簡介
當水泥與水混合之後,水化反應立刻在水泥顆粒表面發生,如圖1所示,生成的膠體狀水化產物聚集在顆粒表而形成水化物膜層,使化學反應減慢,此階段的水泥漿既有流動性又有可塑性(圖1(b))。隨著生成的膠體狀水化產物不斷增多,膜層增厚並相互連線構成疏鬆的網狀結構,使漿體逐漸失去流動性,這就是水泥的初凝(圖1(c)),繼而完全失去可塑性,並開始產生結構強度,即為終凝。
測試儀器及準備
測量儀器
測量水泥初凝時間所用的設備為維卡儀。維卡儀就是平時所說的水泥稠度測定儀。主要包括刻度尺、滑動桿、測試針、器皿等。其中測試針包括測稠度桿、測初凝的細針和測終凝的粗針。平時不做試驗時,滑動桿要裝上稠度桿,防止破壞重力桿的絲扣。
準備工作
測定凝結時間前,應先檢查儀器滑動部分在支架中能否自由滑動,同時檢查試桿降至淨漿表面時,指針應對準標尺零點,否則應予以調整。測定凝結時間前,應卸下稠度試桿,換以試針,同時檢查試針與圓模頂接觸時指針是否對零,否則應予調整。每次測定前,首先應將儀器垂直放穩,不宜在有明顯振動的環境中操作。每次測定完畢均應將儀器工作表面擦拭乾淨並塗油防鏽。滑動桿表面不應碰傷或存在銹斑。
測試步驟
儀器準備工作
與“水泥標準稠度用水量試驗”相同,僅將水泥淨漿稠度測定儀的試錐取下,換上直徑為1.1毫米、長50毫米的試針;淨漿改用圓模(上部內徑65毫米、下部內徑75毫米、高40毫米)盛裝。
試驗步驟
1.測定前,將圓模放在玻璃板上,並調整儀器,使試針接觸玻璃板時,指針對準標尺零點。
2.稱500克水泥,加入標準稠度用水量,按“標準稠度用水量試驗”相同的方法拌制淨漿。
3.將拌制好的淨漿,立即一次裝進圓模,振動數次後刮平,然後,放入養護箱內。
4.測定時,從養護箱中取出盛有淨漿的圓模,置於試針下,使試針與淨漿面接觸,擰緊螺絲。然後突然放鬆螺絲,讓試針自由沉入淨漿,觀察指針讀數。
最初測試時,應輕輕扶持金屬棒,使其徐徐下降,以防試針撞彎。但初凝時間,仍必須以自由降落測得的結果為準。
臨近初凝時,每隔5分鐘測試一次;臨近終凝時,每隔15分鐘測試一次。每次測試不得讓試針落入原針孔。每次測試完畢,須將盛有淨漿的圓模放回養護箱,並將試針擦淨。
測試過程中,圓模不受振動。
試驗結果處理
根據水泥裝液初凝的定義,當水泥漿從流塑狀態轉變成硬塑狀態,並初步具有一定形狀的時候,叫水泥的初凝;在試樣中給出的定義是,通過初凝針測試的時候,當試針沉至距底板4mm±1mm時,認為水泥初凝。初凝狀態的水泥漿如圖3所示。從圖中可以看出,在初凝的時候,水泥漿已經失去可塑性,且在底部的水泥漿已經具備一定的強度和硬度,滑動桿自重已經不能插到底板。在實際施工中,在水泥漿初凝及初凝前很長一段時間,孔口管的下放是需要很大動力的,自重是不滿足實際施工需要。
注意事項
測定時應注意,在最初測定的操作時應輕輕扶持金屬柱,使其徐徐下降,以防試針撞彎,但結果以自由下落為準;在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內壁。臨近初凝時,每隔測定一次,臨近終凝時每隔測定一次,到達初凝或終凝時應立即重複測一次,當兩次結論相同時才能定為到達初凝或終凝狀態。每次測定不能讓試針落人原針孔,每次測試完畢須將試針擦淨並將試模放回濕氣養護箱內,整個測試過程要防止試模受振。
國標規定
國標《通用矽酸鹽水泥》GB175-2007規定:
矽酸鹽水泥的初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於6h30min(390min);
普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥和複合矽酸鹽水泥初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於10h(600min)。