水泥水化热试验快速获得成果

水泥的水化热以1g水泥在凝结硬化过程中所放出的热量 （J/g）来表示。可采用直接法进行测定，也可采用溶解热法。当试验结果有争议时，以溶解热法为准。

直接法是依据热量计在恒温条件下，直接测定热量计内水泥胶砂的温度变化，通过计算热量计内积蓄的和散失的热量总和，求得水泥水化7d的水化热。本试验仅介绍常用的直接法。

（1）主要仪器设备。

1）直接法热量计。

a.广口保温瓶：容积约为1.5L，散热常数测定值不大于167.00J/（h·℃）。

b.带盖截锥形圆筒：容积约为530mL，用聚乙烯塑料制成。

c.长尾温度计：量测范围为0～50℃，分度值为0.1℃。示值误差≤±0.2℃。

d.软木塞：由天然软木制成。使用前中心打一个与温度计直径紧密配合的小孔，然后插入长尾温度计，深度距软木塞底面约120mm，然后用热蜡密封底面。

e.铜套管：由铜质材料制成。

f.衬筒：由聚酯塑料制成，密封不漏水。

2）恒温水槽：水温应能控制在（20±0.1）℃。

3）胶砂搅拌机：符合JC/T 681—2005的要求。

4）天平：最大量程不小于1500g，分度值为0.1g。

5）捣棒、漏斗、量筒、秒表和料勺等。

（2）试验前的准备工作。

1）试验前应将广口保温瓶、软木塞、铜套管、截锥形圆筒和盖、衬筒、软木塞封蜡质量分别称量记录。热量计各部件除衬筒外，应编号成套使用。

2）热量计热容量的计算。按式（10.14）计算，计算结果保留至0.01J/℃。

式中：C为不装水泥胶砂时热量计的热容量，J/℃；g 为保温瓶质量，g；g1为软木塞质量，g；g2为铜套管质量，g；g3为塑料截锥筒质量，g；g4为塑料截锥筒盖质量，g；g5为衬筒质量，g；g6为软木塞底面的蜡质量，g；V 为温度计伸入热量计的体积，cm3。式中1.92是玻璃的容积比热，J/（cm3·℃），其他各系数分别为所用材料的比热容，J/（g·℃）。

3）热量计散热常数的测定。

a.测定前24h开起恒温水槽，使水温恒定在（20±0.1）℃范围内。

b.试验前热量计各部件和试验用品在试验室中（20±2）℃温度下恒温24h，首先在截锥形圆筒内放人塑料衬筒和铜套管，然后盖上中心有孔的盖子，移入保温瓶中。

c.用漏斗向圆筒内注入温度为（45±0.2）℃的 （500±10）g温水，准确记录用水质量W 和加水时间（精确到min），然后用配套的插有温度计的软木塞盖紧。

d.在保温瓶与软木塞之间用胶泥或蜡密封防止渗水，然后将热量计垂直固定于恒温水槽内进行试验。

e.恒温水槽内的水温应始终保持（20±0.1）℃，从加水开始到6h读取第一次温度T1（一般为34℃左右），到44h读取第二次温度T2 （一般为21.5℃以上）。

f.试验结束后立即拆开热量计，再称量热量计内所有水的质量，应略少于加入水的质量，如等于或多于加入水的质量，说明试验时有水漏入了保温瓶，应重新测定。

热量计散热常数K 按式（10.15）计算，计算结果保留至0.01J/（h·℃）

式中：K 为散热常数，J/（h·℃）；W 为加水质量，g；C 为热量计的热容量，J/℃；T1为试验开始后6h读取热量计的温度，℃；T2为试验开始后44h读取热量计的温度，℃；Δt为读数T1至T2所经过的时间，38h。(www.xing528.com)

热量计散热常数应测定两次，两次差值＜4.18J/（h·℃）时，取其平均值；热量计散热常数K＜167.00J/（h·℃）时允许使用；热量计散热常数每年应重新测定；已经标定好的热量计如更换任意部件应重新测定。

（3）水泥水化热试验步骤。

1）试验前24h开起恒温水槽，使水温恒定在 （20±0.1）℃范围内。热量计各部件和试验材料预先在（20±2）℃温度下恒温24h。

2）胶砂配合比。

每个样品称标准砂1350g，水泥450g，加水量按式 （10.16）计算，计算结果保留至1mL

式中：M 为试验用水量，mL；P 为水泥净浆标准稠度用水量，%；5%为加水系数。

3）首先用湿布擦拭搅拌锅和搅拌叶，然后依次把称好的标准砂和水泥加入到搅拌锅中，把锅固定在机座上，开动搅拌机慢速搅拌30s后徐徐加入已量好的水，并开始计时，慢速搅拌60s，整个慢速搅拌时间为90s，然后再快速搅拌60s，改变搅拌速度时不停机。加水时间在20s内完成。搅拌完毕后迅速取下搅拌锅并用勺子搅拌几次，然后用天平称取2份质量为（800±1）g的胶砂，分别装入事先已放入塑料衬筒的2个截锥形圆筒内，盖上盖子，在圆筒内胶砂中心部位用捣棒捣一个洞，分别移入到对应保温瓶中，放入套管，盖好带有温度计的软木塞，用胶泥或蜡密封，以防漏水。

4）从加水时间算起第7min记录第一次温度，即初始温度T0。然后移入恒温水槽的支架上夹好，水槽内水面至少高于热量计上表面10mm。根据温度变化情况确定记录温度时间，一般在温度上升阶段每隔1h记录一次，下降阶段每隔2h记录一次，当温度变化不大时，可改为4h或8h记录一次，每次记录温度时都要监测恒温水槽水温是否在 （20±0.1）℃范围内。试验从开始记录第一次温度时起进行168h。

5）拆开密封胶泥或蜡，取下软木塞，取出截锥形圆筒，打开盖子，取出套管，观察套管中、保温瓶中是否有水，如有水，此瓶试验作废。

（4）试验结果处理。

1）曲线面积的计算。

根据所记录时间与水泥胶砂的对应温度，以时间为横坐标，温度为纵坐标绘制水泥水化热曲线，并画出20℃水槽温度恒温线。计算恒温线与胶砂温度曲线间的总面积。

2）试验用水泥质量G 按式（10.17）计算，计算结果保留至1g

式中：G 为试验用水泥质量，g；P 为水泥净浆标准稠度用水量，%；800为试验用水泥胶砂总质量，g；5%为加水系数。

3）试验用水量M1按式（10.18）计算，计算结果保留至1mL

式中：M1为试验用水量，mL。

4）总热容量CP的计算。

根据水量及热量计的热容量C，按式（10.19）计算，计算结果保留至0.1J/℃

式中：CP为装入水泥胶砂后的热量计的总热容量，J/℃；M1为试验用水量，mL。

5）总热量QX的计算。

在某个水化龄期时，试验所用水泥放出的总热量QX为积蓄在热量计内的热量和散失热量之和，可由式（10.20）计算

式中：QX为某个龄期时水泥水化放出的总热量，J；t0、tX为水泥胶砂初始温度和在龄期为X 时的温度，℃；∑F0-X 为0～X 小时水槽温度恒温线与胶砂温度曲线间的面积，h·℃。

6）水泥水化热qx的计算。

水泥水化热qX （J/g）按式（10.21）计算，结果保留至1J/g

式中：qX为水泥某一龄期的水化热，J/g。

以两次测值的平均值作为试验结果，两次测值之差小于12J/g，取平均值作为此水泥样品的水化热结果；两次试验结果相差大于12J/g时，应重做试验。