建材物理检验讲义

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1、建材物理检验,主讲：郑彩华,第一篇 水泥物理性能检验技术 1.1 水泥性能概述,水泥通用性能指水泥的烧失量、水泥中三氧化硫、氧化镁、水泥细度、水泥的容重、密度、需水性、凝结时间、安定性、强度等主要表征的物理和化学性能。,特殊性能析水性（泌水性）、吸水性、含水率、抗渗性、气密性、耐热性、抗冻性、水化热、胀缩性、抗碳化性。,1.2 水泥物理性能检验技术的应用,在水泥生产过程中的应用1、出厂水泥物理性能检验作用：1）保证出厂水泥合格2）为用户选用提供技术数据2、出磨水泥物理性能检验意义：1）判断水泥组成配合是否合适、粉磨系统工作状态是否正常2）为水泥储存、均化提供依据，以便调配到出厂水泥质量要求,3

2、、出窑熟料物理性能检验 在水泥使用过程中的应用 在质量监督和鉴定中的应用1、考核水泥生产企业物理性能的检验水平2、仲裁水泥物理性能,1.3 水泥物理性能检验的试样准备要求,出厂水泥物理性能检验的试样水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。袋装水泥和散装水泥分别编号和取样，取样应有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位取等量样品，总量至少12kg。1、水泥销售交货时以水泥厂同编号水泥的检验报告为验收依据时，在发货前或交货时买方或委托卖方在同编号水泥中抽取试样，签封后保存3个月。2、以抽取实验试样的检验结果为依据时，买卖双方在发货前或交货地共同取样和签封，取样20kg，缩分为二等份，一份由卖

3、方作仲裁样保存40天，一份由买方按标准规定检验。,出磨水泥物理性能检验的试样 在入库前的输送设备上连续或间隔式取样，用量以满足做全套水泥物理性能检验用。所取试样代表的水泥量进入哪个储存库应做好标记。 出窑水泥物理性能检验的试样 在入库前的输送设备上间隔式取样，用量以满足做全套水泥熟料物理性能检验用。所取试样代表的水泥熟料量进入哪个储存库应做好标记。,水泥应用时物理性能检验的试样 成批使用的大量水泥，以不同厂家、品中、质量等级的水泥取检验样，包装水泥从20个不同部位等量抽取，总量至少12kg；散装水泥在入工地储库时连续或间隔取样，每库一个样。 在质量监督和鉴定中的水泥物理性能检验的试样1、质监站

4、是以本企业按规定进行物理性能检验时的某编号试样的一半留样，或质监站随机抽取签封的试样留样。,2、仲裁水泥试样1）水泥销售交货时以水泥厂同编号水泥的检验报告为验收依据时，取作为仲裁保存3个月的签封样。2）以抽取实验试样的检验结果为依据时，取作仲裁样保存40天的签封样。,2 水泥密度和容积密度的检验,基本概念和作用水泥密度是指水泥在不包含空隙状态下，单位体积的质量。 作用：1）重要的建筑性能，如在油井施工中，应根据地层压力和地质条件等不同配制不同密度的水泥浆2）检验水泥比表面积中确定水泥重量时不可缺少的数据3）鉴别水泥质量和品种的参考,影响因素1）熟料的矿物组成2）熟料的煅烧程度，生烧密度小，过烧

5、密度大3）混合材料的种类和掺加量4）水泥储存时间，时间长易生成密度较小的水化产物,水泥容积密度是指在自然状态下（包括空隙）单位体积的质量。分为松散状态下的容积密度和紧密状态下的容积密度。 作用：1）用容积法配制砂浆、混凝土时计算水泥用量，设计水泥库及估算水泥库存量时所需数据2）鉴别水泥质量和品种的参考 影响因素：1）影响水泥密度的因素2）水泥的细度,水泥密度检验,检验原理：阿基米德原理 检验仪器与设备：李氏比重平、恒温水槽、天平、毛刷、烧杯等 检验方法及步骤：1）检验所用材料准备（水泥和无水煤油）2）无水煤油装入比重平3）水泥试样装入比重平4）结果计算与确定,计算公式：, 水泥密度，g/cm3

6、 m 装入水泥比重瓶的水泥质量，g V1 装入水泥试样前比重瓶内液面读数，cm3 V2装入水泥试样后比重瓶内液面读数，cm3,思考题：在水泥试样装入比重瓶时不小心撒落了一些水泥，则对实验结果有无影响？有何影响？,水泥容积密度检验,仪器及准备1）升筒和特制漏斗2）钢尺、天平3）烘干箱 检验方法及步骤1）检验所用材料的准备：水泥烘干、冷却2）松散状态下容积密度的检验3）紧密状态下容积密度的检验 结果计算与确定,r,计算公式：,r 水泥松散（或紧密）容积密度，g/cm3 m1 装有水泥的生筒质量，g m2 生筒质量，g V 生筒体积，cm3,水泥细度检验,1、水泥细度的基本概念 水泥细度就是水泥的分

7、散度，也即水泥颗粒的粗细程度。水泥细度直接影响水泥的凝结硬化速率、强度、需水性、干缩性、水化热等一系列物理性能。 水泥细度的表示方法有筛余百分数、比表面积、颗粒平均直径和颗粒级配等表示方法，目前国内普遍采用的是筛余百分数和比表面积。 筛余百分数是指水泥在一定孔径的筛子上的筛余质量占水泥总质量的百分数。在水泥国家标准中，水泥细度用80m方孔筛的筛余百分数表示。,比表面积指单位质量水泥所含颗粒的总表面积。颗粒越细，比表面积越大，故比表面积也能准确反映水泥颗粒的细度。 颗粒级配也称颗粒组成，指水泥中不同粒径颗粒的质量份数，能反映水泥的真实细度。,2、水泥细度的测定方法及作用,筛析法：测定筛余百分数。

8、有水筛法和干筛法，干筛法分手工干筛法和负压筛法。普通硅酸盐水泥规定其细度用筛析法检验时， 80m方孔筛的筛余量不得超过10%。 透气法：测定比表面积。是根据常压下空气透过一定厚度的水泥层所受的阻力来测定的。硅酸盐水泥规定其细度用透气法检验比表面积大于300m2/kg。 颗粒级配测定法：沉降分析法、激光衍射法等。 水泥细度的作用：直接影响产量、质量和成本。,筛析法检验水泥细度,（一）水筛法1.主要仪器设备水筛及筛座采用边长为0.080mm的方孔铜丝筛网制成，筛框内径125mm，高80mm（如图试1.2所示）；喷头直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.50.7mm，喷头安装高度离筛网3575

9、mm为宜，见图试1.3；天平（称量为100g，感量为0.05g）；烘箱等。,图试1.2 水筛示意图,图试1.3 筛座示意图,2.实验步骤 （1）水泥通过0.9mm的方孔筛，并记录筛余百分率及筛余物情况。 （2）称取水泥试样50g，倒入水筛内，立即用洁净的自来水冲至大部分细粉过筛，再将筛子置于筛座上，用水压0.030.07MPa的喷头连续冲洗3min。 （3）将筛余物冲到筛的一边，用少量的水将其全部冲至蒸发皿内，沉淀后将水倒出。 （4）将蒸发皿在烘箱中烘至恒重，称量筛余物，精确至0.1g。 3.结果计算以筛余物的质量克数除以水泥试样质量克数的百分数，作为实验结果。本实验以一次实验结果作为检验结果

10、。,（二）负压筛法 1.主要仪器设备 负压筛析仪由0.045mm方孔筛、筛座（见图试1.1）、负压源及收尘器组成；天平（感量0.1g）。,2.实验步骤 （1）检查负压筛析仪系统，调节负压至40006000Pa范围内。 （2）称取水泥试样25g，精确至0.1g。置于负压筛中，盖上筛盖并放在筛座上。 （3）启动负压筛析仪，连续筛析2min，在此间若有试样粘附于筛盖上，可轻轻敲击使试样落下。 （4）筛毕，取下筛子，倒出筛余物，用天平称量筛余物的质量，精确至0.1g。 3.结果计算以筛余物的质量克数除以水泥试样总质量的百分数，作为实验结果。本实验以一次实验结果作为检验结果。,透气法检验水泥比表面积,1

11、、测定原理根据空气透过含有一定空隙率和规定厚度的水泥试样层时所受到的阻力而计算的。粉料越细，空气透过时阻力越大，粉料越粗，空气透过时阻力越小。 2、主要仪器勃氏透气仪：由透气圆筒、压力计、抽气装置构成。 3、检验步骤1）仪器校准：漏气检查和试料层体积的测定。2）试样制备3）试样量的确定4）试料层的制备5）比表面积的测定与计算,水泥标准稠度用水量测定,水泥标准稠度用水量常用水泥净浆标准稠度用水量和水泥胶砂流动度两种方法表示。是指水泥净浆在特定的测试方法下达到标准稠度时的用水量，是用100g水泥所需水的毫升数来表示的。 水泥胶砂流动度是指水泥胶砂在跳桌上按规定操作进行跳动试验后胶砂底部扩散直径的大

12、小（毫米数）来表示的。,1.主要仪器设备水泥净浆搅拌机（由主机、搅拌叶和搅拌锅组成）；标准法维卡仪主要由试杆和盛装水泥净浆的试模两部分组成（如图试1.4所示）；天平、铲子、小刀、平板玻璃底板、量筒等。,标准稠度与凝结时间测定仪,标准稠度试杆,初凝用试针,终凝用试针,检验方法：试杆法（标准）和试锥法，试锥法分调整水量法和固定水量法。 试杆法（标准）实验步骤 （1）调整维卡仪并检查水泥净浆搅拌机。使得维卡仪上的金属棒能自由滑动，并调整至试杆接触玻璃板时的指针对准零点。搅拌机运行正常，并用湿布将搅拌锅和搅拌叶片擦湿。,（2）称取水泥试样500g，拌和水量按经验确定并用量筒量好。 （3）将拌和水倒入搅

13、拌锅内，然后在5s10s内将水泥试样加入水中。将搅拌锅放在锅座上，升至搅拌位，启动搅拌机，先低速搅拌120s，停15s，再快速搅拌120s，然后停机。 （4）拌和结束后，立即将水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次排出气泡，刮去多余净浆；抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，调整试杆至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。,（5）在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。3.实验结果以试杆沉入净浆并距底板6mm1mm的水泥净浆为标准稠度水泥净浆。标准稠度用水量（P）以拌和标准稠度水泥

14、净浆的水量除以水泥试样总质量的百分数为结果。,试锥法,调整水量法时水量按经验估计，固定水量法时加水142.5mL。 实验步骤与试杆法类似 实验结果：用调整水量法时，以试锥在净浆中的下沉深度为（28 2）mm时的拌合水量为水泥净浆标准稠度用水量，以水泥质量分数计；用固定水量法时按公式P%=33.4-0.185S，S表示试锥下沉深度。注意：当S小于13时，改用调整水量法。,影响检验结果的因素有哪些？ 试验的速度 仪器表面的湿度,水泥胶砂流动度的检验,检验原理胶砂流动度是水泥胶砂可塑性的反映。成型在跳桌桌面的胶砂经桌面按规定进行跳动试验后，以胶砂底部扩散直径的毫米数表示胶砂流动性的好坏。,仪器用品胶

15、砂搅拌机、手动跳桌、圆模与模套、卡尺天平等 检验方法及步骤 1）水泥试样过0.9mm方孔筛，记录筛余物，标准砂符合ISO679，洁净淡水 2）按水泥：标准砂=1：3的标准，取水泥450g，标准砂1350g，拌和水量按不同品种水泥标准中要求的起始水灰比计算加水量。,3）加水锅内，再加水泥，放锅至固定位置，低速搅拌30s后，在第二个低速搅拌30s开始加入砂子，高速搅拌30s，停90s（在开始15s内将叶片和锅壁上的胶砂刮如锅中间），高速搅拌60s,各阶段的时间误差在1s内。4）制浆时，用湿抹布将跳桌、捣棒、圆模、模套内壁擦一遍。 5）将拌好的砂浆迅速分两层装入截锥圆模内。 6）取模，将高出圆锥模的

16、胶砂刮掉并抹平。 7）启动跳桌，每秒上下跳动一次，跳动30次后停机。,结果确定跳动完毕，用卡尺测量跳桌桌面上任意两个互相垂直方向上水泥胶砂底部的扩散直径，取平均值即为该水泥胶砂流动度。,影响检验结果的因素试验的速度仪器表面的湿度成型时捣压的力度跳桌桌面的水平度跳桌跳动部分的总质量和跳动部分的落距,水泥凝结时间的测定,凝结时间的概念指水泥加水开始到水泥浆体失去可塑性且具有机械强度的比较致密的固体状态所需要的时间，分为初凝时间和终凝时间。 硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。,实验步骤 （1）称取水泥试样500g，按标准稠度用水量制备标准稠度水泥净浆，并一次装满试模，振动数次刮平，立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。 （2）初凝时间的测定。首先调整凝结时间测定仪，使其试针（见图试1.4d）接触玻璃板时的指针为零。试模在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定：将试模放在试针下，调整试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放使者30s时指针的读数。临近初凝时，每隔5min测定一次，当试针沉至距底板4mm1mm时为水泥达到初凝状态。,