建工实验员培训班讲义

建工实验员培训班讲义大连市建筑科学研究设计院股份有限公司大连市建筑工程质量检测中心第一章、水泥1、胶凝材料定义：胶凝材料是指能通过自身的物理、化学变化由浆体变成固体，同时能将一些散粒材料或块状材料黏结为整体的材料。一、述论2、分类：胶凝材料按化学成分可分为两大类：无机胶凝材料和有机胶凝材料。3、无机胶凝材料无机胶凝材料按其硬化条件又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。（1）气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展其强度的胶凝材料。它只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不能用于水中。（2）水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，保持并继续发展其强度的胶凝材料。它既可以用于干燥环境，也可以用于水中。（1）石灰生石灰是以含碳酸钙为主要成分的天然岩石在低于烧结温度条件下煅烧得到的。其主要成分是氧化钙，将生石灰与适量水经消化和干燥得而成的粉末，主要成分Ca(OH)2，称熟成灰，也叫消石灰粉。与过量水消化，可得到石灰膏。石灰的硬化基理：石灰浆体的硬化主要是由干燥作用和碳化作用引起的。干燥作用是指石灰浆体失水干燥获得强度；碳化作用是由于氢氧化钙与二氧化碳生成碳酸钙获得强度。4、石灰、石膏、水玻璃（2）石膏石膏是以硫酸钙为主要化学成份的气硬性胶凝材料。它是由天然石膏CaSO4•2H2O煅烧所得的。我们建筑常用的石膏叫建筑石膏，其主要成分是CaSO4•1/2H2O。石膏的硬化基理：石膏的硬化主要分两个阶段，第一阶段是石膏浆体失去水份，稠度增大，直至失去可塑性。第二阶段是CaSO4•2H2O胶体微粒凝聚并转变成晶体，晶体逐渐长大并互相交错搭接使浆体产生强度并发展到最大强度。（3）水玻璃水玻璃俗称泡化碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成。如硅酸钠NaO•nSiO2、硅酸钾KO•nSiO2等。水玻璃分子式中SiO2与碱金属氧化物的摩尔数的比值，称为为水玻璃模数。二、水泥1、水泥的分类（1）按矿物组成分：A、硅酸盐水泥B、铝酸盐水泥C、硫铝酸盐水泥等（2）按特性和用途分：A、通用水泥（指大量用于一般土木工程的水泥）B、专用水泥（有专门用途）C、特性水泥（指有某种性能比较突出）1、硅酸盐水泥的生产石灰石石膏黏土按比例混合磨细生料在1450度煅烧熟料磨细水泥成品铁矿石混合材料三、硅酸盐水泥2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及性质（1）主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。还有少量游离氧化钙、游离氧化镁和含碱矿物及玻璃体。（2）各主要成分的性质矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙矿物组成3CaO•SiO22CaO•SiO23CaO•Al2O33CaO•Al2O3•Fe2O3简写式C3SC2SC3AC4AF矿物含量37~60%15~37%7~15%10~18%水化速度快慢最快较快放热量大小最大中早期强度高低低中后期强度高高低低C3A的水化速度最快，水化热最大，且主要在早期放出，其次是C4AF早期水化速度较快，但这两种矿物在硅酸盐水泥中含量较少，且水化产物的强度并不高，所以对强度的贡献不大。C3S的水化速度较快，水化热较大，早期，后期强度均较高，同时含量最高，C2S的水化速度最慢，水化热最小，主要在后期放出，早期强度增长慢，但后期强度增长较快。因此，不论是早期强度还是后期强度，水泥石的强度主要来源于硅酸三钙和硅酸二钙的水化反应。从上表可以看出:（3）硅酸盐水泥的凝结与硬化这个过程可分为二段（1）、水泥水化、水解过程，也可称为溶液解期。（2）、凝结及硬化过程。也就是胶化期与结晶期。（4）主要水化产物水化硅酸盐凝胶、水化铁酸盐凝胶、氢氧化钙、水化铝酸盐、水化硫铝酸盐。5、技术指标（1）标准稠度用水量标准稠度用水量：是指水泥与水拌合达到规定的标准稠度时的用水量占水泥质量的百分比。标准稠度：水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体可塑性程度。哪么为什么要测标准稠度用水量呢？是因为在测定水泥的凝结时间和安定性等性质时需要拌制标准稠度的水泥浆，所以标准稠度用水量是为了进行水泥技术性质检验的一个准备性指标。检测方法:GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（2）凝结时间定义：凝结时间：是指水泥从加水拌合开始到失支流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间。又分初凝时间和终凝时间：I：初凝时间：指水泥从加水拌合起到开始失去可塑性和流动性所需时间；II：终凝时间：指水泥从加水拌合起到完全失去可塑性、开始产生强度所需时间。（3）安定性定义：安定性：安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，也叫做体积安定性。引起体积安定性不良的主要因素是水泥熟料中含有过量的游离氧化钙或游离氧化镁，以及在水泥粉磨时掺入的超量的石膏等。（4）细度定义：细度指水泥颗粒粗细的程度。表示方法：总的表面积表示用筛余百分率表示（5）强度检测方法简述:每次成型40*40*160mm试件三块所需各材料用量：水泥：标准砂：水=450±1g：1350±5g：225±1mL实验过程中环境要求：成型20±2℃相对湿度≥50%带模养护：20±1℃相对湿度≥90%养护池水：20±1℃A、抗折强度要求抗折仪加荷速度：50N/s±10N/s按公式计算：Rf=1.5FfL/b3Rf：抗折强度，MPaFf：折断时施加于棱柱体中部的荷载，NL：支撑圆柱之间的距离，100mmb：棱柱体正方形截面的边长，mm以三个值的算术平均值用为实验结果，当三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的试验结果。抗折强度记录至0.1MPa，平均值计算精确至0.1MPa。B、抗压强度抗压实验机加荷速度：2400N/s±200N/s精度1%以做完抗折试验后的六个试件进行抗压试验，按公式计算：RC=FC/ARC：抗压强度，MPaFC：破坏时的最大荷载，NA：受压部分面积，mm2(40*40=1600mm2)以六个测定值的算术平均值作为试验结果，当六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应剔除这个结果，以剩下的五个的平均值为结果，如果五个测定结果中再有超过它们（五个值）平均值±10%的，则此组结果作废。单个半棱柱体得到的单个抗压强度结果计算至0.1MPa，平均值精确到0.1MPa。例：有一组水泥强度实验，实验数据如下。抗折荷载：3100N，2570N，2540N；抗压荷载：56.0kN,54.5kN，55.2kN，56.4kN，48.5kN，54.0kN。求其抗折、抗压强度。抗折强度解：Rf=1.5FfL/b3Rf1=1.5×3100×100/403=7.2MPaRf2=1.5×2570×100/403=6.0MPaRf3=1.5×2540×100/403=6.0MPa平均值Rf=（7.2+6.0+6.0）/3=6.4MPa因为：（7.2-6.4）/6.4=12.5%=12%10%所以：平均值Rf=（6.0+6.0）/2=6.0MPa抗压强度解：RC=FC/ARC1=56.0×1000/1600=35.0MPaRC2=54.5×1000/1600=34.1MPaRC3=55.2×1000/1600=34.5MPaRC4=56.4×1000/1600=35.2MPaRC5=48.5×1000/1600=30.3MPaRC6=54.0×1000/1600=33.8MPa平均值RC=(35.0+34.1+34.5+35.2+30.3+33.8)/6=33.8MPa因为(33.8-30.3)/33.8=10.4%所以抗压强度为:34.5MPa该组水泥的抗折强度为:6.0MPa,抗压强度:34.5MPa四、常用硅酸盐类水泥1、定义（1）硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉渣、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料。分P•I、P•II。（2）普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、6~15%混合材、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料，代号P•O。（3）矿渣硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣（20~70%）、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料，代号P•S。（4）火山灰硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材（20~50%）、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料，代号P•P。（5）粉煤灰硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰（20~40%）、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料，代号P•F。（6）复合硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料（15%~50%）、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料，代号P•C。2、掺入混合材目的（1）代替部分水泥熟料，增加水泥产量，降低成本；（2）调节水泥强度，避免不必要的强度浪费；（3）改善水泥性能；（4）降低早期强度。3、掺入复合材硅酸盐类水泥的特性（1）矿渣硅酸盐水泥的特性：A、早期强度低，后期强度增长速率大。B、抗水和硫酸盐侵蚀能力强。C、水化热低。D、环境温度、湿度对凝结硬化的影响较大。E、保水性差，泌水量大，水泥石抗渗性差。F、抗碳化能力差。G、干缩性较大。H、抗冻性和耐磨性较差。I、耐热性较强。（2）火山灰质硅酸盐水泥保水性能好，泌水量小，水泥石抗渗性好。其它特性与矿渣水泥基本一样（3）粉煤灰硅酸盐水泥A、保水性能好，泌水量小，水泥石抗渗性好。B、干缩小。需水量小。其它特性与矿渣水泥基本一样硅酸盐类水泥性能比较表水泥品种主要特性适应范围不宜使用P•I、P•II1、早期强度高；2、水化热高；3、耐腐蚀性差；4、抗冻性好；5、耐热性较差要求快硬高强要求的砼、冬季施工工程、有耐磨要求砼大体积砼、受侵蚀性介质作用的砼P•O一般环境及干燥环境中砼或有抗冻、抗渗、耐磨快硬、高强要求砼P•S见前表潮湿环境或处于水中的砼、大体积砼、受侵蚀性介质作用的砼及一般环境中的砼有抗渗、快硬、高强、抗冻要求的砼P•P见前表干燥环境中砼、有抗冻、耐磨、快硬、高强要求的砼P•F见前表P•C见前表P•I、P•IIP•OP•SP•PP•FP•C现行标准GB175-2007必检项目强度42.5～62.5R42.5～52.5R32.5～52.5R凝结时间初凝不小于45min,终凝不大于390min初凝不小于45min,终凝不大于600min安定性用沸煮法检验必须合格一般项目细度比表面积大于300m2/kg80μm方孔筛筛余不得超过10.0%氧化镁不宜超过5.0%,如经蒸压安定性合格，可放宽到6.0%。三氧化硫≤3.5%≤4.0%≤3.5%烧失量I≤3.0%II≤3.5%≤5.0%无要求不溶物I≤0.75%II≤1.50%无要求碱含量供需双方商定取样批次1、散装水泥，同厂、同日期、同强度等级、同一出厂编号为一验收批，总量不超过500t；2、袋装水泥：200t.废品水泥：凡三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合标准规定时，或强度低于最低等级要求时均为废品。（只对砌筑水泥）5、废品水泥、不合格水泥不合格水泥：凡化学指标、凝结时间、安定性、强度中的任一项不符合标准规定为不合格水泥。（通用水泥）6、其它水泥砌筑水泥：凡由一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的工作性较好的水硬性胶凝材料，称为砌筑水泥，代号M。主要用于砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等，不应用于结构混凝土。按强度等级分：M12.5级、M22.5级。标准号GB/T3183-2003一、砂1、标准及定义•现行标准JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》•天然砂的定义：由自然条件作用而形成的，公称粒径小于5.00mm的岩石颗粒。（按产源分河砂，海砂和山砂）•人工砂的定义：岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的，公称粒径小于5.00mm的岩石颗粒。•混合砂：由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂。第二章砂、石2、砂的公称粒径、砂筛筛孔的公称直径和方孔筛筛孔边长尺寸砂的公称粒径砂筛筛孔的公称直径方孔筛筛孔边长5.00mm5.00mm4.75mm2.50mm2.50mm2.36mm1.25mm1.25mm1.18mm630μm630μm600μm315μm315μm300μm160μm1