简述混凝土初终凝时间检测方法

目前，大多数混凝土工程都是采用逐层浇筑的施工方法，因此混凝土的初终凝时间等技术指标对于工程的进度就显得尤为重要。在试验室．目前测量混凝土层面初凝时间的方法有：贯人阻力法、拔出强度法、改良维卡针法、电学法、声波法和热量法等。在施工现场，国内外普遍采用的初凝时间控制方法是时间控制法和度时值法，也有采用贯人阻力法的。随着人们对混凝土水化过程的不断研究和深入了解，测量混凝土初终凝的方法也越来越多，但总体来说还是各有其优点和不足。下面将选择几种典型测量方法逐一介绍。
1 电阻率法 
水泥基材料的电阻率会随水泥水化时间的变化而改变，因此可用来描述水泥基材料水化过程、判断矿物外加剂和化学外加剂等对水泥水化的影响。通过测定新拌水泥浆、砂浆或混凝土的电阻率，并绘制电阻率随时间变化的特征曲线，可以确定水泥基材料的凝结硬化特征，为水泥水化研究提供了测定手段。用物理的电阻率法测定水泥水化的历史可以追溯到30年代。用电阻率法测定水泥水化过程有直流电阻率法和交流电电极法。直流电电极法是将两个电极插入新拌水泥基材料中，并输入直流电压，通过电极来测水泥基材料的电阻率。交流电电极法也是将两个电极插入或夹在新拌水泥基材料上，用1000Hz的高频交流电替代直流电来测电阻率。但是，离子的定向迁移会在水泥基材中产生极化现象，同时电极与水泥基材料间会产生开裂和接触电阻的问题，影响测量结果的准确性。 
近来研制了一种无接触电阻率测定仪，该仪器采用变压器原理，它消除了电极，彻底解决了传统方法的接触问题。用该仪器测试了不同水灰比水泥浆的电阻率，并绘制了电阻率随时间变化的特征曲线|D(t)一t，用电阻率特征曲线分析了水泥凝结硬化过程，同时分别测定了这些样品的初凝和终凝时间。
该方法采用无接触电阻率测量仪和维卡仪(Vicar needle)。信号发生器将50Hz交流电流变为1000Hz交流电流，再经过放大器将交流电流放大，通过变压器来改变电路中的交流电压。变压器的初级线圈是由多匝线圈组成，次级线圈是相当于一匝的环形模具，在次级线圈上施加了环电压。将新拌水泥基材料倒入模具中，通过小电流传感器和计算机测定并记录样品不同时间的环电流，最后计算出样品对应的电阻率P。 
采集到水泥的电阻率随时间的变化过程，对曲线进行分析，就能够得到水泥的初凝时间。 用电阻率来测定水泥的初凝时间，结果较为直观。但由于采用的是电学方法，不免会涉及到电流极化和通电发热等问题，而且测量方法较为复杂，费时费力。
2 电动势法 
利用电化学原理，将水泥浆和一对电极组成原电池．通过测量水泥水化过程中溶液浓度变化所引起的电动势变化情况，直接检测水泥凝结状况。测量混凝土的初凝时间。 
由于水泥矿物成分的水化反应均生成凝胶和碱性物质Ca(OH)，并将自由水分子变为结晶水。随着水化反应的继续，水泥浆中的Ca(OH)溶液浓度越来越大，而自由水分子越来越少．当自由水分子少到一定程度，包有凝胶体的颗粒逐渐接近并黏结在一起，水泥浆开始失去塑性，开始初凝。 
用水泥浆和两个电极组成一个原电池，原电池电位等于正、负电极电位之差，而正、负电极电位变化由两个因素决定：
(1)在电极电位达到平衡电位以前，电极反应和溶液浓度变化均会引起电极电位变化；
(2)在电极电位达到平衡电位以后，溶液浓度变化引起电极电位变化起主要作用，即是说，电极电位的变化反映了溶液浓度的变化。测量水化过程中溶液离子浓度的变化引起电动势变化的情况，对电动势曲线微分，突变点就能表征水泥的凝结时间。 该方法测量准确性较高，但同样存在电学影响和操作不便等不足。
3 贯入阻力法 
贯入阻力法就是通常所采用的国标方法，它通过测定混凝土水化过程中力学强度的变化来确定混凝土的初终凝时间。 
取需测量的混凝土拌和物，用5mm筛筛出砂浆，将砂浆置于砂浆式样筒并振捣，然后用贯入阻力仪测定贯入阻力。当贯入阻力数值分别达到3.5MPa和28MPa时，对应的水化时间即为混凝土的初终凝时间。 
贯入阻力法测量混凝土初终凝时间，方法简便快捷，结果直观。但由于测量式样是剔除掉粗骨料后的砂浆，其性质难免会与混凝土拌和物有差异，且由于实验误差和测量数据本身的波动性，所以该方法还存在较大的不足。

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