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水泥混凝土凝结时间检测

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发布时间：2025-07-15 07:05:03 更新时间：2025-07-14 07:05:04

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

水泥混凝土凝结时间检测：关键指标与标准化流程

水泥混凝土的凝结时间是衡量其施工性能和工作性的核心指标之一，直接影响着混凝土的运输、浇筑、振捣及后续养护等一系列施工工序的安排和质量控制。凝结时间通常分为初凝时间和终凝时间：初凝时间标志着混凝土开始失去塑性，不再适合大规模浇筑和振捣；终凝时间则标志着混凝土初步硬化，开始具备一定的结构强度，可以小心地进行后续操作或覆盖养护。准确检测凝结时间对于确保混凝土结构具有预期的力学性能、耐久性及施工过程的安全高效至关重要。它不仅关系到施工的可操作性，也影响着混凝土早期强度的发展、可能产生的收缩裂缝风险，以及最终结构物的整体质量和使用寿命。

检测项目

水泥混凝土凝结时间检测的核心项目即为：

1. 初凝时间： 从水泥与水接触（或加入外加剂拌合）开始，到标准稠度水泥浆体（或混凝土拌合物）达到规定塑性状态所经历的时间。此时，混凝土开始失去可塑性但仍未具备强度。

2. 终凝时间： 从水泥与水接触（或加入外加剂拌合）开始，到标准稠度水泥浆体（或混凝土拌合物）达到规定硬化状态所经历的时间。此时，混凝土开始硬化并初步具备抵抗外部应力的能力。

检测仪器

水泥混凝土凝结时间的检测主要使用以下标准仪器：

1. 贯入阻力仪（维卡仪或类似设备）： 这是测量凝结时间的核心设备。

测针： 通常配有不同截面积的圆柱形针头（如初凝针直径1.13mm ± 0.05mm，终凝针直径2.26mm ± 0.05mm）。
压力表或传感器： 用于精确测量贯入阻力值（单位：MPa）。
测试支架： 用于固定盛放试样的容器。
贯入深度控制装置： 确保每次贯入深度一致（标准通常为25mm ± 1mm）。

2. 标准试模： 用于盛放新拌混凝土（或水泥净浆/砂浆）试样。通常为平底、不透水的圆柱形或棱柱形容器。

3. 捣棒： 用于将混凝土拌合物分层密实地装入试模。

4. 抹刀： 用于抹平试样表面。

5. 温湿度控制设备： 养护箱或养护室，确保测试环境恒温恒湿（标准通常要求温度20℃ ± 2℃，相对湿度大于90%）。

6. 计时器： 精确记录时间。

检测方法

水泥混凝土凝结时间的标准检测方法主要依据贯入阻力法（或称维卡法），具体步骤如下：

1. 试样制备：

按标准规定的方法拌合水泥混凝土（或水泥净浆/砂浆）。
将拌合物立即装入预先涂抹脱模剂的标准试模中。对于混凝土，通常需分层装入并捣实。
抹平表面，确保表面平整且低于试模上沿。

2. 养护：

将制备好的试样（连同试模）立即移入符合要求的恒温恒湿养护室（箱）中养护。
试样表面应覆盖（例如用湿布或塑料薄膜）以防止水分蒸发。

3. 贯入测试（核心步骤）：

在养护到预定时间（通常从加水拌合后1-2小时开始）或接近预估初凝时间时，取出第一个试样进行测试（注意：后续测试应在不同试样上进行，同一试样只测一次）。
小心地将试样放置在贯入阻力仪底座上，确保测试位置在试样中心区域，且距边缘大于一定距离（如20mm）。
选择合适截面积的测针（初凝用细针）。
调整测针尖端，使其与试样表面接触。
启动仪器，使测针在规定的（10±2）秒内匀速垂直贯入试样内部至规定深度（如25±1mm）。
记录此时仪器显示的贯入阻力值（P，单位MPa）和精确的测试时间（T，单位min/h）。
将测试过的试样移开或标记，不再使用。
此后，定期（如每隔15分钟、30分钟或1小时）从养护环境中取出新的、未测试过的试样重复上述贯入测试步骤，并记录阻力和时间。
随着阻力增加，可能需要更换更粗截面积的测针（终凝用粗针）。

4. 确定凝结时间：

在坐标纸上绘制贯入阻力值（P）随时间（T）变化的曲线，通常纵坐标为P，横坐标为T。
初凝时间确定： 在曲线上找到贯入阻力达到规定值（如3.5MPa）时所对应的时间。此时间即为初凝时间。
终凝时间确定： 在曲线上找到贯入阻力达到规定值（如28MPa）时所对应的时间。或者，根据标准规定，当测针贯入试样表面出现环形附件且无显著痕迹时（对于净浆/砂浆），该时间即为终凝时间（对于混凝土，主要依据贯入阻力值）。

5. 结果报告： 准确报告初凝时间和终凝时间（精确到分钟），并注明测试条件（温度、湿度）及所依据的标准。

检测标准

水泥混凝土凝结时间的检测必须严格遵循国家或行业颁布的相关标准规范，以确保结果的准确性、可比性和权威性。中国主要执行的标准是：

GB/T 50080-2016 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》

该标准详细规定了普通混凝土拌合物（含凝结时间）的试验方法。
其中第5章“凝结时间试验”明确规定了试验目的、仪器设备、试验步骤（贯入阻力法）、结果计算与确定方法。
该标准是混凝土凝结时间检测最核心和通用的国家标准。

其他相关或特定标准可能包括：

GB/T 1346-2011 《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》： 主要用于测定水泥净浆（而非混凝土）的凝结时间，原理同样是贯入阻力法（维卡仪法）。适用于水泥本身性能的评价。
JGJ/T 70-2009 《建筑砂浆基本性能试验方法标准》： 其中包含对砂浆凝结时间的测定方法。
ASTM C403 / C403M-16 Standard Test Method for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance： 美国材料与试验协会制定的混凝土贯入阻力凝结时间测试标准。
ISO 1920-8:2009 Testing of concrete -- Part 8: Determination of setting time of fresh concrete： 国际标准化组织关于新拌混凝土凝结时间测定的标准。

在进行检测时，必须严格按照选定标准的具体要求进行操作，包括环境条件控制、试样制备细节、仪器校准、贯入参数（深度、速度、针头尺寸）以及凝结时间的判据（贯入阻力值）等，才能获得可靠有效的检测结果。