水泥强度试验中应注意的几个问题

水泥强度试验中应注意的几个问题

现代建筑离不开水泥，水泥是工程建设中重要的原材料之一，而水泥强度则是水泥产品的重要品质指标，强度检验是水泥检验的主要项目，其检验误差是否足够小，直接影响对水泥质量的评定。由于水泥胶砂强度检验程序较为复杂，因此，影响其检验结果的因素较多。从取样、试验、成型、脱模养护到破型，这一系列的操作过程，所用材料、仪器设备、环境条件及操作人员，都会不同程度地给水泥胶砂强度带来一定的影响。在实际工作中，由于试验条件、客观因素以及试验人员的原因，在破型检测时会发生六块试体强度值偏差较大的现象，影响检验结果的准确性；有时还会发生六块测定值有两块超出其平均值的 ±10%,无法计算结果,需重新检验的情况。根据较长时间的检测工作实践经验，认为在试验中应该注意几个方面的问题。
1 仪器设备对水泥胶砂强度的影响及控制
1.1 仪器设备必须保证质量
检验使用的仪器设备如胶砂搅拌机、试模、振实台、养护箱、电子天平、滴定管、量水器具与温湿度计等，不管哪家生产的试验仪器设备，仪器的技术参数应符合国家相应的标准和检定规程的要求。

1.2 仪器设备安装必须符合标准要求
(1)振实台的安装。振实台应安装在高度约 400mm 的混凝土基座上。混凝土体积约为 0.25m³，重约 600kg。需防外部震动影响振实效果时，可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm 的天然橡胶弹性衬垫，仪器并用地脚螺栓在基座上，固定在振实台与基座接触之间铺一层薄砂浆，保证完全接触，使安装后的台盘与臂杆成水平状态，以免因台盘倾斜造成振实时试模倾斜使模内砂浆试体厚薄不一，产生强度偏差。
(2)搅拌机和养护箱的安装。搅拌机和养护箱必须保持水平放置，以免因搅拌机的倾斜造成胶砂不均匀和因养护箱的倾斜造成箱内壁板倾斜使放在壁板上的带模养护的试体稀砂浆流向一边产生强度偏差。
（3）仪器设备必须定期或不定期检定校准。在检验过程中各种仪器设备的度（允许偏差值）均必须保持在符合“国标”的条件下。
①搅拌机和振实台的转速，养护箱的温湿度等务必定期或不定期地请有关技术机构进行检定、校检和调试。
②搅拌机的叶片与搅拌锅的间隙需要检测人员每个月分别用随机携带的 2～4mm 测量规和可调定位块进行一次自检自校，发现偏差及时调试搅拌机的叶片与搅拌锅的间隙。若偏小（小于 2mm）时强度偏高，在搅拌过程中易使叶片和锅直接发生磨擦，既损害叶片和锅的使用寿命又造成标准砂砂粒尤其大砂粒的形状受损，破坏了标准砂三个等级的合理机配，影响强度的准确性。若偏大( 大于 4mm)时在加砂钱锅底的水泥基不能全部搅拌起来，即水泥浆未搅匀，易使粘在锅底与锅壁的胶砂增多，使得整个胶砂不均匀造成三条试体强度离散性较大，直接导致六块试体的强度值偏差。
③养护箱的温湿度探头应进行检查，加湿器内是否有有充足的水，搁架也需要检查，用水平尺查看搁架是否保持水平。
④抗压夹具对试验结果有直接的影响，每年不仅要对抗压机进行检定，确保抗压机精度符合要求的，同时也应该注意抗压夹具，当抗压夹具传压柱与衬套混入异物摩擦力变大时，会使结果偏高，抗压夹具有时同样的试块用不同夹具可能会出现很大的偏差，甚至会出现严重误差。因此，必须按要求配置标准夹具，并定期用它对抗压夹具进行校准，发现问题及时更换夹具，以确保试验的有效性。
2 试验操作过程对水泥胶砂强度的影响因素及控制
（1） 称样、加水要，决不能偏离标准分别规定的450±2g、225±1g 的误差范围。所用水必须是实验室内恒温的饮用水。每次往料斗内加砂和往锅内倒水倒灰都要彻底倒干净，不得有任何遗留和外撒。不准确的加水量对强度影响也是很大的，加水量变化对水泥强度结果的影响见表 1。

由表 1 分析可以看出，加水量变化将改变胶砂的水灰比。在水灰比、砂灰比一定的情况下，水泥质量增多，则强度增高，反之减少；水量增多，则强度降低，反之增高。
(2)试模是水泥强度试验的成型模具，对其材质、尺寸、装配精度等标准均有严格的要求，因此成型前务必将试模三个模槽内的油渍和杂质用刮刀清除干净。否则会使成型试体产生许多大小不等的气孔，而使六块试体强度值出现偏差。
(3)拌合操作，搅拌过程中和搅拌结束后的两次人工拌和胶砂要认真。当胶砂较干时，要多拌和几下，确实使锅底、锅壁所粘胶砂与锅中间胶砂掺和均匀，融为一体。因为成型不均匀的胶砂必定使三条试体的强度值产生较大偏差。
(4)试模在振实台上的定位要恰当。模套与试模要对齐，当从上往下看时，模套壁与试模内壁应该重叠，超出内壁不大于 1mm, 用力使模套上的压把锁紧试模，确保振实台的振击点在试模的中心，以免在振实过程中胶砂溢出和试模移动出现砂浆减少与胶砂振实不均，产生强度偏差。
(5)成型过程中，两层所装胶砂的质量和每个模槽每层所装的胶砂质量都要符合标准要求。第一层装胶砂总质量（2025g）的 50%少一些即约 900g，剩下的约 1125g，第二层装完；每个模槽第一层各装约 300g，第二层各装约 375g。 每层及其每个模槽所装胶砂质量分别用大小播料器来把握。通过多次实验证明：如果第一层装的过少而第二层过多，则在同样振实 120（下）次 的情况下，强度将偏低；如果第一层装的过多而第二层装的过少，致使强度偏高；如果三个模槽每层所装的质量不一，厚薄不等，在同样振实 120（下）次后，造成三条试体的密实度差别较大，产生强度偏差，严重时无法计算结果。
(6) 刮模操作对强度试验结果的影响主要是金属直尺的速度和锯割动作的幅度，标准并未规定刮模操作时的移动速度和动作幅度，因此试体刮平操作应在不破坏试体原有振实状态的前提下，以合理的速度将多余的胶砂刮去并抹平，若刮平方法不正确，就会对已成型的试件强度有明显的影响。所以刮平应注意三点：一是刮时忌用力不均匀；二是忌图快用力过大，扰动振实的胶砂；三是抹面的次数过多，使水泥浆流失严重，导致浆体中水分偏少，影响强度。
（7）脱模要非常小心。脱模的整个过程都要做到轻拿、轻推、轻敲、轻放，严防试块振动、碰撞而受损，影响强度，造成试体损伤。脱模后组装试模时务必将各部件组装到位，确实将试模上方砸平和将其拧紧固，并且在试模底板的外接缝处封上一到黄油，以防止振实时底部泌水，试模底部的间隙过大，在振实时试体中的水分会从间隙泌出，使试体中的水或水泥浆流失，导致强度降低。
（8）养护箱的搁架需要经常检查，用水平尺查看搁架是否保持水平，若水平气泡往右或往左偏移，说明该部位没有处于水平状态。通过试验，将成型好的试件放入箱内搁架中，养护一天取出试模，可以看到，在搁架不同部位的试件明显出现了不同程度的高低差（试件一半高出试模 1～3mm，一半低于试模约 1mm），这是因为刚刮平的试体有一定的塑性，搁架不平，易使胶砂流动变形，所以这样养护出来的试件容易达不到标准要求，对水泥试件抗压抗折强度值和试验结果也造成了影响。
3 温湿度控制
温度对强度影响较为明显，尤其是早期强度。若试验室温度、胶砂温度、养护箱及养护池水温值都从 20℃降至 15℃,3d、28d 抗折、抗压强度可降低 10%～15%。若提高 5℃,则不同龄期的抗折、抗压强度会提高 2%～5%。水泥水化本身是一个相当复杂的反应过程,反应从水泥颗粒表面开始，并通过扩散作用缓缓向中心深入。在水泥细度一定的情况下，这个过程与温度关系很大，提高反应温度，会大大加快其反应速度导致早期强度偏高。因此国家标准规定了试验室温度、胶砂温度、养护箱温度及养护水温度以 20℃为准。在试验过程中必须严格控制，确保温度符合要求。应当指出 ,在水泥强度试验中，由于其它方面不规范，造成水泥强度偏低，有意识地提高温度的办法是不可取的。除必须严格控制温度外，还应将养护箱相对湿度控制在90%以上，以满足试体在凝结硬化时所需要的空气水分。
4 结束语
总之，水泥强度检验，在试体成型时必须严格执行检验方法和程序，遵守操作规程及对所用仪器设备进行定期或不定期地检定和校准外，还应该加强对标准的学习和理解，多探讨试验操作手法，才有利于提高检测结果的准确性。