水泥遇水后發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)時放出的熱量稱為水化熱，以J/g表示。水泥的水化熱和放熱速度直接關(guān)系到混凝土工程的質(zhì)量。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中甚至能產(chǎn)生幾十度的溫差，巨大的溫度應(yīng)力會導(dǎo)致混凝土開裂，加大了混凝土被腐蝕的速率。水化熱測試對水泥的生產(chǎn)、使用及理論研究都非常重要。水泥水化熱測試分為直接法（代用法）、間接法（基準(zhǔn)法）兩種。

      直接法測定水泥水化熱：

　　試驗(yàn)前應(yīng)將廣口保溫瓶(g)、軟木塞(g1)、銅套管(g2）、截錐形圓筒(g3)和蓋(g4)、襯筒(g5)及軟木塞封蠟(g6)分別稱量記錄。熱量計(jì)各部件除襯筒外，應(yīng)編號成套使用。

　　②熱量計(jì)熱容量的計(jì)算

　　熱量計(jì)的熱容量，按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至0.01：

　　式中:

　　C—不裝水泥膠砂時熱量計(jì)的熱容量，單位為焦耳每攝氏度(J/℃）；

　　g—保溫瓶質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g1—軟木塞質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g2——銅套管質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g3—塑料截錐筒質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g4—塑料截錐筒蓋質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g5—襯筒質(zhì)量，單位為克(g)；

　　g6—軟木塞底面的蠟質(zhì)量，單位為克(g)；

　　v—溫度計(jì)伸人熱量計(jì)的體積，單位為立方厘米(cm3)。

　　式中各系數(shù)分別為所用材料的比熱容，單位為焦耳每克攝氏度[J/(g.℃)]。

　　③熱量計(jì)散熱常數(shù)的測定

　　測定前24 h開起恒溫水槽，使水溫恒定在(20士0.1)℃范圍內(nèi)。試驗(yàn)前熱量計(jì)各部件和試驗(yàn)用品在試驗(yàn)室(20±2℃）溫度下恒溫24h，首先在截錐形圓筒內(nèi)放人塑料襯筒和銅套管，然后蓋上中心有孔的蓋子，移人保溫瓶中。

　　用漏斗向圓筒內(nèi)注入溫水，準(zhǔn)確記錄用水質(zhì)量(W)和加水時間(精確到(min)，然后用配套的插有溫度計(jì)的軟木塞蓋緊。

　　在保溫瓶與軟木塞之間用膠泥或蠟密封防止?jié)B水，然后將熱量計(jì)垂直固定于恒溫水槽內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。

　　恒溫水槽內(nèi)的水溫應(yīng)始終保持(20士0.1)℃，從加水開始到6h讀取第一次溫度T1(一般為34℃左右），到44 h讀取第二次溫度(一般21.5℃以上)。

　　試驗(yàn)結(jié)束后立即拆開熱量計(jì)，再稱量熱量計(jì)內(nèi)所有水的質(zhì)量，應(yīng)略少于加入水質(zhì)量，如等于或多于加入水質(zhì)量，說明試驗(yàn)漏水，應(yīng)重新測定。

　　④熱計(jì)量散熱常數(shù)的計(jì)算

　　熱量計(jì)散熱常數(shù)K按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至0.01J/(h·℃):

　　式中:

　　K—散熱常數(shù)，單位為焦耳每小時攝氏度[J/(h·℃)]；

　　W—加水質(zhì)量，單位為克(g）；

　　C—熱量計(jì)的熱容量，單位為焦耳每攝氏度(J/℃)；

　　T1—試驗(yàn)開始后6h,讀取熱量計(jì)的溫度，單位為攝氏度(℃)；

　　T2—試驗(yàn)開始后44 h讀取熱量計(jì)的溫度，單位為攝氏度(℃)；

　　△t—讀數(shù)T1至T2所經(jīng)過的時間，38h。

　?、菟嗨療釡y定操作

　　試驗(yàn)前熱量計(jì)各部件和試驗(yàn)材料預(yù)先在(20士2)℃溫度下恒溫24 h，截錐形圓筒內(nèi)放人塑料襯筒。

　　按照GB/T 1346-2001方法測出每個樣品的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，并記錄。

　　試驗(yàn)?zāi)z砂配比：每個樣品稱標(biāo)準(zhǔn)砂1350 g，水泥450 g，加水量按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至1 mL。

　　式中:

　　M一試驗(yàn)用水量，單位為毫升(mL)；

　　P—標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，%；

　　5％—加水系數(shù)。

　　把稱好的標(biāo)準(zhǔn)砂和水泥加人到攪拌鍋中，慢速攪拌30 s后加人水量，并開始計(jì)時，慢速攪拌60 s，然后再快速攪拌60 s。加水時間在20 s內(nèi)完成。

　　攪拌完畢后稱取2份質(zhì)量為(800士1)g的膠砂，分別裝人2個截錐形圓筒內(nèi)，蓋上蓋子，在圓筒內(nèi)膠砂中心部位用搗棒搗一個洞，分別移入到對應(yīng)保溫瓶中，放人套管，蓋好帶有溫度計(jì)的軟木塞，用膠泥或蠟密封，以防漏水。

　　從加水時間算起第7 min讀第一次溫度，即初始溫度T0。

　　然后移人恒溫水槽中，根據(jù)溫度變化情況確定讀取溫度時間，一般在溫度上升階段每隔1h讀一次，下降階段每隔2h、4h、8h、12h讀一次。

　　從開始記錄第一次溫度時算起到168 h時記錄最后一次溫度，末溫T168，試驗(yàn)測定結(jié)束。

　　全部試驗(yàn)過程熱量計(jì)應(yīng)整體浸在水中，養(yǎng)護(hù)水面至少高于熱量計(jì)上表面10 mm。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出套管，觀察套管、保溫瓶中是否有水，如有水此瓶試驗(yàn)作廢。

　　試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

　　A.曲線面積的計(jì)算

　　根據(jù)所記錄時間與水泥膠砂的對應(yīng)溫度，以時間為橫坐標(biāo)(1 cm→5 h),溫度為縱坐標(biāo)(1 cm→l℃)在坐標(biāo)紙上作圖，并畫出20℃水槽溫度恒溫線。恒溫線與膠砂溫度曲線間的總面積(恒溫線以上的面積為正面積，恒溫線以下的面積為負(fù)面積∑F0~x(h·℃)可按下列計(jì)算方法求得:

　　a.用求積儀求:

　　把恒溫線與膠砂溫度曲線間的面積按幾何形狀劃分為若干個小三角形，拋物線，梯形面積等，分別計(jì)算、相加。

　　b.近似矩形法

　　如圖2.所示，以每5 h(1 cm)作為一個計(jì)算單位作為矩形的寬度，矩形的長度(溫度值)是通過面積補(bǔ)償確定。在圖2補(bǔ)償?shù)拿娣e中間選一點(diǎn)，這一點(diǎn)如能使一個計(jì)算單位內(nèi)陰影面積與曲線外的空白面積相等，那么這一點(diǎn)的高度便可作為矩形的長度，然后與寬度相乘即得矩形的面積并相加。

　　c.用電子儀器自動記錄和計(jì)算。

　　B.試驗(yàn)用水泥質(zhì)量(G)按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至1 g:

　　式中:

　　G—試驗(yàn)用水泥質(zhì)量，單位為克(g)；

　　P—水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度，%；

　　800—試驗(yàn)用水泥膠砂總質(zhì)量，單位為克(g)；

　　5％—加水系數(shù)。

　　C.試驗(yàn)中用水量(M1)按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至1 mL:

　　式中:

　　M1—試驗(yàn)中用水量，單位為毫升(mL)；

　　P—水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度，%。

　　D.總熱容量的計(jì)算Cp

　　根據(jù)水量及熱量計(jì)的熱容量C，按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至0.01J/℃：

　　式中:

　　Cp—裝人水泥膠砂后的熱量計(jì)的總熱容量，單位為焦耳每攝氏度(J/℃)；

　　M1—試驗(yàn)中用水量，單位為毫升(mL)；

　　C—熱量計(jì)的熱容量，單位為焦耳每攝氏度(J/℃）。

　　E.總熱量的計(jì)算Qx

　　在某個水化齡期時，水泥水化放出的總熱量為熱量計(jì)中蓄積和散失到環(huán)境中熱量的總和。Qx按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至0.1。

　　式中:

　　Qx—某個齡期時水泥水化放出的總熱量，單位為焦耳(J)；

　　Cp—裝水泥膠砂后熱量計(jì)的總熱容量單位為焦耳每攝氏度(J/C)；

　　tx—齡期為X小時的水泥膠砂溫度，單位為攝氏度(℃)；

　　t0—水泥膠砂的初始溫度，單位為攝氏度(℃)；

　　K—熱量計(jì)的散熱常數(shù)，單位為焦耳每小時攝氏度[J/(h℃)]；

　　∑F0~x—在0~X小時水槽溫度恒溫線與膠砂溫度曲線間的面積，單位為小時攝氏度(h·℃)。

　　F.水泥水化熱的計(jì)算：

　　在水化齡期X小時水泥的水化熱qx，按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至1：

　　式中:

　　qx—水泥某一齡期的水化熱，單位為焦耳每克(J/g）；

　　Qx—水泥某一齡期放出的總熱量，單位為焦耳(J)；

　　G—試驗(yàn)用水泥質(zhì)量，單位為克(g)。

　　每個水泥樣品水化熱試驗(yàn)用兩套熱量計(jì)平行試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)結(jié)果相差小于12 J/g時，取平均值作為此水泥樣品的水化熱結(jié)果；兩次試驗(yàn)結(jié)果相差大于12 J/g時，應(yīng)重做試驗(yàn)。