不同標準稠度用水量檢驗方法對凝結時間檢驗結果的影響
0 引言
在檢驗水泥凝結時間的實驗中,要做好、做準水泥的凝結時間,一個重要的前提就是準確檢驗水泥標準稠度用水量。在GB/Tl346-2001《水泥標準稠度用水量·凝結時間·安定性檢驗方法》標準中規(guī)定:既可以采用試桿法又可以采用試錐法檢驗水泥標準稠度用水量。盡管這個標準已經(jīng)執(zhí)行了近7年,但是在實際工作中仍然存在很多問題,主要集中在水泥標準稠度用水量的測定不夠準確,進而影響水泥凝結時間檢驗結果的準確性,造成凝結時間的實驗數(shù)據(jù)離差比較大。用試錐法和試桿法檢驗水泥標準稠度用水量時,兩種檢驗方法之間存在一定程度的偏差,同樣影響水泥凝結時間檢驗結果的準確性等。筆者有針對性地用試桿法和試錐法檢測水泥標準稠度用水量,觀察在相同條件下,兩種不同的測試方法得到的水泥標準稠度用水量的變化,進而對凝結時間測定結果的影響做了一些分析和探討,找出影響因素,提出一些建議,僅供各位同行在實際工作中參考。
1 檢驗依據(jù)
(1)GB/Tl346—2001《水泥標準稠度用水量·凝結時間·安定性檢驗方法)),等效采用ISO9597:1989。在本標準中規(guī)定:水泥標準稠度用水量的測定方法以試桿法為標準法,以試錐法作為代用法,當兩種檢驗方法結果發(fā)生爭議時,以試桿法為準。
(2)試驗室條件、儀器設備和檢驗結果的要求:在GB/Tl346-2001《水泥標準稠度用水量·凝結時間·安定性檢驗方法》中規(guī)定:水泥物理檢驗室溫度(20±2)℃,相對濕度不低于50%,養(yǎng)護箱溫度(20±1)℃,相對濕度不低于90%;水泥凈漿攪拌機采用雙轉雙速攪拌機,攪拌葉片與攪拌鍋邊間隙(2±1)mm;維卡儀整個滑動部分總質量為(300±1)g,且試桿滑動部分能自由下落,不得有緊澀和晃動的現(xiàn)象。各個配件必須有良好的互換性,在需要更換配件時,必須能夠保證更換配件后,整個滑動部分的總質量仍然符合(300±1)g的要求;水泥凈漿標準稠度要求:試桿法以試桿沉入水泥凈漿并距底板(6±1)mm為準,試錐法以試錐錐體在水泥凈漿中的下沉深度(28±2)mm為準。試驗樣品應與試驗室溫度相一致。凝結時間要求:初凝時間以試針在水泥凈漿中的下沉深度在(4±1)mm為準,終凝時間以終凝試針在水泥凈漿中的下沉深度不超過0.5 mm(即環(huán)形附件在水泥凈漿表面開始不留下痕跡)為準;在檢驗工作中必須嚴格按照國家標準的要求,特別是試驗室和養(yǎng)護箱的溫、濕度控制必須達到標準要求;試驗所用的儀器、設備要計量檢定并調試至符合標準要求;在檢驗工作過程中,操作人員采用熟練、規(guī)范和統(tǒng)一的操作手法,準確檢測水泥標準稠度用水量(檢驗注意事項可以參考筆者在《新世紀水泥導報》2008年第四期發(fā)表的《水泥標準稠度用水量測定常見問題的分析與對策》一文)。掌握并控制好這些因素,是確保水泥標準稠度用水量和凝結時間檢驗結果準確性的前提條件。
(3)試驗材料:隨機抽取不同廠家生產(chǎn)的PO42.5R水泥。
2 水泥標準稠度用水量檢驗方法的結果與討論及其對凝結時間檢驗結果的影響分析
2.1 試錐法和試桿法檢測水泥標準稠度用水量時的對應關系
在水泥標準稠度用水量的檢驗中,我們可以分別采用試桿法和試錐法進行測定,當水泥凈漿處于標準稠度狀態(tài)時,試錐法反映水泥的需水量變化的敏感程度不如試桿法,也就是說當達到水泥標準稠度時,通常拌和水量每增減2ml,試錐錐體下沉深度的變化不大,同樣會在(28±2)mm范圍內,即符合標準要求。但是在實際工作中,通過對比試驗發(fā)現(xiàn),在試錐法測試結果符合標準稠度要求(28±2)mm時,用試桿法測定同樣的水泥凈漿,所得到的標準稠度結果有一部分達不到試桿距離底板(6±1)mm的要求,就是說不符和標準要求。相反,如果用試桿法測得距離底板符合(6±1) mm的水泥凈漿,用試錐法測試所得結果都在(28±2)mm的范圍內,就是符合標準要求。因此,可以看出,水泥標準稠度用水量的測定,采用試錐法和試桿法相比存在一定程度的偏差,而這些偏差會比較顯著地影響水泥凝結時間檢驗結果的準確性。因此,為了尋找一個合理的對應關系,筆者做了一些實驗,所得試驗結果見表l。
從表l的試驗結果可以看出,每一個水泥樣品,分別用兩種測定方法測得的水泥標準稠度用水量值,在用試錐法的測定結果符合水泥標準稠度用水量要求時,即試錐下沉深度在(28±2)mm的范圍內,用試桿法測定同樣的水泥樣品,所得到的水泥標準稠度結果有一部分達不到試桿距離底板(6±1)mm的要求(表l中第l、2號樣品),如果控制試錐的下沉深度在(29±1)mm時,用試桿法測定水泥標準稠度用水量卻都能夠滿足試桿距離底板(6±1)mm的要求。
2.2 水泥標準稠度用水量的變化對水泥凝結時間測定結果的影響
眾所周知,拌和用水量的變化會直接影響凝結時間的檢驗結果。但是試錐法反映水泥的需水量變化的敏感程度不如試桿法,當達到水泥標準稠度一般拌和水量每增減2ml(對大部分水泥的標準稠度用水量的相對誤差已經(jīng)超過±1.5%),試錐錐體下沉深度的變化不大,同樣會在28±2mm范圍內,即符合標準要求。因此,有必要研究拌和水量的變化對凝結時間的影響程度有多大。筆者曾隨機抽取某水泥試樣,測得的標準稠度用水量為27.00%,初凝時間為3:37,終凝時間為5:24,模擬在不同的“標準稠度用水量”下測得的“凝結時間”和真實標準稠度用水量下凝結時間作偏差對比的結果見表2。
從表2可以看出,拌和水量的變化對水泥凝時間的影響是相當大的。當拌和水量的變化達到±0.80%,得到的初凝時間結果就會超出同一試驗室對凝初時間測定的允許誤差范圍,如果拌合水量變化達到±1.20%以上時,終凝時間也會超過同一試室的允許誤差范圍。所以,準確測定水泥標準稠用水量是準確測定凝結時間的前提。由于試桿法對水泥的需水性反映更為敏感,所以,在實際檢驗工作中應盡量采用試桿法測定水泥的標準稠度用水量。
2.3 采用同一水泥樣品時,水泥標準稠度用水量與凝結時間的對應關系
采用同一個PO42.5R水泥樣品,隨著用水量的增加,兩種測試方法的水泥標準稠度用水量和凝結時間結果的變化如表3。
從表3試驗數(shù)據(jù)看到,試錐法測試結果符合標準稠度要求(28±2)mm時(表3中第2~6組數(shù)據(jù)),用試桿法(試桿法)測定同樣的水泥凈漿,所得到的稠度只有一部分達到(6±1)mm的要求(表3中第5、6組數(shù)據(jù)),凝結時間結果隨著拌和用水量的增加發(fā)生了很大的變化,用水量越多凝結時間越長,初凝時間從114 min變化到165 min,而終凝時間從158min變化到214 min,遠遠超出了實際檢驗工作中的允許誤差范圍。如果用試錐法測定時,控制試錐的下沉深度在(29±1)mm,水泥凝結時間的檢驗結果波動比較小,以試錐下沉深度29 mm為基準,檢驗結果可以符合同一試驗室的允許誤差范圍(同一試驗室允許誤差為:初凝±15 min,終凝±30min)。因此我們在實際檢驗中,如果采用試錐法測定水泥標準稠度用水量,應選用試錐在水泥凈漿中下沉深度在(29±1)mm的范圍,具有這樣標準稠度的水泥凈漿用作測定凝結時間,可以保證檢驗結果的準確性。
2.4 采用不同來源同種標號的水泥樣品分別用試桿法和試錐法測定得到的水泥標準稠度用水量與凝結時間的對應關系
選用不同來源的PO42.5R水泥樣品,用不同的測定方法測得水泥標準稠度用水量對凝結時間測定結果的影響見表4。
從表4我們看到不同的水泥樣品,兩種測試方法測得水泥標準稠度用水量時的差異:用試錐法測定得到的具有標準稠度的水泥凈漿,測定的水泥凝結時間的結果,普遍比用試桿法的要略短一些。對于水泥凝結時間測定結果的變化,甚至有些初凝時間結果超出同一試驗室允許的誤差范圍(表4中序號2、4、6、7數(shù)據(jù)),如果我們控制試錐在水泥凈漿中的下沉深度在(29±1)min的范圍時,水泥凝結時間的測定結果可以符合同一試驗室的允許誤差范圍。
3 結束語
從以上的試驗數(shù)據(jù)和分析,我們可以得出以下結論:
(1)試桿法比試錐法對水泥標準稠度用水量的反映更為敏感,水泥凈漿的稠度是受到拌和水量多少影響的,而兩種檢測水泥標準稠度用水量方法之間的差異,造成水泥標準稠度用水量測定結果的變化,進而影響水泥凝結時間結果的準確性,因此在檢驗工作中應盡量采用試桿法測定水泥的標準稠度用水量。
(2)用試錐法測定的具有標準稠度的水泥凈漿,用來測定水泥凝結時間時,普遍比用試桿法的測定結果略短一些。
(3)我們在實際工作中,如果采用試錐法測定水泥的標準稠度用水量時,應選用試錐下沉深度在(29±1)mm的范圍,具有這樣標準稠度的水泥凈漿用來測定水泥的凝結時間,才能夠使其和用試桿法檢測所得的水泥標準稠度用水量相對接近,才更加合理,減少實驗誤差,從而保證水泥凝結時間檢驗結果的準確性。
(4)在檢驗工作中,實驗操作對檢驗結果的影響不容忽視。檢驗人員必須嚴格按照國家標準、規(guī)范進行檢驗。采用統(tǒng)一的操作手法,認真、熟練、準確檢測水泥標準稠度,是確保水泥凝結時間檢驗結果準確性的必要措施。
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