水泥强度快速测定试验研究

王 瑜 敏

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030003)

水泥强度快速测定试验研究

王 瑜 敏

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030003)

结合实践经验，探讨了CS促凝剂的作用，阐述了水泥强度试验的准备工作、试验步骤和抗压强度的测定过程，并根据试验数据统计结果及试验验证，得出以1 h推定水泥28 d强度误差较小，适用于混凝土生产企业控制混凝土质量的结论。

水泥，强度，试验，超前控制

0 引言

当今,商品混凝土已成为建设工程中最常用最大宗的建筑材料。目前国家规范仍以28 d强度为其质量检验标准,但在实际工程中,28 d可建楼房四五层。如此时测出混凝土强度达不到设计要求,整个工程质量便不合格,技术处理难度很大,给工程埋下了质量隐患。为保证工程质量,提高混凝土强度,多用水泥又是一种浪费。理想的办法是对混凝土进行超前控制,即在混凝土浇筑前或浇筑中就能准确可靠地测出其强度,以保证工程质量。用28 d强度试验来控制混凝土质量已不能满足现代化施工需要，这就需要快速测定混凝土强度。借鉴《1小时推定混凝土强度新技术》制定技术方案，决定将混凝土1 h快测试验推广到水泥中，先来测定水泥胶砂强度，因为水泥强度直接影响着混凝土强度，对混凝土强度起着决定性的作用，利用水泥胶砂强度检验时的余料，促凝压蒸1 h的结果来推定水泥28 d标准强度，就可以设计混凝土配合比和对混凝土进行质量控制。

1 试验环境

1)试验室温度应为(20±2)℃，相对湿度不低于50%。

2)水泥试样、标准砂、试模、拌和水等温度与室温相同。

2 试验准备

1)水泥取样后,过0.9 mm方孔筛后，为确保均质性良好，取2 kg水泥倒入净浆搅拌机中慢速搅拌2 min后方可使用。

2)将试模擦净，四周模板与底板的接触面上涂黄油，紧密装配，防止漏浆。

3)将压蒸锅中的水加至离篦约10 mm的高度，并烧开加盖限压后，保证不漏气。

3 CS促凝剂

将化学试剂无水碳酸钠Na2CO3和无水硫酸钠Na2SO4按质量比3∶1合成，研细并过0.16 mm的筛混匀，按每次试验用量5 g，用塑料袋分装密封，于阴凉干燥处保存防止受潮。

促凝剂的作用是湿砂浆在成型后，促进其迅速凝固，在湿热条件下减少或避免结构内部造成的缺陷，从而取消一般蒸养工艺中必不可少的静停时间。

4 仪器设备

1)抗压试验机。

采用10 t压力试验机，表盘最大量程为20 kN，Ⅰ级精度。

2)水泥胶砂搅拌机。

3)水泥胶砂震实台频率为2 800次/min～3 000次/min，振幅为(1±0.1)mm。

4)水泥净浆搅拌机。

5)专用压蒸锅(电热手提式高压消毒器)。

需装配表盘尺寸为φ55 mm，量程为0 kPa～250 kPa的2.5级压力表。

需装配1.5 kW的电热器，要求将试件放压蒸锅压蒸养护时，加盖限压阀后15 min内，压力表所示锅内蒸汽压力稳定在(100±10)kPa，蒸汽温度相应为120 ℃。

每次试验前都要认真检查压蒸锅是否漏气。

6)试模。

长:50 mm，宽：(31.6±0.1)mm，高：(31.6±0.1)mm。

7)试模钢盖板。

尺寸为:125 mm×70 mm×10 mm，上下板面平整、光洁，钢盖板的作用是可以阻止高温蒸汽对水泥胶砂试件的骤然袭击，使得慢慢受热达到高温阶段。

8)台称。

称量1 000 g，感量1 g。

9)试验工具。

拌和铲、刮刀、小刀、搅拌锅、收料盘、下料漏斗、秒表。

10)光电天平。

精确至0.1 mg。

5 记录要素

每次试验时试验室温度及相对湿度、胶砂成型第一次加水时间、试件入锅时间、放气时间、蒸压时间、试件压蒸抗压强度。

6 试验步骤

1)将两次水泥胶砂强度试验用料一起称好备用。

2)水泥胶砂试验中试件刮平工作在湿布擦过的收料盘中进行及时收集余量，尽量避免散失并用湿布覆盖,防止水分蒸发。

3)将两次收集的余料折入一个盘中翻拌均匀，称取500 g放入用湿布擦过的搅拌锅内加入5 g促凝剂，用拌和铲迅速翻拌，拔压砂浆30 s，翻拌时，锅沿逆时针方向转动，铲沿顺时针方向翻拌、拔压。每翻拌一次约拔压3次～4次，共反复15次左右。

4)将专用试模和下料漏斗预先固定在水泥胶砂震实台上,将胶砂一次性地装入下料漏斗,震动90 s。

5)从震实台取下试模,将试件表面抹平盖上钢盖板,以上试验自第一次加水时15 min内完成。

6)将带模的试件迅速放在水已烧沸的蒸压锅的蒸篦上加盖压阀后，记录压蒸养护的始末时间。

7)升压时间应控制在15 s内,在压蒸过程中应经常观察压力表值，将压力表值控制在0.14 MPa±0.01 MPa范围内，压蒸养护1 h切断电源，将蒸压锅去阀放气，在确认锅内无蒸汽压力后，开盖取出试模。

8)立即拆模进行试件抗压强度试验。

7 抗压试验

1)强度测定。抗压强度试验在整个加荷过程中以0.1 kN/s～0.3 kN/s的速率均匀加荷至破坏，记录破坏荷载，并按下式计算水泥抗压强度：

RC=FC/A。

其中，RC为水泥胶砂试件压蒸抗压强度，精确到0.01 MPa；FC为破坏时的最大荷载，精确到0.01 kN；A为受压面积，mm2(31.6 mm×31.6 mm=1 000 mm2)。

表1 试验数据记录表

2)以一组3个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值。如最大或最小值中有一个测值与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的强度值。如最大和最小值与中间值的差值均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。

8 数据统计

1)每种水泥样品拌匀同时取两份试样,一份测水泥胶砂28 d抗压强度R28(MPa)，另一份做1 h促凝压蒸试验测快硬强度R1 h(MPa)，详见表1。

2)促凝压蒸强度一组内3个试件最大值与最小值之间的差值Rt(MPa)。

3)促凝压蒸强度组内误差Vt(%)应小于5%。

9 统计分析

9.1 统计方法

采用数理统计最小二乘法原理进行回归分析,取得推定值, 得出直线方程式R28=A+BR1 h，绘制成推定曲线。

9.2 统计要求

1)数据n不得少于30组。

2)相关系数r达到85%以上。

3)离差系数CV一般不超过10%，最大不超过15%的要求。

9.3 计算结果

理论验证试验数据33组,回归方程常数项A=18.77；回归系数B=5.109；相关系数r=0.928。相关系数0.928,符合规范要求(≥0.85)。离差系数2.75%都符合规范,一般不超过10%,最大不超过15%的要求。总体上符合技术方案要求。得出直线方程式R28=18.77+5.109R1 h。

10 实施效果

以1 h压蒸强度值,查推定换算表,取推定强度值,对照实测强度值验证准确率，详见表2。

表2 实际强度验证

11 技术总结

通过验证,1 h推定水泥28 d强度误差较小,准确率高,适用于混凝土生产企业控制混凝土质量。在试验中不断摸索，总结积累经验，不断地完善试验方法和试验步骤。

[1] 1小时推定混凝土强度新技术[Z].

[2] GB 175-2007，通用硅酸盐水泥[S].

[3] GB/T 17671-1999，水泥胶砂强度检验方法(ISO法)[S].

[4] JGJ/T 15-2008，早期推定混凝土强度试验方法标准[S].

Research on fast testing of cement strength

WANG Yu-min

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030003,China)

Combining with the practical experience, the paper explores the role of the CS coagulant, illustrates the preparation, the test steps, measurement process of the anti-compression strength of the cement strength tests, and concludes the 28 d strength errors induced by 1 h is smaller, so it can be adopted in the control over the concrete quality in the concrete production enterprises according to the results of the test data statistics and test features.

cement, strength, test, advanced control

1009-6825(2014)22-0123-02

2014-05-16

王瑜敏(1980- )，女，助理工程师

TU502

A