(guò)程頻繁出現(xiàn)葉片和設(shè)備的碰撞，會(huì)導(dǎo)致溫度升高，凈漿部分水分損耗，檢驗(yàn)所獲凝結(jié)時(shí)間數(shù)據(jù)會(huì)較小。如果設(shè)備間隙大（超過(guò)2mm），部分水分會(huì)流入間隙中，造成水灰比失調(diào)，檢驗(yàn)時(shí)間結(jié)果較真實(shí)數(shù)據(jù)也會(huì)較小，水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)要求選取規(guī)范、精密設(shè)備，保證結(jié)果的正確性[1]。

1.3 試驗(yàn)誤差控制

誤差控制在各類試驗(yàn)中受到廣泛關(guān)注，通常即便精密儀器試驗(yàn)也需要人工控制過(guò)程、準(zhǔn)備材料、分析結(jié)果，因此誤差幾乎是不可避免的。在此前的大部分?jǐn)?shù)據(jù)試驗(yàn)中，研究人員通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)的方式求取平均值，一定程度上能夠控制誤差，也有部分研究人員強(qiáng)調(diào)構(gòu)建完善、規(guī)范化的試驗(yàn)環(huán)境，從結(jié)果上看，也有助于誤差的控制，但完善、規(guī)范化試驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建又存在資金和客觀條件方面的限制。就水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)而言，前一類措施更具可行性[2]。

2 試驗(yàn)分析

2.1 試驗(yàn)觀察指標(biāo)與參數(shù)

試驗(yàn)分為三組，即試驗(yàn)條件組、試驗(yàn)設(shè)備組和誤差組，三組試驗(yàn)均以對(duì)照的方式進(jìn)行，每組對(duì)照試驗(yàn)各進(jìn)行若干次，求取試驗(yàn)結(jié)果的平均值。核心觀察指標(biāo)為水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)結(jié)果的平均差，平均差越小，說(shuō)明檢驗(yàn)的結(jié)果越理想。參數(shù)方面，默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)溫度為24攝氏度，濕度上，默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)濕度為80%（空氣相對(duì)濕度），設(shè)備均采用沈陽(yáng)精密儀器制造廠提供的精密試驗(yàn)儀器，包括天平、攪拌設(shè)備等、稱重儀等。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

第一組試驗(yàn)為試驗(yàn)條件組，共20次（20個(gè)樣本），即10次參照試驗(yàn)和10次標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，參照試驗(yàn)在默認(rèn)環(huán)境下進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)對(duì)溫度、相對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)整，并在完成初步分析后，將水泥放置在常溫環(huán)境下，10天后進(jìn)行凝結(jié)度二次分析，求取兩組平均凝結(jié)時(shí)間數(shù)值，了解差異。

第二組試驗(yàn)為試驗(yàn)設(shè)備組，共20次（20個(gè)樣本），即10次參照試驗(yàn)和10次標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，參照試驗(yàn)在默認(rèn)環(huán)境下進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，更換精度更理想的設(shè)備，求取兩組平均凝結(jié)時(shí)間數(shù)值，了解差異。

第三組試驗(yàn)為誤差組，共30次（30個(gè)樣本），即10次參照試驗(yàn)和20次標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，參照試驗(yàn)在默認(rèn)環(huán)境下進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)對(duì)每個(gè)目標(biāo)進(jìn)行 2次檢驗(yàn)，求取兩組平均凝結(jié)時(shí)間數(shù)值，了解差異。

2.3 結(jié)果結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果方面，三組試驗(yàn)不盡相同，完成分析后所獲數(shù)據(jù)如表1所示。

表 1 試驗(yàn)結(jié)果

從結(jié)果上看，三個(gè)組別中的參照試驗(yàn)均差全部大于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的均差。試驗(yàn)條件組方面，20次試驗(yàn)中（各10次），水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)參照試驗(yàn)的均差達(dá)到0.21（±0.08）h，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)均差為 0.14（±0.03）h；試驗(yàn)設(shè)備組，20次試驗(yàn)中（各10次），水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)參照試驗(yàn)的均差達(dá)到 0.23（±0.05）h，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)均差為 0.16（±0.04）h；誤差組的差異較小，30次試驗(yàn)中（參照：10；標(biāo)準(zhǔn)：20），水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)參照試驗(yàn)的均差達(dá)到0.27（±0.06）h，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)均差為0.22（±0.06）h，誤差的控制依然存在難度?？傮w來(lái)看，試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)備和誤差控制對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)結(jié)果的影響較為突出。

3 核心結(jié)論

3.1 主要影響因素的權(quán)重排名

在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)備和誤差控制是影響水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的三個(gè)主要因素。以所獲數(shù)據(jù)來(lái)看，試驗(yàn)條件組的方差差異最大，其次是試驗(yàn)設(shè)備組，最后是誤差組。這表明，試驗(yàn)條件對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的影響最突出，可控性也最高，試驗(yàn)設(shè)備的影響和可控性其次，誤差控制的難度較大，影響也最小。對(duì)三個(gè)因素進(jìn)行權(quán)重系數(shù)排名，結(jié)果為：

試驗(yàn)條件>試驗(yàn)設(shè)備>誤差。

后續(xù)工作中，也應(yīng)根據(jù)排名情況對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)進(jìn)行針對(duì)性的改善，首先要求在檢驗(yàn)過(guò)程中投入較多精力，營(yíng)造標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)環(huán)境，使試驗(yàn)過(guò)程中處于更加理想的狀態(tài)下，也可以提升人員對(duì)試驗(yàn)的控制能力、降低誤差。其次是強(qiáng)調(diào)資金投入，買入精度條件較高、制作工藝精良、水平高超的設(shè)備，避免設(shè)備對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)結(jié)果的影響。如果時(shí)間條件允許，可以對(duì)樣本進(jìn)行多次檢驗(yàn)，求取平均值，降低誤差帶給檢驗(yàn)結(jié)果的影響[3]。

3.2 其他因素的影響情況

試驗(yàn)中，其他條件也對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間產(chǎn)生了世紀(jì)影響，其中較為突出的包括樣品存放時(shí)間以及空氣流通條件。在水泥完成凝結(jié)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，避免放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成檢驗(yàn)結(jié)果失真的問(wèn)題。此外，空氣的流通率越高，樣本的凝結(jié)時(shí)間越短，不過(guò)從結(jié)果上看，上述兩個(gè)因素的影響相對(duì)較小。

總結(jié)：通過(guò)分析試驗(yàn)室中水泥凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)的影響因素，獲取了相關(guān)理論內(nèi)容。水泥是一種建筑用料，其凝結(jié)時(shí)間受到多種因素影響，試驗(yàn)室條件下，最主要的三個(gè)影響因素是試驗(yàn)條件、設(shè)備以及誤差控制。在模擬試驗(yàn)中，上述三個(gè)因素的影響得到證明。以權(quán)重系數(shù)進(jìn)行排名，試驗(yàn)條件的影響最為突出，其次為試驗(yàn)設(shè)備、誤差控制。此外，試驗(yàn)證明其他因素也會(huì)對(duì)檢驗(yàn)產(chǎn)生影響，應(yīng)進(jìn)行控制。

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