水泥密度试验方法探讨与改进

水泥密度试验方法探讨与改进

邵利杰

海南省众邑新材料研究院有限公司 海南 三亚 572000

摘要：建筑行业经常会用到水泥，且其主要成分为混凝土、砂浆，这类产品不仅坚固而且经久耐用，目前在国防工程、土木建筑中应用最多。水泥质量直接影响建筑质量，且其关系到居住者的生命安全，所以必须重视产品检测。现阶段，人们将水泥密度用于检测水泥质量的一项重要标准，且其在一些特殊工程中相当于关键指标。对此，本文详细探讨了检测水泥密度的具体步骤，对影响水泥密度的因素展开深入分析，并提出了几点改进方法，以期能够作为相关人员的参考依据。

关键词：水泥密度；试验方法；改进

1水泥密度的检验步骤

（1）水泥试样第一步就是过筛，可用0.90m m大小的方孔筛，然后放置在110℃±5℃的温度中持续烘干1h，再转入干燥器进行冷却，直到其恢复20℃±1℃的室温。

（2）称60g水泥，使其达到0.01g的精确度。检测测量其他材料的密度时，应适当地增减称量，读取对应的刻度值。

（3）在李氏瓶中掺入一定的无水煤油，让它的刻度从原来的0变成现在的1，接着开始磁力搅拌，将瓶盖塞好，最后把整个瓶子放进恒温水槽里。确保水能够浸没所有刻度，并保持20℃±1℃的水温，保持半小时的恒温，观察无水煤油显示出来的数值。

（4）将李氏瓶从恒温水槽中取出，用滤纸擦干瓶颈周围。

（5）往李氏瓶中装入水泥样品，可使用小匙，然后将其不停地摇动，或借助磁力进行搅拌，确保不再排出气泡，在恒温水槽内放置李氏瓶，保证刻度都浸在水中，恒温时间应持续30分钟，再进行读数。分两次对水槽温度进行读取，且保证温差在0.2℃以内。

（6）水泥质量÷体积=密度。最好要测量2次，计算出它的平均值，这个值就是实验结果。两次测量得到的数值要完全相同，以保证密度的合理性。必须对平行试验差加以控制，仔细地操作，不然难以达到要求。

2 水泥密度检验的影响因素

2.1人员操作

本试验最容易受人员操作的影响。虽然这是一项比较简单的试验，但检验人员还是要细致认真，一旦出现操作失误，可能会产生极大的误差，具体表现为以下几点。

（1）李氏瓶读数。读取瓶体积数一般要分3次进行，第一次读数后，需对无水煤油量做相应的调整。将煤油装入瓶内后，必须保证0-1ml的刻度值。无水煤油可快速感知温度，遇热则发生膨胀，遇冷则缩小，导致读出的数据不准，这样不利于第二次读数。必须保证后两次读数的准确性，眼睛应平视凹液面。读数期间，应保证李氏瓶一直处于水中，以防温度发生波动而改变无水煤油的体积。

（2）装水泥。新标准自从添加了磁力搅拌法之后，使得装样效率和排空气效率有了明显提高。最初，主要采用的是振动方式，有时用手进行拍打，不仅达不到较高的效率，而且部分空气会残留在瓶内。因此，装样时应谨慎，以防样品漏在外面，同时应控制好速度，装入速度太快的话，可能会堵塞瓶颈，如果堵塞的话，可用铁丝将其通开，但这样就会沾上煤油或水泥颗粒，由此造成误差。所以，装入最好缓慢地进行，这样可省去许多麻烦。

（3）排空气。装好样品后，不必马上盖好瓶塞，而是不停地搅拌，确保装入的样品中不含有空气。

2.2仪器设备

试验过程中，需用到各种各样的仪器设备，且其直接影响到检测数据的准确性。在该项试验中，使用最多的就是李氏瓶，包括恒温水槽以及电子天平等，必须先检定这些仪器，确保所有仪器都合格。李氏瓶作为一种关键的仪器，它可用于计量检定、对瓶容积进行核查，同时要求容量误差不可大于0.05mL。一般来说，液体质量法使用最多，先装入适量的液体介质，再称量，将质量除以体积，得到液体密度。也可进行公式转换，得到体积数，将其与瓶体积相减，得到的差值即误差值。当然，进行标定时，需保证恒温，可增加相应的试验次数，适当扩大标定区间，这样得到的标定结果具有更高的可信度。标定好容积误差之后，接下来就是记录并将其保存好，以便日后修正检验数据。

该项试验所用的控温设备一般为恒温水槽，由于试验温度不会出现较大的波动，所以该项试验必须依赖设备，必须有效控制温度，此次试验才能取得成功。新标准要求所用的恒温水槽必须具有较大的容积，而且外界温度不会发生波动，以防影响试验结果，保证水温为20℃±1℃，水槽每个位置都要保持相同的温度。使用量程为100g以上的电子天平，且其分度值在0.01g以内，如果需要频繁使用的话，应做好期间核查，标准砝码可用于自校，以此得到精准的检验数据。

2.3检验环境

密度试验容易受检验环境的影响，温度一旦发生改变，无水煤油就能快速感知。对此，新标准做出了以下规定：保证（20+1）℃的实验室温度和恒温水槽温度，读取煤油体积应分两次进行，确保温差在0.2℃以内，试验最关键的就是温控，它决定了检测数据最终的准确性。标准没有规定具体的湿度，但水泥实验室必须达到一半以上的湿度，然而这并不适合密度试验。检测样品密度过程中，应先将样品烘干，然后缓慢地装样，这样可起到防潮作用，房间内应保证适宜的湿度，最好低于50%。现阶段，想要控制实验室温度，一般采用的是空调控温法，想要保持恒温，必须一直开启空调，房内应减少人员的走动，保证房内的封闭稳定性。如果有条件的话，可建造恒温实验室，以便达到试验要求。必须将水槽、房间的温度准确地记录下来，对体积进行读取之前，应观察水槽温度，将其与上次读数进行对比，保证温差不超过0.2℃，然后开始读数。

2.4物料处理

试验主要围绕待检样品，只有处理好样品才能保证试验结果。水泥样品还未测定之前，可用方孔筛（0.90mm）去除杂质以及大颗粒，使其混合均匀。然后在烘箱内放入样品，使烘干温度保持110℃±5℃，持续烘干1h，再将其置于干燥器内进行冷却。开展试验之前，必须保证所有工具、设备符合标准要求，可事先调整好状态，如果没有提出特殊要求，状态调整时间应超过24h。

3 对GB/T 208-2014《水泥密度测定方法》标准的建议

目前，GB/T208-2014原本就是公认的检验标准，需坚持行业的基本原理：在李氏瓶里掺入一定的水泥和少量介质，一般为液体，使水泥能够完全地浸泡其中，阿基米德定律要求水泥体积和瓶内的液体体积应该是一样的，由此可计算水泥密度。进行试验时，无水煤油可充当液体介质，当然其它液体也可，只要不与水反应。这项标准与国家标准编排体系相比，前者更趋合理，其诶具有更清晰的逻辑。当然，有些地方需有待改进: ( 1)“在2仪器设备后增加“材料”，或直接加入“3材料”条款，由于 “( 5) 滤纸”被列入材料类，这项条款需加入“煤油”。《煤油》并不会在所有的试验室中体现，因此必须检验煤油的含水量，选择合适的除水方法，以上两种方法并不是很复杂，可在一般试验室内进行；此项条款可加入“水泥标准粉”，也就是说实验过程中，应根据实验室的具体情况，将“校正系数”引入其中，人员习惯、系统以及试验环境容易造成误差，因此必须根据检验结果，分析哪些因素会导致“校正系数”的产生。 ( 2)“ 恒温水槽、盛水玻璃容器”应明确温度、仪器规格以及如何控制温差。 ( 3)在条款“3.1”和“6.3”中，必须控制好李氏瓶的温度环境。 ( 4)对检测环境提出具体的温度要求，由于煤油温度容易发生改变，导致出现显著的体积变化。

结束语

水泥包含了密度这一重要物理指标，这项标准参数主要用于检测水泥比表面积。虽然这是一种简单的检验方法，但外界因素容易影响整个操作过程，而且细节问题很难得到控制。因此，必须严谨认真地对待检验，将影响因素控制好，保证检验数据的准确性。

参考文献：

1. 宋立春，等.GB/T 208-2014，水泥密度测定方法.

2. 章成广，李维彦．低密度水泥对CBL／VDL评价固井质量影响口]．内蒙古石油化工，2005，15(6)：113—114．