2.4　水泥标准稠度用水量、凝结时间试验

2.4.1　试验目的

①掌握水泥标准稠度用水量及凝结时间测定的基本原理和方法。

②熟练使用维卡仪和净浆搅拌机等仪器设备。

2.4.2　试验依据

本试验参考标准为《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T 1346—2011）。实验室环境要求室温应控制在（20±2）℃，相对湿度不低于50%。湿气养护箱温度为（20±1）℃，相对湿度不低于90%。

水泥净浆对标准试杆（试锥）的沉入具有一定阻力，通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。随着水泥水化时间的变化，试针沉入水泥净浆深度所受阻力加大，试针沉至一定深度所需的时间即为水泥凝结时间。

2.4.3　试验设备及耗材

水泥净浆搅拌机（如图2-5所示）、维卡仪［如图2-6所示，标准稠度杆由有效长度为（50±1）mm、直径为（10±0.05）mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。初凝用试针由钢制成，其有效长度为（50±1）mm、直径为（1.13±0.05）mm；终凝用试针有效长度为（30±1）mm。滑动部分的总质量为（300±1）g。与试杆、试针连接的滑动杆表面应光滑，能靠重力自由下落，不得有紧涩和旷动现象］、试模［盛装水泥净浆的试模由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。试模为深（40±0.2）mm、顶内径（65±0.5）mm、底内径（75±0.5）mm的截顶圆锥体。每个试模应配备一个边长或直径约100mm、厚4～5mm的平板玻璃底板或金属底板］、量筒或滴定管（精确度±0.5mL）、电子天平（最大称量不小于1000g，分度值不大于1g）、水泥、自来水。

2.4.4　试验步骤

水泥标准稠度用水量测定方法（标准法）

①确保维卡仪的滑动杆能自由滑动。试模和玻璃底板用湿布擦拭，将试模放在底板上。

②调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。

③用湿布擦拭润湿水泥净浆搅拌机搅拌锅和搅拌叶片。

④将称量好的拌合水倒入搅拌锅内，然后在5～10s内小心地将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出。

⑤拌合时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆用刮刀刮入锅中间，接着高速搅拌120s，停机。

⑥拌合结束后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端。

⑦用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆。

⑧抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆上，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺钉1～2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。

⑨试杆停止沉入或释放试杆30s时，记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净。

⑩整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm时的水泥净浆为标准稠度净浆。

凝结时间的测定方法

①调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准零点。

②按本书中“2.4水泥标准稠度用水量、凝结时间试验”以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，装模和刮平后，立即放入湿气养护箱中。以水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。

③试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针使其与水泥净浆表面接触。

④拧紧螺钉1～2s后，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。

⑤临近初凝时间时，每隔5min（或更短时间）测定一次，当试针沉至距底板（4±1）mm时，即为水泥达到初凝状态。

⑥由水泥全部加入水中至初凝状态的时间称为水泥的初凝时间，用min表示。

⑦在完成初凝时间测定后，取下初凝试针，换成终凝试针。

⑧立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中继续养护。

⑨临近终凝时间时，每隔15min（或更短时间）测定一次，当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件［见图2-6（e）试针］开始不能在试体上留下痕迹时，即为水泥达到终凝状态。

注意：在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准；在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm。到达初凝或终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能认定为到达初凝，到达终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能认定到达终凝状态。每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。

2.4.5　数据处理

水泥标准稠度用水量测定方法（标准法）

水泥标准稠度用水量试验中，其拌合水量为该水泥的标准稠度用水量，按水泥质量的百分比计。

　　（2-10）

式中　w1——水泥质量，g；

w2——拌合用水量，g。

凝结时间的测定方法

由水泥全部加入水中至初凝、终凝状态的时间称为水泥的初凝时间、终凝时间，用min表示。

T初=T2-T1　　（2-11）

T终=T3-T1　　（2-12）

式中　T1——水泥加入水中的时间，min；

T2——当初凝试针沉至距底板（4±1）mm的时间，min；

T3——当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时的时间，min。

2.4.6　思考题

①测定水泥标准稠度用水量有何工程指导意义？

②水泥初凝时间过短、水泥终凝时间过长对混凝土有何影响？

③简述水泥细度与凝结时间之间的关系。