水泥遇水后發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)時(shí)放出的熱量稱(chēng)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(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，加大了混凝土被腐蝕的速率。水化熱測(cè)試對(duì)水泥的生產(chǎn)、使用及理論研究都非常重要。水泥水化熱測(cè)試分為直接法（代用法）、間接法（基準(zhǔn)法）兩種。
直接法測(cè)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(chēng)量記錄。熱量計(jì)各部件除襯筒外，應(yīng)編號(hào)成套使用。
?、跓崃坑?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(shí)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(cè)定
測(cè)定前24 h開(kāi)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(shí)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(kāi)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(kāi)熱量計(jì)，再稱(chēng)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(shuō)明試驗(yàn)漏水，應(yīng)重新測(cè)定。
?、軣嵊?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(shí)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(kāi)始后6h,讀取熱量計(jì)的溫度，單位為攝氏度(℃)；
T2—試驗(yàn)開(kāi)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(guò)的時(shí)間，38h。
?、菟嗨療釡y(cè)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(cè)出每個(gè)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(gè)樣品稱(chēng)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(chēng)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(kāi)始計(jì)時(shí)，慢速攪拌60 s，然后再快速攪拌60 s。加水時(shí)間在20 s內(nèi)完成。
攪拌完畢后稱(chēng)取2份質(zhì)量為(800士1)g的膠砂，分別裝人2個(gè)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(gè)洞，分別移入到對(duì)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(shí)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(shí)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(kāi)始記錄第一次溫度時(shí)算起到168 h時(shí)記錄最后一次溫度，末溫T168，試驗(yàn)測(cè)定結(jié)束。
全部試驗(yàn)過(guò)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(guān)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(xiàn)面積的計(jì)算
根據(jù)所記錄時(shí)間與水泥膠砂的對(duì)應(yīng)溫度，以時(shí)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(huà)出20℃水槽溫度恒溫線(xiàn)。恒溫線(xiàn)與膠砂溫度曲線(xiàn)間的總面積(恒溫線(xiàn)以上的面積為正面積，恒溫線(xiàn)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(xiàn)與膠砂溫度曲線(xiàn)間的面積按幾何形狀劃分為若干個(gè)小三角形，拋物線(xiàn)，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(gè)計(jì)算單位作為矩形的寬度，矩形的長(zhǎng)度(溫度值)是通過(guò)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(gè)計(jì)算單位內(nèi)陰影面積與曲線(xiàn)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(zhǎng)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(dòng)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(gè)水化齡期時(shí)，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(gè)齡期時(shí)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(shí)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(shí)攝氏度[J/(h℃)]；
∑F0~x—在0~X小時(shí)水槽溫度恒溫線(xiàn)與膠砂溫度曲線(xiàn)間的面積，單位為小時(shí)攝氏度(h·℃)。
F.水泥水化熱的計(jì)算：
在水化齡期X小時(shí)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(gè)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(shí)，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(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。
