建筑水泥质量检测
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摘要:文章在物理指标和化学指标这两大方面介绍了建筑水泥的检测指标和检测方法要点,并阐述了影响水泥质量检测的因素,指出了控制方法。
关键词:水泥;物理化学指标;检测;影响因素;控制;评价
水泥是建筑中必不可少的基础原材料之一,水泥质量的好坏对建筑工程质量的影响非常大。因此加强水泥质量的检测,对于确保建筑工程质量有着重要意义,下面笔者从阐述水泥检测方法出发,总结水泥检测中的影响因素,探讨提高水泥质量检测的措施及方法。
一、水泥物理指标检测
1.水泥标准稠度用水量。通过测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量,作为水泥凝结时间、安定性试验用水量之标准。试验时先将预估量的拌和水倒入润湿的搅拌锅内,再倒入500g水泥试样。搅拌后立即将净浆一次性装入玻璃板上的试模中,插捣振动抹平后迅速将试模连板一起放到维卡仪上,将试杆降至净浆表面拧紧螺丝后突然放松,让试杆垂直自由沉入净浆中,直到停止下沉时记录试杆距底板的距离。反复用不同的预估量的拌和水进行试验,直至试杆距底板的距离为6mm±1mm时的净浆为标准稠度净浆,此时所用拌和水量为水泥标准稠度用水量。试验时注意要在规定时间内完成,并尽量将水与水泥置于锅底。
2.水泥凝结时间。将标准稠度的水泥净浆一次装入玻璃板上的试模中,在插捣振动抹平后养护,至加水后30min时进行第一次测定,让初凝针降至净浆表面,突然放松使针垂直自由沉入净浆,观察试针停止下沉时指针的读数。自加水时起至试针沉入净浆中距底板4mm±1mm时,所需的时间为初凝时间;初凝后将试模同浆体翻转放置玻璃板上继续养护,直至终凝针沉入净浆中0.5mm时计算,自加水开始所共需的时间为终凝时间。所有水泥初凝合格标准为≥45min,P•I、P•Ⅱ水泥终凝合格标准为≤390min;其他水泥终凝合格标准为≤600min。试验过程中要防止试模受振;测初凝时针沉人位置要距试模内壁≥10mm。每次测定不能使针落入原侧位,每次测完须将试针擦净,并将试件继续养护。
3.水泥安定性。安定性的测定方法有雷氏法(标准法)和试饼法(代用法)。雷氏法测定是将标准稠度水泥净浆一次性装入玻璃板上的雷氏夹中成型,养护后拆除玻璃板,记录此时雷氏夹两指针尖间的距离后沸煮,煮后待沸煮箱冷却至室温取出雷氏夹,测定雷氏夹的两指针尖间的距离,前后两次测距相减得到膨胀值。按此方法做两个试件,在两试件的膨胀平均值≤5.0mm,且之间相差≤4.0mm时即水泥安定性合格。此实验要注意雷氏夹的有效性,并且要精确读值。
4.水泥胶砂强度。检验水泥各龄期强度,以确定强度等级;或已知强度等级,检验强度是否满足规范要求。是检测水泥质量的重要指标。试验时首先按l份水泥、3份标准砂和半份水的配合比来配制胶砂(P•S、P•P、P•F、P•C水泥用水量按0.5水灰比和胶砂流动度≥180mm来确定)。在搅拌锅内搅拌后成型,养护24小时后拆模,再次养护至各试验龄期后,进行抗折、抗压强度试验。各龄期试验结果皆不小于相应的规范要求值为合格。此项试验要注意成型实验室及养护箱温湿度要达到规范要求;养护时试件刮平面朝上并要水平放置,试件六面要触水,相互有间距;保持养护容器内的水位,并且在养护期间不能将养护的水全部换掉,同容器内不能养护不同类型的水泥试样;试验用具要具有有效性;抗折及抗压试验是要按规定速率,匀速在试件中心加荷。
5.水泥细度。为选择性指标(略)。
二、水泥化学指标检测
1.不溶物的测定。将称好的试样置于烧杯中,加入蒸馏水搅拌并加入盐酸溶液处理,之后用近沸的热水稀释置于蒸气水浴中加热15min,再用中速定量滤纸过滤,滤出的不溶残渣再以氢氧化钠溶液处理,经盐酸中和,过滤后用热的硝酸铵溶液充分洗涤,残渣在高温下灼烧至恒重称量,其值即为不溶物的质量。不溶物的质量与试样质量的比值为不溶物的百分含量。P•I水泥此值≤0.75%时合格;P•Ⅱ水泥此值≤1.50%时合格。
2.烧失量的测定。将称好的试样置于已灼烧至恒量的坩锅内,在950±25℃的马弗炉中灼烧,驱除水分和二氧化碳,同时将存在的易氧化元素氧化。取出坩锅置于干燥器中,冷却称量,反复灼烧直至恒重,得到损失的质量与试样的质量的比值即为烧失量。P•I水泥此值≤3.0%时合格;P•Ⅱ水泥此值≤3.5%时合格;P•O水泥此值≤5.0%时合格。
3.三氧化硫的测定。在酸性溶液中,用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,静置12-24h,用慢速定量滤纸过滤,并以温水洗涤,直至检验无氯离子为止。将沉淀物与滤纸一并移入坩锅内,放入800℃至950℃马弗炉中灼烧至恒重,以硫酸钡形式称量,测定结果换算成SO3含量。P•I、P•Ⅱ、P•O水泥此值≤3.5%时合格;P•S水泥此值≤4.0%时合格;P•P、P•F、P•C水泥此值≤3.5%时合格。
4.氧化镁的测定。试样用NaOH熔解,然后制备成PH10的溶液,以三乙醇胺、酒石酸钾钠作掩蔽剂,用酸性铬蓝K-荼酚绿B混合指示剂,以EDTA标准溶液滴定钙镁总量,扣除滴定氧化钙时消耗的EDTA标准溶液的体积后,求算氧化镁的含量。P•I、P•Ⅱ、P•O水泥此值≤5.0%时合格;P•S•A水泥此值≤6.0b%时合格;P•P、P•F、P•P水泥此值≤6.0b%时合格。
5.氯离子的测定。对常量氯化物的测定,一般用硫氰酸盐容量法;对微量氯化物的测定,常采用离子选择性电极法和快速蒸馏-汞盐滴定法。其快速蒸馏-汞盐滴定法是用规定的蒸馏装置,在250℃至260℃温度条件下,以氧化氢和磷酸分解试样。以净化空气为载体,蒸馏分离氯离子。用稀HNO3作吸收液,当达到PH=3.5左右时,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,用硝酸汞标准溶液滴定。样品含氯离子量≤0.06C%为合格。
6.碱含量的测定。为选择性指标(略)。
三、水泥质量检测的影响因素分析及控制要点
1.仪器因素及控制方法。实验室的水泥检测仪器设备是检测和评定水泥质量的基础环节,设备质量的好坏,技术参数准确与否,都会关系到检测的准确性。诸如胶砂试模尺寸有偏差,振实台装置不水平会造成试件强度不均匀;抗折机装置不水平及压力机不能调零会使测试值失真;搅拌机叶片与锅壁间隙大,造成胶砂密实度不均匀;养护箱温湿度不能控制,会影响水泥水化、凝结、硬化等等这些都会直接影响检测结果。因此,实验室应在购买时就须充分了解设备仪器的性能,熟练掌握使用方法和技巧,正确安装,并做好设备仪器的维护和保养。重视对设备仪器日常的运行检查,经常性地检测和校正设备仪器的精度,定期送检并请计量部门现场检定,检定不合格设备仪器及时修理或更新,尽可能地减小设备仪器因素给检测结果带来的影响。
2.环境因素及控制方法。温湿度、气压以及空气流动情况等外部试验环境对试验结果会产生一定的影响。诸如因季节变化会使电子检测设备灵敏度发生波动,产生检测数据偏差;还会使试验时所用各种材料之间、材料与所涉及的设备之间,不能统一达到规范要求的检测温度,从而影响检验数据准确性;气流会使电子天平数字漂移,造成称量不准;气压变化会影响比表面积测定等等这些都会间接影响试验结果。因此在试验时一定要严格遵守试验规定的标准条件,通过合理地操作、存放、养护、以及人为调节等措施来减小环境对检测结果的影响。
3.操作因素及控制方法。由于试验人员操作不当诸如不按试验规范程序操作会使实验数据没有代表性;没定期校订负压筛系数,筛余值会失真;养护时试模无水平放置,会造成试件变形或流浆;试模四周没用油脂密封,会造成泥浆外渗;试件在成型、养护、试验时没有做好标示,造成不同组的试件相互错替;在检测中设备仪器忘记调零,使检测数据失效;试验后对于离散大的数据没有正确取值,也无及时复检等等这些都会影响水泥检测的准确性。此外由于个体差异,不同的操作人员采用相同的样品和操作方法,试验结果也不会完全相同。综上所述实验室必须加强人员的培训和管理,严格要求测试员按照规范和设计要求进行操作,并固定一批水平过硬的、稳定的操作人员队伍。
四、水泥的质量评价
根据水泥物理和化学指标的检测结果,可将水泥按品质分为合格品和不合格品两大类。
1.合格品。水泥除了碱含量、比表面积、细度外的规范要求其它指标都能符合GB175-2007标准要求时,可判定为合格品。这类水泥可以按照设计的要求正常使用。
2.不合格品。水泥除了碱含量、比表面积、细度外的规范要求其它任一项指标不符合GB175-2007标准要求时判定为不合格品。不合格水泥在建筑工程中可以降低标准使用。如强度指标不合格可降低标号使用或用于工程的次要受力部位等。
总之,水泥检测人员必须熟练掌握水泥检测的各项方法和要点,严格按照规范进行操作,减小仪器设备、环境和人为因素带来的误差,提高检测质量,为施工现场准确及时地提供真实有效的检验数据,确保建设工程的质量。
参考文献:
[1] GB 175-2007.通用硅酸盐水泥标准 [S].
[2] GB/T176-2008.水泥化学分析 [S].
作者简介:林岩(1971-)、男、助理工程师、本科、从事建筑工程质量检测工作。
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