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1、水泥试验学习,水 泥,水 泥 概 述,水泥是水硬性胶凝材料,不但能在空气中硬化，还能在水中硬化，保持并发展其强度。 水泥是最重要的建筑材料之一，常用来制造各种形式的钢筋混凝土、预应力混凝土构件和建筑物，也常用于配置砂浆，以及用作灌浆材料等。,水泥的分类,按水泥熟料的矿物组成分为：硅酸盐系水泥、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、少熟料或无熟料水泥； 按水泥的特性与用途分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥。,通用硅酸盐水泥生产工艺,“两磨一烧”,通用硅酸盐水泥组成,硅酸盐水泥熟料： 生料的主要成分：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 熟料中四种主要矿物：硅酸三钙（ 3C
2、aO.SiO2 简写式C3S）是决定水泥早期强度的组分 、硅酸二钙（ 2CaO.SiO2 简写式C2S）是保证水化后期强度的组分 、铝酸三钙（ 3CaO. Al2O3 简写式C3A）矿物凝结硬化速度最快 、铁铝酸四钙（ 4CaO. Al2O3. Fe2O3 简写式C4AF）,石 膏,作用：调节水泥的凝结时间,满足工程施工要求，是水泥必不可少的组成材料。 原料：天然石膏或工业副产石膏，工业副产石膏需试验证明对水泥性能无害。 掺量：小于1.3%时，不能阻止水泥快凝；大于2.5%以后，水泥凝结时间的增长很少。,混合材料,活性混合材料：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、硅粉及粉煤灰。 非活性混合材料：石
3、灰石、石英砂、黏土、慢冷矿渣。,混合材料在水泥生产中的作用,活性混合材料能改善水泥的某些性能、调节水泥强度、降低水化热、降低生产成本、增加水泥产量、扩大水泥品种。 非活性混合材料能调节水泥强度、降低水化热、降低生产成本、增加水泥产量。,通用硅酸盐水泥的性质及选用,普通硅酸盐水泥 和复合硅酸盐水泥应用最广泛，无特殊要求的混凝土都适用。 矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥水化热低，抗硫酸盐侵蚀性好，适用地下、大体积混凝土。,水泥取样要求,按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次（GB50204-2002)； 使
4、用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月（快硬硅酸盐水泥超过一个月）时，应进行复验。,水泥取样方法和样品制备,取样方法：一般从20袋以上（散装水泥不少于3罐）中取等量样品，总重至少12kg,拌和均匀。 样品制备：通过0.9mm方孔筛后充分混匀，缩分到相关标准要求的定量。,水 泥 相 关 标 准,通用硅酸盐水泥（GB175-2007） 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T1346-2011） 水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T17671-1999） 水泥胶砂流动度测定方法（GB/T2419-2005 ）,水泥细度检验方法 筛析法(GB/T1345-2005) 水泥比表面
5、积测定方法 勃氏法（GB/T 8074-2008） 水泥密度测定方法（ GB/T 208-2014 ）,通用硅酸盐水泥 （GB175-2007）,（一）、定义：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。 （二）、分类(标准P1)：硅酸盐水泥(P.、P.）、普通硅酸盐水泥（P.O）、矿渣硅酸盐水泥（P.S.A、P.S.B)、火山灰质硅酸盐水泥（P.P）、粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）、复合硅酸盐水泥（P.C ）。,（三）、强度等级（带R 的表示早强水泥）： 1.硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级； 2.普通硅酸盐
6、水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级； 3.矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。,（四）、技术指标 1.化学指标 2.碱含量（选择性指标） 3.物理指标：凝结时间、安定性、强度、细度（选择性指标） （1）凝结时间：硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。 （2）用于路面基层时,水泥初凝时间应大于3h，
7、终凝时间应大于6h且小于10h 。,(2).安定性 a.水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为安定性； b.水泥安定性不良即水泥硬化后体积变化不稳定，会使硬化水泥石产生弯曲、裂缝甚至粉碎性破坏。水泥中的游离CaO(f- CaO)、游离MgO(f- MgO)、石膏这三种物质造成的膨胀均会导致水泥安定性不良； c.水泥安定性检验方法为沸煮法（标准），但用沸煮法检验水泥体积安定性，只能检查出游离CaO的影响。,(3)强度：不同品种不同强度等级的通用硅酸盐水泥，其不同各龄期的强度应符合表3的规定。 (4)细度（选择性指标）： 水泥细度越细，水化的放热量越大，凝结硬化后早期的强度越高。 硅酸盐水泥和普通硅酸
8、盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于300m2/kg;矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80um方孔筛筛余不大于10%或45um方孔筛筛余不大于30%,水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 （GB/T1346-2011）,（一）、仪器设备,1.水泥净浆搅拌机 2.标准法维卡仪 3.雷氏夹 4.沸煮箱 5.雷氏夹膨胀测定仪 6.量水器：最小刻度0.1mL，精度1% 7.天平：最大称量不小于1000g,分度值不大于1g。,标准法维卡仪,雷氏夹膨胀测定仪 雷氏夹,对雷式夹进行自校时：两根指针尖的距离为（17.52.5）mm范围内，
9、去掉砝码后能恢复至挂砝码前状态,（二）、试验条件,1.试验室温度为202，相对湿度不低于50%； 2.水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致； 3.湿气养护箱的温度为201，相对湿度不低于90%。,（三）、检测步骤,1.标准稠度用水量的测定（标准法） 2.凝结时间的测定 3.安定性的测定（标准法） 4.标准稠度用水量的测定（代用法） 5.安定性的测定（代用法）,（四）、凝结时间检测中需注意 若干问题,1.在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准； 2.在整个测试过程中试针沉入位置至少要距试模内壁10mm。临近初凝时，每隔5min测定一次，临
10、近终凝时每隔15min测定一次，到达初凝或终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝或终凝状态；,（四）、凝结时间检测中需注意若干问题,3.每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。,（五）、结果确定,1.标准稠度用水量结果确定（标准法） （1）以试杆沉入净浆并距底板6mm1mm的水泥净浆为标准稠度净浆； （2）其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P),按水泥质量的百分比计。,（五）、结果确定,2.凝结时间结果确定 （1）当指针沉至距底板4mm1mm时,为水泥达到初凝状态,由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的
11、初凝时间,用“min”表示； （2）当试针沉入试体0.5mm时,即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时,为水泥达到终凝状态。由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间,用“min”表示。,（五）、结果确定,3、安定性结果确定： （1）标准法：当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格，当两个试件的（C-A）值相差超过4.0mm时，应用同一样品立即重做一次试验。再如此，则认为该水泥为安定性不合格。 （2）代用法：目测试件未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲的试饼为安定性合格，反之，为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。,水泥胶砂
12、强度检验方法（ISO法） （GB/T17671-1999）,（一）、技术要求,1.火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定。 2.当流动度小于180mm时，应以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180mm。,（二）、试验条件,1.试体成型养护室的温度应保持在202，相对湿度应不低于50； 2.试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在201，相对湿度应不低于90； 3.试体养护池水温度应在201范围内。,（三）、仪器设备,1.胶砂搅拌机 2.试模:40
13、mm*40mm*160mm 3.振实台 4.抗折强度试验机 5.抗压强度试验机 6.抗压强度试验机用夹具 7.天平：精度为1g,振实台,胶砂搅拌机,（四）、检测步骤,1.胶砂制备 （1）配料：水泥4502g,标准砂13505g，水2251g； （2）搅拌。 2.试件制备：用振实台成型或振动台成型。 3.试件养护：水平放置时刮平面应朝上，试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm，养护水温度201 ； 3天龄期强度试验养护时间72h45min； 28天龄期强度试验养护时间大于28d8h。,恒 温 水 养 护 箱,（四）、检测步骤,4.抗折强度的测定 (1)抗折试验加荷速度为5010N/s； (
14、2)抗折强度计算：Rf=1.5FfL/b3 式中： Ff-折断时施加于棱柱体中部的荷载，N L-支撑圆柱间的距离，取100mm b-棱柱体正方形截面的边长，取 40mm； （3）结果精确至0.1MPa 。,（四）、检测步骤,5.抗压强度的测定 (1)抗压试验加荷速度为2400N/s200N/s； (2)抗压强度计算： Rc=Fc/A 式中： Rc抗压强度，MPa Fc破坏时的最大荷载，N A受压部分面积， mm2（40mm*40mm=1600 mm2） （3）结果精确至0.1MPa 。,（四）、检测步骤,6.试验结果的确定 （1）抗折强度：以一组三个结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有超
15、出平均值的10时，应剔除后再取平均作为抗折强度试验结果。 （2）抗压强度：以一组六个结果的平均值作为试验结果。六个测定值中有一个超出六个平均值10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数10%的，则此组结果作废。,水泥胶砂流动度测定方法 （GB/T2419-2005）,（一）、仪器设备,1.水泥胶砂流动度测定仪 2.水泥胶砂搅拌机 3.试模 4.卡尺：量程不小于300mm,分度值不大于0.5mm 5.天平：量程不小于1000g,分度值不大于1g 6.捣棒 7.小刀：刀口平直，长度大于80mm,水泥胶砂流动度测定仪,（二）、试验条件,温度应保持在202
16、，相对湿度应不低于50；,（三）胶砂流动度检测步骤,1、试验前准备工作： a.如跳桌在24h内未被使用，先空跳一个周期25次； b、在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。,（三）胶砂流动度检测步骤,2、步骤： (1)胶砂制备同胶砂强度方法; (2)拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次；,(3)第二层胶砂装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心捣压10次。捣压后胶砂应略高于试模。 （4）捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。 (5)将截锥圆模垂直向上轻轻提起。立即开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25s1s内完成25次跳动。(6)流动度试
