2018年第4期研究探讨
水泥标准稠度试验影响因素定量分析
徐
霁1,2
梁瑞标1,2
（1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉430040；2.海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室，湖北武汉430040）
摘要：分别以环境温度和维卡仪试杆插入时间为单一变量，研究二者对水泥标准稠度用水量试验测定值的
影响。结果表明：环境温度的上升、维卡仪试杆插入时间的延长均会使水泥标准稠度测定值增大，环境温度为19℃~22℃时，其测定值变化幅度较小；试杆插入时间超过90s后，试验结果会急剧变大。本研究为提升水泥标准稠度试验结果的准确性，提供数据和理论基础。关键词：水泥标准；稠度；用水量；试杆法；环境温度；维卡仪
中图分类号：TU522.01
文献标识码：A
文章编号：1001-6945（2018）04-0020-03
Quantitativeanalysisofeffectfactorsofcementstandardconsistencytest
XUJiLIANGRui-biao
Abstract:ThisstudyusesenvironmentaltemperatureandinsertiontimeoftheVicattestbarassinglevariablestofindouttheeffectonthemeasuredvalueofthewaterconsumptionofthecementstandardconsistency.TheresultsshowthattheincreaseoftheenvironmentaltemperatureandtheextensionoftheinsertiontimeoftheVicattestbarincreasethemeasuredvalueofthecementstandardconsistency.Whentheenvironmentaltemperatureis19°Cto22°C,themeasuredvaluechangeslittle.Whentheinsertiontimeofthetestbarexceeds90s,thetestresultwillbe⁃comesharplylarger.Thisstudyprovidesdataandtheoreticalbasisforimprovingtheaccuracyofcementconsisten⁃cytestresults.
KeyWords:cementstandard,consistency,waterconsumption,testbarmethod,environmentaltemperature,Vicatapparatus
水泥是建筑领域的主要原材料之一，它的质量稳定性对保证混凝土质量稳定性至关重要。水泥物理性能直接影响建筑产品的质量、强度和耐久性，关系到人民群众的生命与财产安全[1]。在GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》标准中规定：水泥凝结时间、安定性的试验中，要以标准稠度用水量制成标准稠度净浆。虽然水泥标准稠度用水量的多少不是评定水泥是否合格的标准，但是此参数的检测却影响到水泥另外两个重要参数安定性、凝结时间的测定结果，故水泥标准稠度用水量测定结果的准确性是保证其安定性和凝结时间测定结果的准确性的重要前提。本文为提高水泥标准稠度用水量测定结果的准确性和试验效率，做了一些针对性的分析和探讨，找出相关因素，提出建议，仅供各位同行在实际工作中参考。1试验
1.1原材料与仪器
水泥：华润（封开）P.O42.5水泥(C)，其性能指标见
表1。
表1华润（封开）P.O42.5水泥(C1)性能指标
拌和水，采用市政管网用水，水质指标见表2。
表2水质检测情况分析
NJ-160k水泥净浆搅拌机，预设程序搅拌，即：慢
速搅拌120s，停止15s，快速搅拌120s。
维卡仪和秒表已检定合格，维卡仪试杆充分润滑。
1.2试验方案
1.2.1水泥标准稠度用水量试验测定步骤
用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用
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湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5s~10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出。拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。
拌和结束后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的空隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余的净浆；再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实浆体；抹平后迅速将试摸和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s~2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量P，按水泥质量的百分比计。
1.2.2环境温度对水泥标准稠度用水量影响的试验方案
试验研究不同环境温度对标准稠度用水量影响。以环境温度为单一变量，排除其他影响因素的方法进行试验。通过加湿器控制环境湿度为70%±2%，恒温水浴箱水温为20℃±0.5℃，控制水泥与水接触至试杆插入时间恒定（水泥与水接触后20s启动搅拌，搅拌结束后60s试杆插入）。
采用环境温度为17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃分组进行试验，每组进行三次平行试验，结果取平均值。
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1.2.3试杆插入时间对水泥标准稠度用水量影响的试验方案
试验方案不同时间插入试杆对水泥标准稠度用水量的影响。以插入试杆时间为单一变量，排除其他影响因素的方法进行试验。通过控制环境温度为20℃±0.5℃，湿度为70%±2%，恒温水浴箱控制拌和水水温为20℃±0.5℃，控制水泥与水接触至搅拌结束时间恒定（水泥与水接触后20s启动搅拌，搅拌结束后开始秒表计时，记录各插入时间）。
采用插入时间为60s、75s、90s、120s、150s、180s、210s、240s分组进行试验，每组进行三次平行试验，结果取平均值。2试验结果与分析2.1环境温度
由表3可知，随着环境温度的上升，水泥标准稠度用水量的测定值呈现明显上升趋势，且随着环境温度的升高，其中趋势快慢不完全相同。
当环境温度17℃与23℃平均测定值相差达1.2%，随温度变化幅度平均为每摄氏度0.2%。
当环境温度为GB/T1246-2011规范要求的范围（20℃±2℃）时，水泥标准稠度用水量变化幅度为0.7%。
当环境温度为19℃~22℃时，水泥标准稠度用水量变化幅度为0.2%，此区间水泥标准稠度用水量平均变化幅度为每摄氏度0.07%。
由此可知在一定范围内，环境温度越高，所测定的水泥标准稠度用水量越大。环境温度为GB/T1246-2011规范要求范围时水泥标准稠度用水量随环境温度变化小于整体趋势。环境温度为19℃~22℃时环境温度对水泥标准稠度用水量测定值的影响最小，此区间进行水泥标准稠度试验较为合理。环境温度对水泥浆体发生作用，改变其浆体温度，从而对试验结果产生影响。而水温和水泥温度同样可以达到相同效
表3水泥标准稠度—环境温度试验记录表格
注：wA、wB、wC分别为A、B、C组标准稠度用水量实测值，PA、PB、PC分别为A、B、C组标准稠度用水量，`P为A、B、C三组标准稠度用水量平均值
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表4试杆插入时间对标准稠度用水量影响记录表格
研究探讨注：wX、wY、wZ分别为X、Y、Z组标准稠度用水量实测值，PX、PY、PZ分别为X、Y、Z组标准稠度用水量，`P为X、Y、Z三组标准稠度用水量平均值
果，故试验过程中应应将其考虑作为影响因素来考量。
2.2维卡仪试杆插入时间
由表4可知，随着维卡仪试杆插入时间的增大，水泥标准稠度用水量的测定值有随之变大的趋势，试杆插入时间增大到一定程度后，趋势减缓。
试验所用维卡仪试杆插入时间区间为60s~240s，此区间水泥标准稠度用水量变化值为1.3%，平均每秒变化值约为0.0072%。
当维卡仪试杆插入时间为60s~90s区间即满足规范GB/T1246-2011时，水泥标准稠度用水量变化值为0.2%，平均每秒变化值约为0.0067%，小于试验测得总的平均变化值0.0072%。
当维卡仪试杆插入时间为90s~180s区间时，水泥标准稠度用水量变化值为0.9%，此区间平均每秒变化值为0.01%，较试验测得总的平均变化值0.0072%提高近30%。
当维卡仪试杆插入时间为180s~240s区间时，水泥标准稠度用水量变化值为0.2%，此区间平均每秒变化值为0.0033%，较试验测得总的平均变化值0.0072%减少近60%。
由此可知，在一定范围，维卡仪试杆插入时间越大，水泥标准稠度用水量测定值越大，趋势呈现先慢后快，在180s后逐渐平缓的特点。依照规范GB/T1246-2011从停止搅拌到维卡仪试杆插入时间为90s，考虑到装模、维卡仪调整时间大概需要50s~70s，实际试杆插入时间应在50s~90s之间，此区间正好位于前期水泥标准稠度用水量变化较慢区间范围内，产生最大误差约为0.288%，换算成试验中实际用水量误差约为1.44g，对试验结果影响甚微。若试验过程中由于操作原因插入时间超过90s，进入水泥标准稠度变化值加速阶段，此水泥标准稠度变化值提高到每秒0.01%，加上前期产生的最大系统误差0.288%
试验结果易产生较大系统误差。3结论
通过对环境温度和维卡仪试杆插入时间对水泥标准稠度用水量实测结果的影响分析可以得出如下结论：
环境温度和维卡仪试杆插入时间对水泥标准稠度用水量测定值均产生影响，随着环境温度的升高或维卡仪插入时间的延长，水泥标准稠度用水量的测定值会增大。
环境温度在19℃~22℃是，环境温度差生的影响较小，可以作为一个较理想的试验环境条件，予以参考。
水泥和拌和水的温度对水泥标准稠度用水量试验结果会产生影响，与环境温度影响方向一致。
维卡仪试杆插入时间在90s以内，不会产生较大影响。若其插入时间大于90s，影响程度将随着时间的延长急速放大，影响试验结果。参考文献：
[1]肖展瑜.水泥标准稠度用水量的影响因素[J].广西
质量监督报,2008.
[2]张雅钦.水泥标准稠度用水量偏高的原因分析[J].
福建建材,2007.
[3]阎宇杰,王岩.水泥标准稠度用水量影响因素浅析
[J].才智,2012.
[4]陈晓玲,刘凤翰.对试杆法测定水泥标准稠度用水
量试验规程提出几点改进建议[J].中外公路,2010.[5]郑小芳.水泥标准稠度用水量对混凝土的影响[J].
四川水泥,2016.
[6]杨峰.关于水泥标准稠度用水量检验方法的探讨
[J].四川水泥,2008.
收稿日期：2018-3-19
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