水泥標準稠度用水量及凝結時間試驗中用水量及裝模方式的研究

王紅曼

關鍵詞 水泥;標準稠度用水量;凝結時間;裝模方式

中圖分類號 TQ172.16 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0099-03

0 引言

工程原材料的檢測中，水泥的標稠狀態下的水用量、凝結時間是其物理性質中所必須檢測的項目，檢測人員在開展這兩項試驗時，必須先按一定的用水量制備出水泥凈漿，并按規范要求裝入試模，而正是這兩個步驟，決定著能否成功地確定標準稠度用水量并以此用水量結果進行凝結時間的后續檢測。由于水泥在工程領域的頻繁使用，標準稠度用水量、凝結時間試驗成為了檢測人員最常開展的試驗之一，而按現行規范進行試驗時，通常需要對加水量經過多次的調整才能成功制備標準稠度凈漿，之后的裝模也很容易出現空洞不實的情況。因此，如何準確快速的確定標準稠度用水量并盡量避免裝模過程中出現的空洞不密實現象，成為檢測人員值得研究和總結的課題之一。

1 多領域試驗方法的對比

對于標準稠度用水量，建設工程領域中水泥的檢測方法采用國標，其中涉及該文研究對象的是《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB/T 1346—2011），公路、水運工程則分別根據各自行業的特點及經驗，在國標的基礎上發布和修訂了行業標準《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTG 3420—2020）、《水運工程混凝土試驗檢測技術規范》（JTS/T 236—2019）。由于后二者都源自前者，因此這三本規范無論從用水量的選取、凈漿制備，還是到裝模、檢測過程，試驗步驟均沒有明顯的差異，并且標準稠度用水量試驗都有三種方法：標準法、調整用水量法和不變水量法。其中，調整用水量法和不變用水量法為代用法，在日常的檢測過程中，通常都使用標準法來進行檢測。

通過以往的工作經驗發現，采用標準方法時，維卡儀試桿在水泥漿體表面釋放后，加水量不同，最終底板與試桿的距離的浮動變化情況較大，試圖以數據手段分析加水量與試桿距離底板的距離變化趨勢時，未發現明顯的規律性，無法通過數據分析出準確的數量關系;在使用不變用水量法時，得出的結果經不起標準法試驗的驗證，相差較大，沒有指導意義;使用調整用水量法時，也是需要多次改變用水量進行嘗試，才能得出結果，但其結果與標準法的符合性較好。

表1為標準法、調整用水量法、不變用水量法的試驗過程。

在查閱相關技術文獻后發現：用水量相同時，不變用水量法的試錐下沉深度與標準稠度用水量之間存在線性關系，標準稠度用水量=142.5+（30?不變用水量法試錐下沉深度）×1，用此公式得出的用水量，經過1～2次的調整即可測出標準稠度用水量[1]。

對于裝模方式，在參加2021年江蘇省交通運輸廳組織的試驗檢測能力驗證活動時，主辦方下發的作業指導書要求在漿體填進試模后，在試模邊緣用直邊刀插搗一圈，次數為9～11次，但不得振擾中間漿體，隨后再按規范進行輕拍凈漿5次等后續操作。[2]在附加此步驟后，水泥凈漿邊緣密實，確實很少再出現空洞，得到了較好的裝模效果。

2 確定研究方案

經過對多領域試驗方法的對比與分析，結合以往的工作經驗及相關技術人員的研究成果，該文對標準稠度用水量及裝模方式的研究采用如下方案：

采用規范的名稱為《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB/T 1346—2011），不變用水量法按其第10條規定的方法步驟進行，標準法按其第7條規定的方法步驟進行，凝結時間按第8條規定的方法進行。每組試驗均平行兩次進行試驗，最終結果以平均值表示。

對于標準稠度用水量，采用多種水泥同時進行試驗，先以不變用水量法得到代用法維卡儀試錐下沉深度，然后用標準法驗證公式“標準法標準稠度用水量=142.5+（30?不變用水量法試錐下沉深度）×1”算出的標準稠度用水量在本次試驗條件下是否準確，同時設置對照組進行對比。

對于裝模方式，采用多種水泥，每種水泥裝模時均采用插搗和不插搗兩種方式進行對照試驗，來研究此附加動作對標準稠度用水量和凝結時間的影響情況。

具體方案見表2、表3。

3 試驗結果

實施表2方案的步驟，結果如表4所示。

根據試驗方案，先以不變用水量法得到試錐下沉深度S，帶入公式142.5+（30?S）計算出用水量后，再以標準法進行驗證，7組試驗中，有4組的結果經驗證直接為標準稠度用水量，有3組的結果經1～2次微調后，達到標準稠度用水量狀態，且調整前后的用水量結果相差較小。

實施表3方案的步驟，結果如表5所示。

從表5的結果可以看出，沿試模邊緣插搗后，有4組試驗的試桿距底板的距離相比不插搗時增加，有2組試驗，其底板、試桿距離相比不插搗時有所減小，有1組試驗，其底板、試桿距離與不插搗時相比，沒有發生改變，7組試驗無論插搗與否，均處于標準稠度狀態，即試桿距離底板的距離始終在6±1 mm范圍內。

從凝結時間結果來看，有4組試驗在添加插搗動作后初凝時間變長，有3組試驗在添加插搗動作后初凝時間變短，有5組試驗在添加插搗動作后終凝時間變長，1組試驗結果相同，1組試驗較不插搗時終凝時間變短，7組試驗無論插搗與否，凝結時間的誤差均在15 min以內。

4 結論

（1）經驗證已有文獻的研究結論，可在實際工作中適當參考：在進行標準稠度用水量試驗時，代用法中不變用水量法的錐入深度S與標稠用水量P之間有線性規律：P=142.5+（30?S）×1，以此方法得出的試驗結果，可以快速確定標準稠度用水量的范圍，甚至可以直接得到標準稠度用水量。

（2）在檢測水泥標稠用水量及凝結時間時，將漿體一次性填進試模后，在試模邊緣插搗一周（9～12次），可有效減少后續試驗中水泥凈漿不密實、與試模邊緣有較大空隙的情況，且對標準稠度用水量的判定與凝結時間測定結果的影響較小。

（3）該文確定的優化后“確定標準稠度用水量方法、裝模方式”的方案如下：

1）先用不變用水量法，加入142.5 mL的水，進行水泥漿體的拌制;

2）按規范步驟，用代用法維卡儀檢測水泥凈漿的稠度，得到此時的代用法維卡儀試錐下沉深度S;

3）計算標準稠度用水量P，計算公式為P=142.5+（30?S）×1;

4）用標準法對此標準稠度用水量進行驗證，并在凈漿裝模后，用直邊刀在試模邊緣插搗一圈，約9～11次，但不得振擾中間漿體，隨后再按規范進行輕拍凈漿5次等后續操作;

5）如未達到標準稠度狀態，調整用水量，再以標準法進行試驗，直至達到標準稠度狀態。此時的用水量，即對應標準稠度用水量。

參考文獻

[1]何雨晴. 水泥標準稠度用水量估算方法[J]. 水泥， 2018（1）： 53-56.

[2]2021年江蘇省公路水運工程試驗檢測機構水泥標準稠度用水量、凝結時間比對試驗作業指導書[M].

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