水泥机械强度的测定

四川建筑职业技术学院材料系水泥机械强度的测定水泥机械强度的测定一．一． 目的意义目的意义水泥的强度在使用中具有重要的意义水泥强度是指水泥试体在单位面积上锁承受的外力，它是水泥的主要性能指标水泥石混凝土的重要胶结材料，水泥强度时水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源检验水泥各龄期迁都，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号是你强度检验主要是抗折强度与抗压强度的检验本本实验实验目的目的：①学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；②分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素二．二． 实验原理实验原理1、抗折抗折强强度度材料的抗折强度一般采用简支梁法进行测定对于均质弹性体，将其试样放在两支点上，然后再两支点间的试样上施加集中载荷时，试样将变形或断裂（图 1） 由材料力学简支梁的受力分析可得抗折强度的计算公式：（1）2223622 bhPL bhLPWMRf 式中 Rf—抗折强度，MPaM—在破坏何种 P 处产生的最大弯矩W—截面矩量，断面为矩形时 W=bh2/6P—作用于试体的破坏荷重，NL—抗折夹具两支承圆柱的中心距离，mmb—试样宽度，mmh—试样高度，mm在水泥胶砂试体抗折强度测试中，两支承圆柱的中心距离 L=100mm；试样宽度b=40mm；试样高度 h=40mm。

将这些值代入（1）得四川建筑职业技术学院材料系3 21034. 223PbhPLRf应当注意的是，水泥胶砂试体是由晶体、交替、未完全水化的颗粒、游离水和气孔等组成的不均质结构体而且在硬化过程的不同龄期，试体内晶体、胶体、未完全水化的颗粒等所占的比率不同，导致试体的强度也不相同因此，水泥胶砂试体不是均质弹性体，而是“弹-粘-塑性体” ，用式（1）计算出的强度不完全代表水泥胶砂试体的真实抗折强度值，但这种近似值已能满足工程测试的要求材料的抗折强度一般采用电动抗折试验机进行测定，其测力原理如图 2 所示在这种情况下，力矩 M 与各量的关系为：M1=PL1 M2=SL2 M3=SA M4=QB平衡状态时：M1=M2 即12 LLSP M3=M4 即AQBS 所以BAQ LLP12由于仪器设定为：力臂 L1=1 长度单位，A=1 长度单位，L2=5 长度单位，B=10（长度单位） ，所以：BAQ LLP501110512(2)PRf117. 0105034. 21034. 2332、抗、抗压强压强度度四川建筑职业技术学院材料系减压抗压强度一般都采用轴心受压的形式（图 3） 。

按定义，其计算公式为：FPRc（3）式中 Rc—抗压强度，MPaF—受压面积，mm2P—作用域试体的破坏荷重，N在水泥胶砂试体抗压强度测试中，用抗折试验后的两个断块立即进行抗压实验，隐私试体的受压面积为：F=40×40=1600(mm2)三．三． 实验器材实验器材1、胶砂、胶砂搅搅拌机拌机其结构示意图如图 20 所示2、振、振实实台台按 ISO679-89（E）设计的振实台如图 5 所示振实台应安装在高度约为 400mm的混凝土基座上需防外部震动影响震动效果时，可在整个混凝土基座上放一层厚四川建筑职业技术学院材料系约 5mm 的天然橡胶弹性衬垫新标准规定，若无振实台，也可以用如图 6 所示的震动台代替3、 、试试模模试模由三个水平的模槽组成（图 7） ，可同时成型三条截面为40mm×40mm×160mm 的菱形试体4、播料器和金属刮平尺、播料器和金属刮平尺为控制料层厚度和刮平胶砂，应备有如图 8 所示的两个播料器和一金属刮平直尺四川建筑职业技术学院材料系5、抗折、抗折强强度度试验试验机机抗折强度试验机如图 9 所示，抗折夹具的加荷与支撑圆柱直径均为（10.0±0.1）mm，两个制成圆柱中心距为（100.0±0.2）mm。

6、抗、抗压强压强度度试验试验机机四川建筑职业技术学院材料系抗压强度试验机如图 10 所示在交大的五分四量程范围内使用时记录的荷载应有±1%，并具有按（2400±200）N/s 速率的加荷能力7、抗、抗压夹压夹具具当需要使用夹具（图 11）时，应把它放在压力机的上、下压板之间并与压力机处于同一轴线，一边将压力机的荷载传递至胶砂试件表面夹具受压面积为 40mm×40mm夹具要保持倾计，球座应能转动以使其上压板能从一开始就适应试体的形状并在试验中保持不变四．四． 实验条件及对材料的要求实验条件及对材料的要求①实验室温度为（20±2）℃，相对十大大于 50%②养护箱温度为（20±1）℃，相对湿度大于 90%，养护水的温度为（20±1）℃③ISO 基准砂ISO 基准砂（reference sand）由德国标准砂公司制备的 SiO2含量不低于 98%的天然的圆形硅质砂组成，颗粒分布见表 1 规定的范围内砂的湿含量是在 105～110℃下用代表性砂样烘 2h 的质量损失来测定，以干基的质量百分数表示，应小于 0.2%④中国 ISO 标准砂中国 ISO 标准砂完全符合表 1 颗粒分布和湿含量的规定。

⑤水泥当试验水泥从取样至试验要保持 24h 以上时，应把它贮存在基本装满和气密的容器里，这个容器应不与水泥起反应表表 1 1 IOSIOS 基准砂颗粒分布表基准砂颗粒分布表方孔边长（mm）累计筛余（%）方孔边长 （mm）累计筛余（%）2.000.567±51.67±50.1687±51.033±50.0899±1⑥水试验可用饮用水，仲裁实验或其他重要试验可用蒸馏水四川建筑职业技术学院材料系五．五． 实验步骤实验步骤1、 、试试体成型体成型①将试模擦净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆内壁均匀刷一薄层机油②胶砂的质量配合比应为 1 份水泥，3 份标准砂和 0.5 份水（水灰比为 0.50） 一锅胶砂成 3 条试体，每锅材料需要量见表 2表表 2 2 每锅胶砂的材料质量每锅胶砂的材料质量水泥品种水泥（g）标准砂（g）水（g）硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥450±21350±5225±1③先使搅拌机处于待工作状态，然后再按以下的程序进行操作把量好的水（精确±1mL）加入锅里，再加入称好的水泥（精确±1g） ，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动搅拌机，低速搅拌 30s 后，在第二个30s 开始的同时均匀地将砂子加入（当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，一次将所有的每级砂量加完） 把机器转至高速再拌 30s，停拌 90s，在第一个 15s 内用一个胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，在告诉下继续搅拌 60s各个搅拌阶段，时间误差应在±1s 以内④胶砂制备后应立即进行成型预先将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第一层时，每个槽里约方 300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，再振实 60 次再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振 60 次移走模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似 90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平最后在试模上标记⑤若使用代用设备振动台时，操作如下：在搅拌胶砂的同时将试模和下料漏斗卡紧在振动台的中心将搅拌好的全部胶砂均匀地装入下料漏斗中，开启振动台，四川建筑职业技术学院材料系胶砂通过漏斗流入试模振动（120±5）s 停车。

震动完毕，取下试模，用刮平尺刮去其高出试模的胶砂并抹平（方法同上） 最后在试模上标记2、 、试试体养体养护护（1） 脱模前的养护将试模放入养护箱养护[温度（20±3）℃，相对湿度大于 90%]一直养护到规定的脱模时间时取出脱模脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号，对两个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在两个以上龄期内2） 脱模对于 24h 龄期的，应在破型试验前 20 分钟内脱模；对于 24h 以上龄期的，应在成型后 20h～24h 之间脱模脱模应小心，以免损伤试体对于已确定作为 24h 龄期试验的已脱模试体，应用湿布覆盖至试验时为止3） 水中养护将标号的试体立即水平放在（20±1）℃水中养护，放置时刮平面应朝上试体之间间隔和试体上表面的水深不得小于 5mm注意：注意：试试体放置的篦子不宜用木料制成；每个养体放置的篦子不宜用木料制成；每个养护护池只养池只养护护同同类类型的水泥型的水泥试试体；体；不允不允许许在养在养护护期期间换间换水，水量不水，水量不够时够时可加水至恒定水位可加水至恒定水位3、 、强强度度试验试验①各龄期的试体必须按表 3 规定时间内进行强度试验表表 3 3 各龄期强度测定时间规定各龄期强度测定时间规定龄期时间龄期时间24h24h±15min7d7d±2h48h48h±30min≥28d28h±8h72h72h±45min ②试体从水中取出后，在强度试验前应用湿布覆盖。

③抗折强度测定：擦去试体表的附着水分和沙粒，清楚夹具上圆柱表面杂物，将试体一个侧面放在抗折仪的支撑圆柱上，通过加荷柱以（50±10）N/s 的速率均匀的讲荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断记录抗折强度值（记录至0.1MPa） 四川建筑职业技术学院材料系④抗压强度测定：抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验抗压试样需用抗压夹具进行半截愣住体中心与压力机压板受压中心差应在±0.5mm 内，整个加荷过程中应以（2400±200）N/s 的速率均匀地加荷直至破坏记录抗压强度值（记录至 0.1MPa） 六．水泥强度的计算六．水泥强度的计算1、抗折、抗折强强度度抗折强度按式（2）计算，精确值 0.1MPa以一组 3 个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果当 3 个强度值中有超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果2、抗、抗压强压强度度抗压强度按式（3）计算，精确值 0.1MPa以一组 3 个棱柱体上得到的 6 个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果如6 个测定值中有 1 个超出 6 个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下 5 个的平均数为结果如果 5 个测定值中再有超过它们平均值±10%的，则此组结果作废，应重做这组试验。