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1、土木工程专业土木工程材料实验指导实验一 水泥 本试验根据国家标准水泥细度检验方法（GB1345-91），水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T1346-2001）及水泥胶砂强度检验方法（GB/T17671-1999）测定水泥的有关性能和胶砂强度。一、水泥细度检验 水泥细度检验有比表面积法和筛析法。比表面法适合于硅酸盐水泥，筛析法适合于其他水泥。筛析法又分负压筛法、水筛法和干筛法，在检验中，当其他方法与负压筛法发生争议时，以负压筛法为准。 （一）负压筛法 1 、主要仪器设备： 负压筛 负压筛由圆形筛框和筛网组成，筛孔为0.080mm； 负压筛析仪 它由筛座、负压筛、负压源及收尘器
2、组成。 2 、试验方法（1） 筛析前，把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，调节负压为40006000Pa的范。（2） 称取试样25g，放进负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上。（3）开动筛析仪连续筛析2min，轻轻地敲打盖上附着的试样，停机后，用天平称量筛余物。（4）水泥试样筛余百分数按下式计算（准确至0.1%） 式中F水泥试样的筛余百分数； R水泥筛余物的质量，g； W水泥试样的质量，g。（二）干筛法 1、仪器设备 标准筛 筛布同湿筛法，筛框有效直径150mm，高50mm。 2、检验方法 称取试样50g倒入筛内，并加盖，用手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度120次/min，每40次向同
3、一方向转动60，使试样均匀颁在筛网上，直到通过的试样量不超过0.050g/min为止，称筛余量。 试验结果按下式计算（准确至0.1%） 式中符号的意义同负压筛法。 3、试验结论 根据国家标准评定水泥细度是否合格。二、水泥标准稠度用水量测定（一）试验目的 本试验的目的是测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，为测定水泥的凝结时间和体积安定性做好准备。试验方法分代用法和标准法。（二）试验材料 水泥、水，其要求见水泥检验的一般规定。（三）仪器及设备 标准稠度测定仪、(代用法维卡仪、标准法维卡仪)、水泥净浆搅拌机、量水器（四）试验步骤1、代用法（1） 调整用水量法1）试验前须检查：仪器金属棒应能自由滑动，
4、试锥降至顶面位置时，指针应对准标尺零点，搅拌机运转正常。2）泥净浆的拌制：用湿布将水泥净浆搅拌机的搅拌锅及叶片擦湿，将称好的500g水泥试样倒入锅内。将锅固定在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置。 3）开动机器；同时慢慢地加水，慢速搅拌120s，停拌5s，接着快速搅拌120s停机。4）拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用小刀插捣，插捣数次刮去多余净浆；抹平后迅速放到试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥自由沉入净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉的深度。全部操作应在1.5min内完成。 （2） 固定用水量法 水泥用理为500g，拌和用水量为142.5cm3。测定
5、方法与调整用水量法相同。 2、标准法 拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已放在玻璃片上的试模中，用小刀插捣，轻轻捣数次，刮去多余的净浆；抹平后，将试模放到维卡仪上，并将中心定在试杆下，降低试杆与水泥接触，拧紧螺丝12s后，突然放松，使试杆自由地沉入水泥浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆与底板的距离，升起试杆后，将试杆擦净，整个过程在1.5min内完成。（五）试验结果 1、 代用法 （1）调整用水量法 试锥下沉的深度为（282）mm时的拌和用水量为水泥的标准稠度用水量P，以水泥质量的百分数，按下式计算： 式中 W拌和用水量，mL。 如试锥下沉的深度超出上述范围，试验须重做至达到（
6、282）mm时为止。 （2）固定用水量法 根据测得试锥下沉的深度S（mm）按下式（或仪器上对应标尺）计算得到标准稠度用水量P（%）： P = 33.4-0.185 s式中S试锥下沉的深度，mm。 当试锥深度S小于13mm时，应用调整用水量法。 2、标准法 试杆沉入净浆与底板距离为（61）mm的水泥净浆称标准稠度净浆。其拌和用水量为该水泥标准稠度用水量P，按水泥质量的百分比计。三、水泥凝结时间的测定（一）试验目的测定水泥的凝结时间，判断水泥的质量。（二）试验材料水泥、水，其要求同水泥检验的一般规定。（三）仪器及设备凝结时间测定仪、水泥净浆搅拌机、标准养护箱。（四）试验步骤1、将圆模放在玻璃板上，
7、在内侧涂上一层机油，调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针应对准标尺零点。2、称取水泥试样500g，按标准稠度用水量加水制备标准稠度的水泥净浆，方法同前。立即一次装入圆模，用手振动数次，刮平，放入湿气养护箱内。记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。3、凝结时间的测定。试样在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。4、测定时，从湿气养护箱中取出圆模放到试针下，使试针与圆模接触，拧紧螺12s后放松，试针垂直自由沉入净浆，观察试针停止下沉的指针读数。当试针沉至距底板（41）mm时，即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初凝时间。 5、终凝时间测定时，为了
8、观察试针沉入的情况，在终凝试针上安装一个环形附件，在完成初凝时间测定后，将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180，直径大端朝上，小端朝下，放在玻璃板上，再放入湿气养护箱内继续养护，至试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，水泥达到终凝状态，由水泥全部加入水中至终凝状态为水泥的终凝时间。（五）试验结论国家标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175-1999）规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大小6.5h。根据国家标准评定水泥凝结时间是否合格。注：在最初测定的操作时，应轻轻地扶持金属棒，使其徐徐下降以防试针撞弯，但应以自由下落为准；在整个操
9、作过程中试针插入的位置至少要距圆模10mm。临近初凝时，每隔15min测定一次，到达初凝或终凝时立即重复测一次，当两次结果相同时才能定为初凝或终凝时间。每次测定不得让试针落入原针孔，每次测定完毕须将试针擦净并将圆模放回湿气养护箱内。初凝时间用分（min）表示，终凝时间用小时（h）表示。四、水泥安定性的测定（一）试验目的检验水泥浆体在硬化时体积变化的均匀性，以决定水泥的品质。试验方法为沸煮法，用以检验游离氧化钙造成的体积安定性不良。沸煮法又分试饼法和雷氏法，当两者发生争议时，以雷氏法为准。（二）试验材料 水泥、水，其要求同水泥检验的一般规定。（三）仪器及设备 雷氏夹膨胀值测定仪，标尺最小刻度为0
10、.5min；雷氏夹、沸煮箱、水泥净浆搅拌机、标准养护箱、天平、量水器。（四）试验步骤 1、测定前的准备工作 若采用雷氏法时每个雷氏夹需配备质量7580g的玻璃板两块，若采用试饼法时一个样品需准备两块100mm100mm的玻璃板，每种方法每个试样需成型两个试件。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要涂上一层油。 2、水泥标准稠度净浆的制备 称取500g（精确至1 g）水泥，以标准稠度用水量，用水泥净浆搅拌机搅拌水泥净浆，方法同前面一样。 3、试饼的成型方法 将制好的净浆取出一部分后分成两等份，使之成球形，放在准备好的玻璃上，将其做成直径7080mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，
11、接着将试饼放入养护箱内养护（242）h。 4、雷氏夹试件的制备方法 将雷氏夹放在已擦油的玻璃上，并将已制好的标准稠度净浆装满试模，装模时一只手轻轻地扶持试模，另一只手用宽约10mm的小刀插捣15次左右然后抹平，盖上涂油的玻璃板，移到养护箱内养护（242）h。 5、沸煮 调整好沸煮箱内的水位，保证在整个沸煮过程中都漫过试件，中途不需加水，同时又能在（305）min内升至沸腾。 6、试件的检验 脱去玻璃板取下试件。当用试饼法时先检查试饼是否完整（如已开裂翘曲要检查原因，确证无外因时，试饼已属不合格产品不必沸煮），在试饼无缺陷的情况下，将试件放在沸煮箱的水中篦板上，然后在（305）min内加热至沸腾
12、，并恒沸3h5min。 当用雷氏法时，先测量指针之间的距离（A），精确至0.5min，接着将试件放到水中篦板上，然后在（305）min内加热至沸腾，并恒沸3h5min。沸煮结束，放掉箱中热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判定。（五）试验结果 1、试饼法 目测未发现裂缝，用直尺检查也没有弯曲的试饼，即为安定性合格，反之为不合格。当两个试饼判定有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。 2、雷氏夹 测量试件指针尖端间的距离（C），准确至0.5min。当两个试件煮后增加的距离（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4mm时，应用同一样品立即重
13、做一次试验。（六） 试验结论 根据国家标准评定水泥安定性是否合格。五、水泥胶砂强度试验（一）试验目的 检验水泥的强度，确定水泥的强度等级。（二） 试验材料 水泥、标准砂、水，其要求同水泥检验的一般规定。（三）仪器及设备 水泥胶砂搅拌机、胶砂振实台（胶砂振实台应符合JC/T682的要求）、试模及下料漏斗、抗折试验机、抗压试验机及抗压夹具、三角刮刀、天平等。（四）试验方法1、试件成型（1）成型前将试模擦净，四周的模板与底座的接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀涂一薄层机油。 （2）水泥与标准砂的质量比为1:3。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥、
14、石灰石硅酸盐水泥的水灰比均为0.5。 （3）每成型3条试件需称量水泥（4502）g，标准砂（13505）g，硅酸盐水泥、矿渣水泥、普通硅酸盐水水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥用水量为225mL。（4）使搅拌机处于待工作状态，将水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置，开动搅拌机。低速搅拌30s后，在第二个30s开始时，均匀地将砂子加入。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需要的每级砂量加完，把机器调至高速再拌30s。停拌90s，在第一个15s内，用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中，在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在1s内。（5）成型。用振实台成型。用勺子将搅拌好的胶砂分两层装入试模。装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架上模套顶部，沿每个模槽来回一次将料层播平，振实60次。再装入第二层胶砂，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，将试体抹平，接着在试体上作标记。 用振动台成型。当使用代用的振动台时，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。将搅拌好的胶砂全部均匀地装入下料漏斗中，开动振动台，胶砂通过漏斗流入试模。振动（1205）s停车，振动完毕，取下试模，将试模刮平并编号。
