一、试验原理

水泥安定性压蒸釜试验仪通过模拟高温高压的环境，加速水泥中方镁石（MgO）的水化反应。在215.7℃、2.0MPa的饱和蒸汽条件下，将自然环境中需数月甚至数年才能完成的方镁石水化过程压缩至3小时内。通过测量水泥试件在压蒸前后的长度变化，计算膨胀率，以此判定水泥体积安定性是否合格，预测水泥在长期使用中因体积不均匀膨胀而出现开裂、破坏的风险。

二、试验仪器与设备

1. 水泥安定性压蒸釜试验仪：工作压力不小于2.2MPa，压力波动可控制在±0.05MPa内，具备压力自动控制、自动恒压计时、故障报警等功能，釜体采用优质不锈钢材质，能耐高温高压。
2. 试模：规格为25mm×25mm×280mm，采用45#钢材质，硬度达到HRC48，符合GB/T 750-2024标准要求。
3. 比长仪：精度需达到0.01mm，用于测量试件的初始长度和终长。
4. 水泥净浆搅拌机：符合JC/T 729标准，能保证水泥净浆搅拌均匀。
5. 养护设备：包括温度控制在（20±1）℃、相对湿度≥90%的养护箱，以及（20±1）℃的恒温水槽。

三、试验前准备

（一）试样制备

1. 水泥试样需通过0.9mm方孔筛，筛余部分废弃，将筛下的试样拌匀备用，且摊开在空气中存放时间不超过一周。
2. 按照GB/T 1346标准测定水泥的标准稠度用水量，然后使用水泥净浆搅拌机，按标准稠度用水量制备水泥净浆。
3. 将制备好的水泥净浆装入试模，采用拇指压实法成型，确保净浆填充密实，刮平试模表面，编号后放入养护箱，在温度（20±1）℃、相对湿度≥90%的条件下养护24h±2h。
4. 养护结束后脱模，将试件放入（20±1）℃的恒温水槽中浸泡24h±2h。

（二）设备检查

1. 检查压蒸釜的外观是否有损坏，阀门、电气线路是否正常，确保温度传感器、压力传感器工作灵敏。
2. 打开压蒸釜锅盖，用细棉纱将锅盖密封面擦拭干净，然后在锅口密封面上均匀涂抹一层干净机油，保证密封效果。
3. 向压蒸釜内加入600 - 800ml三级饮用水，确保水量满足试验需求，同时避免试件接触水面。

四、试验操作步骤

（一）初始长度测量

将浸泡后的试件取出，用干净毛巾擦干表面水分，放置在比长仪上测量初始长度。每个试件测量2次，取平均值作为初始长度L₀，精确至0.01mm。

（二）装釜与密封

1. 将测量好初始长度的试件按1 - 2cm的间隙竖直放在试件支架上，确保试件不相互接触且不接触釜内水面，然后将支架整体放入压蒸釜内。
2. 放置好密封圈，盖上釜盖，使用扭力扳手按对角线顺序分2 - 3次均匀拧紧螺栓，确保密封牢固，扭矩值达到100N·m，试验过程中不得漏气。
3. 向釜盖中间放置温度传感器的孔中加入3/4的缝纫机油，插入玻璃温度计。

（三）升压与恒压

1. 关闭放气阀，接通电源，打开控制箱上的启动按钮，设备开始加热。在加热初期，打开放气阀排出釜内空气，直至有蒸汽连续放出后关闭放气阀。
2. 控制加热速率，使釜内压力在45 - 75min内升至2.0MPa±0.05MPa，此时对应温度约为215.7℃。当压力达到设定值后，设备自动进入恒压计时状态，恒压时间设置为3小时。

（四）降压冷却

1. 恒压时间结束后，加热自动停止，风机自动启动，打开压蒸釜前面右侧小门，将釜体的两个手柄拨到左侧打开通风口，设备开始降压冷却，主界面“降压计时”开始计数。
2. 待釜内温度下降到80℃、压力值为0时，降压计时停止。此时可打开放气阀放净釜内余压，放气时操作者应站在背离放气阀的方向，防止蒸汽喷出伤人。

（五）取出试件

待压蒸釜冷却至常温后，关闭电源总开关，取下温度计。用扭力扳手按对角线顺序逐渐拧松螺母，打开锅盖，取出试件支架及试件。

五、试验结果处理

（一）终长测量

将取出的试件立即置入90℃以上热水中，15min内均匀加入冷水使水温降至室温，继续冷却15min后取出擦净，用比长仪测量试件的终长L，每个试件测量2次，取平均值，精确至0.01mm。

（二）膨胀率计算

按下式计算水泥净浆试件的压蒸膨胀率： [ \delta = \frac{L - L_0}{L_0 - 2d} \times 100% ] 其中，δ为压蒸膨胀率（%），L为试件压蒸后的长度（mm），L₀为试件压蒸前的长度（mm），d为钉头的直径（mm）。计算结果精确至0.01%。

（三）结果判定

根据GB/T 750-2024标准，硅酸盐水泥压蒸膨胀率≤0.80%时，判定为安定性合格；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等其他水泥压蒸膨胀率≤0.50%时，判定为安定性合格。若膨胀率超过对应标准，则判定为水泥安定性不合格。

六、安全注意事项与维护保养

（一）安全注意事项

1. 操作人员必须仔细阅读设备使用说明书，熟悉设备性能和操作流程，初次使用需在熟练人员指导下进行。
2. 试验过程中，操作人员不得远离岗位，应随时观察设备的压力、温度显示以及运行状态，若出现压力异常升高、异响等情况，应立即按下“停止”按钮，切断电源并排查原因。
3. 打开釜盖时，必须待设备冷却至常温、釜内压力为0后进行，且应戴上石棉手套，防止烫伤。
4. 定期校验安全阀和压力传感器，确保设备压力控制准确可靠，安全阀应调节至高于工作压力（2.0MPa）约10%（即约2.2MPa），并每年至少检验两次。

（二）维护保养

1. 每次试验结束后，及时清理釜内残留水分和杂质，用干布擦拭设备表面，保持设备清洁干燥。
2. 定期检查温度传感器和压力传感器的灵敏度，若出现数据偏差较大的情况，及时进行校准或更换。
3. 设备长时间不用时，应将釜内水分擦干，盖上防尘罩，存放在干燥、通风的环境中。
4. 定期对设备的螺栓、阀门等部件进行检查，确保连接牢固、开关灵活。