T0505-2020水泥标准稠度用水量凝结时间安定性试验_沭阳市政仪器

标准法维卡仪（图源：江苏省沭阳县市政仪器有限公司）

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• JTG 3420-2020《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》---- 3 水泥试验【3.1 水泥物理、化学性能试验】
• T0505-2020水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法

1 目的、适用范围和引用标准

本方法规定了水泥标准稠度用水量、凝结时间和体积安定性的试验方法。

本方法适用于通用硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥及指定采用本方法的其他品种水泥。

引用标准：

《水泥净浆搅拌机》（JC/T 729）

《水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪》（JC/T 727）

《水泥安定性试验用沸煮箱》（JC/T 955）

2 仪具与材料

2.1 水泥净浆搅拌机：应符合现行《水泥净浆搅拌机》（JC/T 729）的规定。

2.2 标准法维卡仪：应符合现行《水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪》（JC/T 727）的规定，标准稠度测定用试杆[图T0505-1c）]有效长度为50mm±1mm，由直径10mm±0.05mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。测定凝结时间用试针[图T0505-1d）、e）]，由钢制成，其有效长度初凝针为50mm±1mm，终凝针为30mm±1mm，圆柱体直径为1.13mm±0.05mm。滑动部分的总质量为300g±1g。与试杆、试针联结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。

盛装水泥净浆的试模[图T0505-1，a）]应由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。试模深为40mm±0.2mm，圆锥台顶内径为65mm±0.5mm、底内径为75mm±0.5mm，每只试模应配备一个边长或直径约为100mm、厚度为4~5mm的平板玻璃底板或金属底板。

2.3 代用法维卡仪：应符合现行《水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪》（JC/T 727）的规定。

2.4 沸煮箱：应符合现行《水泥安定性试验用沸煮箱》（JC/T 955）的规定。

2.5 雷氏夹膨胀仪：由铜质材料制成，其结构如图T0505-2所示。当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上，另一根指针的根部挂上300g质量的硅码时，两根指针的针尖距离应在17.5mm±2.5mm范围以内，去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。雷氏夹受力示意，如图T0505-3所示。

2.6 量水器：分度值为0.5mL。

2.7 天平：最大量程不小于1000g，感量不大于1g。24

b)终凝时间测定用反转试模

a)初凝时间测定用立式试模

c)标准稠度试杆

d)初凝用试针

e)终凝用试针

图T0505-1 测定水泥标准稠度和凝结时间用的维卡仪（尺寸单位：mm）

2.8 水泥标准养护箱：温度控制在20℃±1℃，相对湿度大于90%。

2.9 雷氏夹膨胀值测定仪：如图T0505-4所示，标尺最小刻度为0.5mm。

2.10 秒表：分度值为1s。

雷氏夹示（单位：mm）1-指针；2-环模T0505-3雷氏夹受力

雷氏夹膨胀值测定仪（单位：mm）1-底座；2-模子座；3-测弹性标尺；4-立柱；5-测膨胀值标尺；6-悬臂；7-悬丝

3 试验准备

3.1 水泥试样应充分拌匀，通过0.9mm方孔筛，并记录筛余物情况，但要防止过筛时混进其他粉料。

3.2 试验用水宜为洁净的饮用水，有争议时可用蒸馏水。

4 试验环境

4.1 试验室环境温度为20℃±2℃，相对湿度大于50%。

4.2 水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室内室温一致。

5 标准稠度用水量的测定（标准法）

5.1 试验前必须做到：

（1）维卡仪的金属棒能够自由滑动。试模和玻璃底板用湿布擦拭（但不允许有明水），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）水泥净浆搅拌机运行正常。

5.2 水泥净浆的拌制

用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅中，然后5~10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，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刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。

5.3 标准稠度用水量的测定步骤

（1）拌和结束后，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，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，然后在试模上表面约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。在锯掉多余的净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆。

（2）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下，降低试杆直到与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在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。

（3）整个操作应在搅拌后90s内完成。以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计，结果精确至1%。

（4）当试杆距玻璃板距离小于5mm时，应适当减水，重复水泥浆的拌制和上述过程；若距离大于7mm，则应适当加水，并重复水泥浆的拌制和上述过程。

6 标准稠度用水量的测定（代用法）

6.1 标准稠度用水量的测定可用调整水量法和不变水量法两种方法中的任一种，发生争议时，以调整水量法为准。采用调整水量法测定标准稠度用水量时，拌和水量应按经验找水；采用不变水量法测定时，拌和水量为142.5mL，水量精确到0.5mL。

6.2 试验前须检查项目：仪器金属棒应能自由滑动；试锥降至模顶面位置时，指针应对准标尺零点；搅拌机运转应正常等。

6.3 水泥净浆的拌制：用符合要求的水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿棉布擦净，将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动机器，同时徐徐加入水拌和，慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s后停机。

6.4 标准稠度用水量的测定

（1）拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用宽约25mm的直边刀轻轻插捣5次，再轻轻振动5次，刮去多余净浆；抹平后迅速放到试锥下面固定位置上。将试锥降至净浆表面拧紧螺丝处，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，让试锥自由沉入净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后90s内完成。

（2）用调整水量法测定时，以试锥下沉深度30mm±1mm时的净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到30mm±1mm时为止。

（3）用不变水量法测定时，标准稠度用水量按式（T0505-1）计算：

P=33.4-0.185s （T0505-1） 

式中：P——水泥标准稠度用水量（%）；

S——试锥下沉深度（mm）。

结果计算精确至1%。

当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量法测定。

7 凝结时间的测定

7.1测定前准备工作：调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。

7.2试件的制备：以标准稠度用水量按5.2制成标准稠度净浆（记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间），一次装满试模，振动数次刮平，立即放入养护箱中。

7.3初凝时间的测定

（1）记录水泥全部加入水中至初凝状态的时间作为初凝时间，用“min”计。

（2）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，从湿养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触。拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试针垂直自由地沉入水泥净浆中。观察试针停止沉入或释放试针30s时指针的读数。

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

（4）当达到初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为达到初凝状态。

7.4终凝时间的测定

（1）由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”计。

（2）为了准确观察试件沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件[图T 0505-1e）]。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板下，翻转180º，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。

（3）临近终凝时间时每隔15min（或更短时间）测定一次，当试针沉入试件0.5mm时，即环形附件开始不能在试件上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。

（4）达到终凝时需要在试体另外两个不同点测试，结论相同时才能确定达到终凝状态。

7.5测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防止试针撞弯，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。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振动。

8 安定性的测定（标准法）

8.1 测定前的准备工作

每个试样需要两个试件，每个雷氏夹需配备两个边长或直径约80mm、厚度为4~5mm的玻璃板。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要稍稍涂上一层油。

8.2 雷氏夹试件的制备方法

将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立刻将已制好的标准稠度净浆装满试模。装模时一只手轻轻扶持试模，另一只手用宽约25mm直边小刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立刻将试模移至湿汽养护箱内养护24h±2h。

8.3 沸煮

（1）调整好沸煮箱内的水位，使之在整个沸煮过程中都能没过试件，无须中途添补试验用水，同时又能保证在30min±5min内升至沸腾。

（2）脱去玻璃板取下试件，先检查试饼是否完整（如已开裂、翘曲，要检查原因，确定无外因时，该试饼已属不合格品，不必沸煮），在试饼无缺陷的情况下，用雷氏法测定时，先测量雷氏夹指针间的距离（A），精确到0.5mm，接着将试件放入沸煮箱中的试件架上，指针朝上，试件之间互不交叉，然后在30min±5min内加热至沸腾并恒沸180min±5min。

8.4 结果判别

沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。

测量试件指针尖端间的距离（C），精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格；当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值大于5.0mm时，应用同一样品重做一次试验，以复检结果为准。

9 安定性的测定（代用法）

9.1 试验前准备工作

每个样品需准备两块约100mm×100mm的玻璃板。凡与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油。

9.2 试饼的成型方法

将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板并用湿布擦净的小刀由边缘向中央抹动，做成直径为70~80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放入湿汽养护箱内养护24h±2h。

9.3 沸煮

（1）调整好沸煮箱内的水位，使之在整个沸煮过程中都能没过试件，无须中途添补试验用水，同时保证水在30min±5min内能沸腾。

（2）脱去玻璃板取下试件，当用饼法测定时，先检查试饼是否完整（如已开裂、翘曲，要检查原因，确定无外因时，该试饼已属不合格品，不必沸煮），在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱的水中箅板上，然后在30min±5min内加热至水沸腾，并恒沸180min±5min。

9.4 结果判别

沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝，用直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲）的试饼为安定性合格，反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。

10 试验报告

试验报告应包括下列内容：

（1）要求检测的项目名称；

（2）试样编号；

（3）试验日期及时间；

（4）仪器设备的名称、型号及编号；

（5）环境温度和湿度；

（6）执行标准；

（7）使用检测方法；

（8）水泥试样的标准稠度用水量、凝结时间、安定性；

（9）要说明的其他内容。

条文说明

本方法参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T1346—2011）编制，相对于原方法，增加了试验用玻璃底板的具体尺寸要求。明确了标准稠度用水量的测定步骤中，净浆装模过程具体操作步骤。改变了原方法中标稠用水量代用法终凝时间的判定，改为距离玻璃底板30mm±1mm。改变了原方法安定性试样的成型方法，改为另一只手用宽约25mm直边小刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平。

在水泥净浆加水搅拌后，可能发生异常凝结现象。这种早期凝结又分为假凝和瞬凝。假凝的主要特征是加水凝固后，净浆没有明显温度升高，净浆重新搅拌后可恢复塑性。产生假凝的原因在于，当加入水中时，半水石膏和无水石膏比铝酸三钙（C3A）能更快溶解，形成硫酸钙过饱和溶液，同时转化为二水石膏结晶析出，带来假凝。同时还与水泥中存在的碱有关。

瞬凝的主要特征是当加入水中时，大量放热，很快失去流动性。产生的原因主要在于C3A含量过高，而水泥中为掺入石膏或掺入的石膏中三氧化硫（SO3）含量过低引起的。

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