第七章水泥及水泥混凝土

第七章水泥及水泥混凝土一、水泥的基本概念1、了解；常见五大水泥品种的定义、大致特点及适用范围(1)硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入0-5％的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料，以及适量石膏混合磨细制成的水泥。其中完全不掺混合料的称为I型硅酸盐水泥(常用P．I表示)，混合料掺入量不超过5％称为Ⅱ型硅酸盐水泥(用P．Ⅱ表示)。(2)普通硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥熟料中掺入6％-15％的混合料及适量石膏加工磨细后得到的水泥。(3)矿渣水泥：在硅酸盐水泥熟料中掺入20％-70％的粒化高炉矿渣和适量石膏加工磨细制成的水泥。(4)火山灰水泥：在硅酸盐水泥熟料中掺入20％～50％的火山灰质材料和适量石膏加工磨细制成的水泥。(5)粉煤灰水泥：在硅酸盐水泥熟料中掺入20％-40％的粉煤灰和适量石膏加工磨细制成的水泥。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥在实际工程中应用最为普遍。补充：水泥生产工艺中掺石膏的目的（在水泥熟料中）加入量：3%左右加人目的：来调节水泥的凝结速度，使水泥水化速度的快慢适应实际使用的需要。因此，石膏是水泥组成中必不可缺少的缓凝剂。但石膏的用量必须严格控制，否则过量的石膏会造成水泥在水化过程中体积上的不安定现象。相关习题：1、不掺加混合材料的硅酸盐水泥代号为（A）。A、P.ⅠB、P.ⅡC、P.ED、P.P2、水泥中加入石膏的目的是为了（B）A、加快水泥水化速度B、调整水泥凝结时间C、提高水泥品质D、降低水泥生产成本3、为避免造成安定性不良问题，应避免在水泥中加入石膏。（）4、用粒化高炉矿渣加入少量石膏共同磨细，即可制得矿渣硅酸盐水泥。（）5、水泥是一种水硬性胶凝材料，与水拌和后成为塑性材料，既能在空气中硬化，又能在水中硬化。（）二、水泥细度1、了解：水泥细度大小对水泥性能的影响细度的大小反映了水泥颗粒粗细程度或水泥的分散程度，它对水泥的水化速度、水泥的需水量、和易性、放热速率和强度的形成都有一定的影响。水泥的水化硬化过程都是从水泥颗粒的表面开始的，水泥的颗粒愈细，水泥与水发生反应的表面积愈大，水化速度就愈快。所以水泥的细度愈大，水化反应和凝结速度就愈快，早期强度就愈高，因此水泥颗粒达到较高的细度是确保水泥品质的基本要求。注意：随着水泥细度的提高，需水量随之增加，水泥水化过程中产生的收缩变形明显加大，且不易长期存放。同时，提高水泥细度必定加大粉磨投入，增加成本。因此，水泥细度应控制在合理范围。（不是越细越好）2、熟悉：表示水泥细度的概念——筛余量和比表面积筛余量——指没有从筛孔通过留在筛中的材料的数量（对应筛析法）比表面积——单位质量水泥材料表面积的大小（对应比表面积法）水泥细度测定常采用的方法是筛析法，它以80μm标准水泥筛上存留量的多少来表示细度，操作的方法又分为水筛和负压筛两种方式，当两种不同筛析方式所得的试验结果有争议时，以负压筛法为准。另一种测定方法是比表面积法，它以单位质量水泥材料表面积的大小来表示细度。3、掌握：筛析法检测水泥细度的操作方法和特点。（1）负压筛法：①正式筛析试验前，先通过接通电源打开仪器，检查仪器是否能够达到4000～6000Pa负压压力。如低于一4000Pa时，应先清理吸尘器中的水泥积存物，以保证达到负压要求。②称取25g水泥试样，记作m0，倒在负压筛上，扣上筛盖并放到筛座上。开动负压筛析仪，持续过筛2min。如筛析过程中看到有水泥附着在筛盖上，可通过敲击使试样落下。③筛析结束后，用天平称取筛中的筛余物，记作ml。用筛余物的多少表示水泥的细度。（2）水筛法：①称取水泥试样25g，记作m0，倒人标准筛中。先用水冲刷，将大部分水泥冲洗过筛，然后再将水筛安放在水筛架上，用喷头连续冲洗3min②冲洗结束后，取下标准筛，用少量水把筛上的筛余物冲到蒸发器皿中，在水泥颗粒全部沉淀后，倾倒出上部的清水，放人烘箱烘干，称出筛上的筛余物，记作m1。F=m1/m0×100%相关习题：1、用负压筛法测定水泥细度时，负压在（C）Pa范围内正常。A、3000-4000B、4000-5000C、4000-6000D、5000-60002、采用比表面积法比筛析法能够更好的反映水泥颗粒的粗细程度。（）3、水泥细度可用比表面积的大小来表示。（）4、水泥颗粒细度提高，可使水泥混凝土的强度提高，工作性得到一定的改善。（）5、水泥颗粒越细，水泥质量越好。（）6、水泥颗粒越细，水泥水化的程度越彻底。（）7、水泥细度属于水泥的物理指标而不是化学指标。（）8、为保证混凝土的工作性质，混凝土所用的水泥细度越细越好。（）9、水泥细度试验时，应用的标准筛孔径为（A）A、0.080B、0.075C、0.074D、0.0909、水泥的细度试验通常用负压筛法和水筛法，负压筛法取50g水泥，水筛法取25g水泥试验。（）10、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的细度均采用筛余结果来表征。（）20、水泥细度采用（AD）测定。（多选）A、水筛法B、干筛法C、负压筛法D、比表面积法三、水泥净浆标准稠度用水量1、了解：水泥净浆稠度和标准稠度概念；确定水泥净浆标准稠度用水量的意义。水泥标准稠度是指水泥净浆对标准试杆沉人时所产生的阻力达到规定状态所具有的水和水泥用量百分率。意义：使得测定水泥凝结时间和安定性等试验检测结果具有可比性的基础。2、熟悉：两种标准稠度测定的方法——标准方法（维卡仪法）和代用法（试锥法）的试验原理；两种方法各自对标准稠度判断方法。标准法的判定标准：是让标准试杆沉入净浆，当试杆沉入的距离正好离底板6mm±1mm时的水泥浆就是标准稠度净浆，此时的拌和用水量为该品种水泥标准稠度用水量代用法的判定标准：是以稠度仪的试锥贯入的深度正好为28mm±2mm时的水泥浆为标准稠度净浆，此时的拌和水量即为该水泥的标准稠度用水量。3、掌握：维卡仪法稠度测定方法；试锥法中调整用水量和固定用水量法的关系及操作步骤。维卡仪法：又称试杆法（标准法）(1)水泥净浆的制备:称取500g待测水泥，将搅拌锅和搅拌叶片用湿布湿润，倒人拌和用水。然后在规定的5～10s将水泥中加到锅内，小心防止有水或水泥溅出。将拌和锅安置在搅拌设备上，启动搅拌机，按照规定设置的搅拌方式搅拌(搅拌方式是低速搅拌120s，停15s，再高速搅拌120s。(2)完成搅拌后，随即将拌制好的水泥净浆装填到放在玻璃板上的圆台形试模中，用小刀插捣，并轻轻振动数次，保证水泥浆装填密实，刮去多余的水泥浆并抹平。(3)立刻将试模移到维卡仪上(注意维卡仪事先调整试杆在接触玻璃板时指针对准零刻度)，调整试杆正好与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝。稍停片刻，突然打开螺丝，使试杆垂直自由沉入水泥净浆中，在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距离底板之间的距离。如试杆沉人净浆距底板6mm土1mm时，该水泥净浆为标准稠度净浆，此时其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量，以水和水泥质量比的百分率计。如未能实现上述试验结果，则应调整加水量重新试验，直至达到规定的试验结果。每次测试后升起试杆，要立即擦净试杆上的水泥浆。试锥法：（1）水泥净浆拌制方法与标准方法相同，但该代用法水量多少可通过调整用水量法或固定用水量法两种方式来确定。(2)在采用调整用水量法时，水泥仍称取500g，可根据经验先确定一个初步的拌制水泥净浆所需的水量。按标准方法拌好之后，立即将水泥浆装入锥模中，用小刀插捣，并轻轻振动数次，保证水泥浆装填密实，刮去多余的水泥浆，抹平。随即将试锥模固定在稠度仪相应位置上，调整试锥的锥尖正好与净浆表面接触，拧紧固定螺丝。稍过片刻，突然放松螺丝，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。当试锥停止下沉或释放试锥30s时，记录试锥下沉深度(mm)，整个操作应在搅拌结束后1.5min内完成。以试锥下沉深度为28mm±2mm时的净浆为标准稠度净浆，此时其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量，以水和水泥质量的百分率计。如下沉深度在要求范围之外，则需另称水泥试样，改变用水量，重新试验，直至试锥下沉深度在28mm土2mm范围为止。(3)采用固定用水量方法时，水泥用量不变，仍是500g。而拌和用水量固定采用142.5mL。按上述调整用水量法操作步骤测定之后，根据试锥下沉深度S(mm)按下式计算得到标准稠度用水量P：P(%)=33.4-0.185S两者关系：一般情况下随便用哪种都可以；但固定用水量法易操作。当两种方法结果有矛盾时，以调整水量法为准。当采用固定用水量法测得的试锥下沉深度仅为13mm时，此时只能采用调整用水量法而不能采用固定用水量法以计算的方式求得结果。相关习题：1、在P=33.4-0.185S式中，S表示（C）.A、加水量B、标准稠度C、试锥下沉量D、试锥允许下沉量2、标准法测水泥标准稠度用水量时，维卡仪滑动部分总质量（C）g。A、200±1B、200±2C、300±1D、300±23、水泥净浆标准稠度用量试验时，表明加水量不够的试验现象是（AC）A、标准维卡仪贯入深度离底板不足5mmB、标准维卡仪贯入深度离底板不足7mm、试锥法贯入深度离底板不足26mmD、试锥法贯入深度离底板不足30mm4、水泥标准稠度用水量试验中，所用标准维卡仪，滑动部分的总质量为300g±1g。()5、测定水泥的标准稠度用水量是为了测定凝结时间和强度。（）6、水泥净浆标准稠度用水量操作的目的是确保（AD）等试验结果的可比性。（多选）A、凝结时间测定B、力学性能检测C、水泥品种判断D、安定性检验四、水泥凝结时间1、熟悉：水泥凝结时间的定义；凝结时间对工程的影响。（1）定义：水和水泥混合后，从最初的可塑状态逐渐成为不可塑状态，要经历一定的时间，水泥的凝结时间就是这种过程时间长短的一种定量的表示方法。它以标准试针沉入标准稠度水泥净浆达到一定深度所需的时间来表示，并分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是指从水泥全部加入水中到水泥浆开始失去塑性所需的时间;终凝时间是指从水泥全部加入水中到完全失去塑性所需的时间。（2）意义：控制施工进度。初凝时间太短，不利于整个混凝土施工工序的正常进行;但终凝时间过长，又不利于混凝土结构的形成、模具的周转，以及会影响到养护周期时间的长短等。因此，水泥凝结时间要求初凝不宜过短，终凝时间不宜过长。2、掌握：凝结时间测定的操作方法、注意事项。(1)操作方法：①以标准稠度时的水泥净浆为测定凝结时间的材料，将该净浆装满圆台形的试模，插捣、振实、刮平，立即放入湿气养护箱中。记录净浆搅拌时水泥全部加到水中的时刻，作为测定凝结时间的起始时间。②首先进行初凝时间的测定。待测试样在养护箱中养护至起始时间30min时，进行第一次测定。将试样从养护箱中取出，放在已更换了初凝用试针的标准维卡仪下，调整试针与水泥净浆的表面刚好接触。拧紧螺丝，稍停片刻，突然打开，使试针垂直自由地沉人水泥净浆中。观察试针停止下沉或释放试针30s时试针的读数，当试针下沉至距底板4mm±1mm时，表征水泥达到初凝状态。由起始时间到初凝状态出现所经历的时间定义为初凝时间，用“min”表示。如未达到规定下沉状态，则继续养护，再次测定，直至测试结果呈现规定的状态。③接着继续进行终凝时间的测定。先将装有水泥试样的圆台形试模从玻璃板上取下，翻转，直径大端朝上、小端朝下地放在玻璃板上，然后将试样放入养护箱中继续养护。在接近终凝时间时，每隔15min测定一次，直到终凝试针沉入水泥试件表面0.5mm时，即只有试针在水泥表面留下痕迹，而不出现环形附件的圆环痕迹时，表征水泥达到终凝状态，由起始时间到出现规定状态所经历的时间定义为终凝时间，用“min”表示。(2)注意事项：①掌握好两种凝结时间可能出现的时刻，在接近初凝或终凝时，要缩短两次测定的间隔，以免错过“真实”时刻。②达到凝结时间时，要立即重复测定一次，只有当两次测定结果都表示达到初凝或终凝状态时，才可认定。③为防止试针撞弯，在最初进行初凝时间测定时，要轻轻扶持金属杆，使试针缓缓下降，但最后结果要以自由下落为准。④每次测定要避免试针落在同一针孔位置，并避开试模内壁至少10mm。测定间隔要保持试样在养护箱中等待。相关习题：1、水泥混凝土的凝结时