鄭 偉

(莆田市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，福建 莆田 351100）

1 前言

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是水泥需水量的一種反應(yīng)，指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需要的拌合水量。通常是用水與水泥質(zhì)量的比（%）來(lái)表示。由于GB/T1 346-2011明確規(guī)定：“凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法中的8.2（試件的制備）是以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量按7.2（水泥凈漿的拌制）制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，按7.3（標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定步驟）裝模和刮平后，立即放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中。記錄水泥全部加入水中的時(shí)間作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)間”，而水泥安定性檢測(cè)使用的也是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿進(jìn)行成型?？梢?jiàn)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到這兩項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目的結(jié)果，進(jìn)而對(duì)混凝土配合比的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和建筑結(jié)構(gòu)的安全性能造成不可忽視的影響。

2012年3月1日GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)取代GB/T 1346-2001標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，從根本上改變了水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（標(biāo)準(zhǔn)法）的試驗(yàn)步驟，作者通過(guò)與同事以及與不同實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)試驗(yàn)，結(jié)合本人多年建筑材料檢測(cè)工作中，反復(fù)進(jìn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定試驗(yàn)中得到的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定中受到諸多因素的影響。現(xiàn)就其主要影響因素進(jìn)行分析，并結(jié)合作者多年水泥試驗(yàn)和在新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)的八個(gè)月中得出的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提出一些建議和改進(jìn)措施，以減少測(cè)定值的偏差。

2 可能對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響的因素分析

在測(cè)試過(guò)程中除了嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求構(gòu)建試驗(yàn)室環(huán)境和試驗(yàn)儀器，作者還從平時(shí)實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中反思分析可能會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的因素。

（1）在測(cè)試過(guò)程中環(huán)境因素的影響除了相對(duì)濕度和溫度，同時(shí)期進(jìn)行的其他水泥檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)造成的震動(dòng)也會(huì)對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定造成影響。

由于水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定、水泥膠砂成型和流動(dòng)度測(cè)定所要求的環(huán)境條件是一樣的，所以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定有可能和水泥膠砂成型、流動(dòng)度測(cè)定在同一個(gè)試驗(yàn)室同一時(shí)間進(jìn)行，那么在膠砂進(jìn)行振實(shí)成型與進(jìn)行流動(dòng)度測(cè)定的時(shí)候所產(chǎn)生的大量震動(dòng)波者會(huì)增加維卡儀中滑動(dòng)桿在水泥凈漿中的下落距離。

（2）試驗(yàn)中使用滴定管和量筒的區(qū)別。

作者使用過(guò)滴定管和量筒這兩種加水器具后，發(fā)現(xiàn)量筒的筒壁上容易產(chǎn)生細(xì)小氣泡，并且難以去除，而滴定管沒(méi)有這類情況發(fā)生。這種情況是否會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響？

（3）GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定維卡儀的滑動(dòng)桿能自由滑動(dòng)，不過(guò)對(duì)滑動(dòng)桿與維卡儀基座中孔徑之間的摩擦力沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定。由于水泥試驗(yàn)室對(duì)環(huán)境溫度和相對(duì)濕度有著嚴(yán)格的要求，這就造成一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境。水泥試驗(yàn)室中水泥粉塵也多，水泥粉塵粘附在維卡儀上以后，會(huì)改變維卡儀的滑動(dòng)桿的摩擦系數(shù)，必定會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。

（4）GB/T 1346-2011規(guī)定“拌和結(jié)束后，立即取適量水泥凈漿一次性將其裝入已置于玻璃板上的試模中，漿體超過(guò)試模上端，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次以排除漿體中的孔隙”，但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有詳細(xì)的裝模過(guò)程介紹，那么實(shí)際試驗(yàn)中不同人員的操作手法會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成什么影響？

經(jīng)作者多次試驗(yàn)嘗試，并向同事及其他水泥試驗(yàn)室求證，發(fā)現(xiàn)如果完全按照GB/T 1346-2011中標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法（標(biāo)準(zhǔn)法）中的要求，不添加任何其他步驟進(jìn)行試驗(yàn)，在試模制作成型后，從試模下方的玻璃板觀察試模內(nèi)部，明顯可看試模底部有大的空洞，并且當(dāng)成型的試模凝固后作者破開試模觀察試模內(nèi)部，也發(fā)現(xiàn)試模內(nèi)部存在大量氣泡和孔隙。作者的多次試驗(yàn)嘗試得到的結(jié)果都是一樣，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的“排除漿體中的孔隙”的要求。

作者分析產(chǎn)生這種情況的原因是因?yàn)樗鄡魸{是一次性裝入已置于玻璃板上的試模，由于試模的形狀是上窄下寬的梯形，水泥凈漿裝入其中本身就受限于入口狹窄，而裝入試模的水泥凈漿的流動(dòng)度不可能在1.5min內(nèi)完全填充試模內(nèi)部空間，進(jìn)而在試模底部和試模壁上產(chǎn)生大量的孔隙和氣泡，之后用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次也并不能消除試模中的孔隙和氣泡。這樣成型出來(lái)的水泥凈漿試模明顯不能符合GB/T1346-2011標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 作者按GB/T1346-2011標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室溫度和相對(duì)濕度，使實(shí)驗(yàn)室溫度控制在（20℃±2℃），濕度控制在（80%±5%），并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境穩(wěn)定在以上溫濕度條件下1個(gè)小時(shí)以后，對(duì)分析出可能對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響的因素進(jìn)行論證

（1）在測(cè)試過(guò)程中環(huán)境因素的影響除了相對(duì)濕度和溫度，最主要的影響因素是各種震動(dòng)對(duì)維卡儀的滑動(dòng)桿下落距離的影響。

作者在三種震動(dòng)環(huán)境下連續(xù)對(duì)同一個(gè)水泥樣品使用相同水量制作的水泥凈漿試模各進(jìn)行10次測(cè)試，得到以下結(jié)果：

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由表1可見(jiàn)劇烈的震動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響到測(cè)試結(jié)果，所以試驗(yàn)時(shí)應(yīng)避開環(huán)境中存在的各種震動(dòng)。在實(shí)際試驗(yàn)中最劇烈的振動(dòng)主要來(lái)源于兩個(gè)方面：一是膠砂振實(shí)臺(tái)工作的振動(dòng)，二是進(jìn)行流動(dòng)度測(cè)定時(shí)跳桌的振動(dòng)。其中又以膠砂振實(shí)臺(tái)工作時(shí)的振動(dòng)最劇烈。

（2）用滴定管（精度0.1ml）和用量筒（精度0.1ml）的區(qū)別。

作者使用精度0.01g的電子天平在20℃時(shí)，分別對(duì)量筒和滴定管這兩種玻璃儀器各量取的130 mL蒸餾水進(jìn)行10次稱量，得到以下結(jié)果：

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按照水在20℃的密度大約是998.203g/L來(lái)計(jì)算，130mL±0.5 mL蒸餾水在20℃的環(huán)境下質(zhì)量大約等于129.77g±0.499g，由表2可見(jiàn)這20次測(cè)量中量筒和滴定管雖然都可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，但明顯滴定管的精度更高。

（3）維卡儀與滑動(dòng)桿之間的摩擦力改變后對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生的影響。

作者使用5種形態(tài)的滑動(dòng)桿對(duì)同一個(gè)水泥樣品用相同水量制作的15批次的75個(gè)水泥凈漿試模各進(jìn)行測(cè)試，得到以下結(jié)果：

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由表3可以看出來(lái)由于水泥試驗(yàn)室這種對(duì)溫度和相對(duì)濕度要求十分嚴(yán)格，所以使試驗(yàn)室形成了一個(gè)相對(duì)封閉的空間。而水泥試驗(yàn)中水泥樣品必需通過(guò)0.9mm方孔篩后充分混勻，之后稱量加水拌合，這個(gè)過(guò)程會(huì)揚(yáng)起大量的水泥粉塵。而水泥粉塵容易粘附在滑動(dòng)桿，使滑動(dòng)桿下落時(shí)產(chǎn)生的摩擦力大增，進(jìn)而影響到水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定。隨著時(shí)間的增加，滑動(dòng)桿上水泥附著的就越多，滑動(dòng)桿的摩擦系數(shù)也越大。由表3可見(jiàn)在試驗(yàn)室放置一個(gè)月的滑動(dòng)桿和清洗過(guò)的滑動(dòng)桿測(cè)量的數(shù)據(jù)偏差基本不大，一個(gè)月后隨著時(shí)間的增加，滑動(dòng)桿測(cè)量所得的數(shù)據(jù)明顯有大的偏差，已經(jīng)不適合作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)。作者建議為了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，維卡儀至少使用一個(gè)月后能夠全面清洗一遍，特別是滑動(dòng)桿一定要清洗干凈，避免殘留粉塵和污垢。

（4）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的水泥凈漿裝模的方式，作者與同事以及其他實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行多次的討論和比對(duì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只有在GB/T 1346-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的步驟中添加兩種操作才能有效消除孔隙。第一種是在一次性將水泥凈漿裝入試模后，用直邊刀插搗后輕輕震動(dòng)試模，以達(dá)到消除試模中的孔隙的目的；第二種方法是在添加水泥凈漿的時(shí)候把水泥凈漿趕入試模底部，擠壓出試模內(nèi)部的空氣，才可以使水泥凈漿充滿整個(gè)試模，消除試模中的孔隙。

作者使用這兩種方法連續(xù)對(duì)同一個(gè)水泥樣品使用相同水量制作的水泥凈漿試模各進(jìn)行30次測(cè)試，得到以下結(jié)果：

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圖1 兩種裝模方式實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)圖

雖然兩種裝模方式都能有效“排除漿體中的孔隙”，但是由以上表4、圖1可見(jiàn)第二種裝模方式的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的浮動(dòng)過(guò)大，實(shí)際試驗(yàn)中遇到的不確定因素也多，并不適合作為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)的裝模方式。主要原因是在趕水泥凈漿入試模的力度不好控制，力度小了就不能擠壓出試模內(nèi)部的空氣，容易在水泥凈漿內(nèi)部留下氣泡和孔隙，測(cè)試時(shí)試桿會(huì)在遇到氣泡的時(shí)候突然加速，使測(cè)試得到的數(shù)據(jù)偏小；力道過(guò)大則容易壓實(shí)水泥凈漿，使測(cè)試得到的數(shù)據(jù)偏大。而第一種方法的可操作性好，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)標(biāo)浮動(dòng)也小。作者建議按第一種方法編寫水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定作業(yè)指導(dǎo)書，這樣才能有效的減少測(cè)試中產(chǎn)生的不確定度。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量能直接影響混凝土的施工性能、力學(xué)性能和耐久性。在混凝土的配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)基本參數(shù)：水灰比、用水量、砂率三個(gè)基本參數(shù)中，有兩個(gè)涉及到水，足見(jiàn)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量問(wèn)題在混凝土中的重要性。因此，在水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)試的過(guò)程中，除了要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作程序外，還要注意控制各種因素的影響，提高水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定值的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，減小其偏差。

[1]江麗珍，劉晨，顏碧蘭，崔向陽(yáng)，肖忠明，朱文尚，李勝泰，劉龍，于利剛，徐覺(jué)慧，王永清，夏志勇，王建新.GB/T 1346-2011 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時(shí)間 安定性檢驗(yàn)方法[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).2011.03.01.

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