水泥试验

269实验三水泥实验一、实验目的与依据测定水泥的细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性及胶砂强度等主要技术性质，作为评定水泥性能的主要依据。本实验根据GB1345-91《水泥细度检验方法（80μm筛筛析法）》、GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》和GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行。二、水泥实验的一般规定1.同一实验用的水泥应在同一水泥厂同品种、同强度等级、同编号的水泥中取样。2.当实验水泥从取样至实验要保存24h以上时，应贮存在基本装满和气密的容器里，容器应不与水泥发生反应。3.水泥试样应充分拌匀，且用0.9mm方孔筛过筛。4.实验时温度应保持在20℃±2℃，相对湿度应不低于50％。养护箱温度为20℃±1℃，相对湿度不低于90％。试体养护池水温度应在20℃±1℃范围内。5.实验用水必须是洁净的淡水。水泥试样、标准砂、拌合用水及试模等的温度应与实验室温度相同。三、水泥细度检验细度检验有负压筛法、水筛法和干筛法三种。在检验中，如负压筛法与其它方法的测定结果有争议时，以负压筛法为准。1．负压筛法(1)主要仪器设备：a负压筛：由圆形筛框和筛网组成，筛框有效直径为142mm，高25mm，方孔边长为0.080mm。b负压筛析仪：由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。其中筛座由转速为（30±2）r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等构成。筛析仪负压可调范围为4000~6000Pa，喷气嘴的上平面与筛网之间距离为2~8mm。c天平：最大称量100g，分度值不大于0.05g。（2）实验方法a实验前应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000~6000Pa范围内。b称取试样25g置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛析2min。在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物RS，精确至0.05g。270c当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。（3）实验结果计算水泥试样筛余百分数按下式计算（结果精确至0.1％）：%100×=WRFS式中F—水泥试样的筛余百分数，％；RS—水泥筛余物的质量，g；W—水泥试样的质量，g；2.水筛法（1）主要仪器设备：标准筛、筛支座、喷头、天平、烘箱。（2）检验方法a取水泥试样50g，倒入筛内，立即用洁净水冲洗至大部分细粉通过。再将筛子放于筛座上，用水压0.05~0.02MPa的喷头连续冲洗3min，喷头离筛网约为50mm。b筛毕取下，将筛余物冲到一边，用少量水把筛余物全部移至蒸发皿（或烘样盘）中，沉淀后将水倾出、烘干后称量，精确至0.05g。（3）实验结果（同负压筛法）（4）注意事项a筛子应保持洁净，定期检查校正。常用的筛子可浸于水中保存，一般使用20~30次后，须用0.3~0.5mol的醋酸或食醋进行清洗。b喷头应防止孔眼堵塞。3.手工干筛法（1）主要仪器设备：方孔标准筛（铜布筛）、天平（2）实验方法称取试样50g倒入筛内，用人工筛动。将近筛完时必须一手执筛往复摇动，一手拍打，摇动速度每分钟约120次，使试样均匀分散在筛布上，直至每分钟通过不超过0.05g为止。称量筛余物精确至0.05g。（3）实验结果（同负压筛法）三、水泥标准稠度用水量的测试（一）主要仪器设备水泥净浆搅拌机；标准稠度测定仪（见实图3.1）；量水器和天平等。（三）实验方法和步骤标推稠度用水量可用试杆法（标准法）和试锥法（替代法）中任—方法测定，如二者结果发生矛盾时以试杆法为准。2711、试杆法（1）仪器检查和调整：包括检查标准稠度测定仪的金属棒能否自由滑动；调整至试杆接触玻璃板时指针对准零；检查搅拌机是否运行正常。（2）净浆制备：称取500g水泥。先用湿布擦水泥净浆搅拌机的搅拌锅和搅拌叶片，再将拌和水倒人搅拌锅内，然后在5~10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将搅拌机的锅座上升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s后停机。（3）拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆；抹平后迅速将试模和底板移到标准稠度测定仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉人或释放试杆30s时记录试杆距底扳之间的距离，升起试杆后，立即擦净。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。（4）以试杆沉人净浆并距底板6±1mm的水泥净浆为标淮稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥重量的百分比计。2．试锥法（1）实验前检查标准稠度测定仪的金属棒能否自由滑动；试锥降至锥模顶面位置时，调整指针对准标尺的零点；检查搅拌机是否运转正常。（2）确定拌和用水量：采用调整用水量方法时，按经验确定；采用固定用水量方法时用水量为142.5m1，水量精确至±0.5m1。（3）称取500g水泥。用湿布擦水泥净浆搅拌机的搅拌锅和搅拌叶片，将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。将搅拌锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和水，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s后停机。（4）拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆抹平后迅速将其放到试锥下面的固定位置上。将试锥降至净桨表面拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥自由沉入净桨中，当试锥停止下沉时，记录试锥下沉深度。整个操作过程应在搅拌后1.5min内完成。（5）实验结果确定.a调整用水量法。以试锥下沉深度为28±2mm时的拌和用水量为水泥标准稠度用水量（按水泥质量的百分比计）。如超出此范围，须另称试样，调整水量，重做实验，实图3.13.13.13.1标准稠度测定仪272直到达到28±2mm时为止。b固定用水量法。根据测得的试锥下沉深度S，按下式计算标准调度用水量P（％）P＝33.4—0.185S四、水泥的凝结时间（一）主要仪器设备水泥净浆搅拌机；凝结时间测定仪；试针和圆模（实图3.2）；量水器；天平。50Φ1.130.540Φ75Φ65初凝用试针终凝用试针圆模实图3.23.23.23.2试针和圆模（二）实验步骤1．调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。2．按水泥标准稠度用水量的测定方法，以标准稠度用水量为加水量，制成标准稠度净浆，一次装满试模，振动数次刮平后立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时刻作为凝结时间的起始时刻。3．初凝时间的测定试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针沉至距底板4±1mm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初凝时间，用“min”表示。4．终凝时间的测定将试针更换为终凝用针。完成初凝时间测定后，立即将试摸连同浆体以平移的方式从玻璃扳取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放人湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔15min测定一次，当试针沉人试体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。5．测定时注意事项（1）最初测定时为防试针撞弯，应轻扶金属柱，使其除徐下降，但结果以自由下落为准；（2）试针沉人的位置至少要距试模内壁10mm；273（3）临近初凝时每隔5min测定一次，临近终凝时每隔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；（4）每次测定不能让试针落入原针孔；（5）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。四、安定性实验（一）主要仪器设备水泥净浆搅拌机；沸煮箱；雷氏夹（实图3.3a）；雷氏夹膨胀值测定仪（标尺最小刻度为1mm）；量水器；天平。（二）标准法（雷氏法）实验步骤1．实验前检查雷氏夹：一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上300g重量砝码时，两根指针针尖的距离增加应在17.5mm±2.5mm范围内，当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态即为合格（如实图2.4d）。2．每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备质量约75~85g的玻璃板两块，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。3．水泥标准稠度净浆的制备与凝结时间实验相同。4．雷氏夹试件的成型将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立刻将已制好的标准稠度净浆装满雷氏夹；装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约10mm的小刀插捣数次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立刻将试模移至养护箱内养护24h±2h。5．沸煮调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补实验用水，同时能保证在30min±5min内加热至恒沸。脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离a，精确到0.5mm。接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在30min±5min内加热至沸，并恒温180min±5min。实图3.33.33.33.3雷氏夹膨胀值测定（a）雷氏夹（b）雷氏夹膨胀测定仪（c）膨胀值测定（d）雷氏夹校准2746．结果判别沸煮结束后，即放掉沸煮箱中热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。测量雷氏夹指针尖端距离c，准确至0.5mm。当两个试件沸煮后增加距离（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，应用同一水泥立即重做一次实验。若仍如此，则认为该水泥为安定性不合格。（三）代用法（饼法）实验步骤1．每个样品需准备两块约100mm×100mm的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油。2．将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上；轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹，做成直径70~80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼；接着将试饼放入恒温恒湿养护箱内养护24h±2h。3．调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补实验用水，同时以能保证在30min±5min内加热至恒沸。脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下，将试饼放在沸煮箱内水中的篦板上，然后在30min±5min内加热至沸，并恒沸180min±5min。4．结果判别沸煮结束后，即放掉沸煮箱中热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝，用直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲）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，该水泥的安定性也为不合格。五、水泥的胶砂强度（一）主要仪器设备水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂试件成型振实台、40mm×40mm水泥抗压夹具、水泥胶砂试模、抗折实验机、播料器及刮刀。（二）实验步骤1．水泥胶砂的制备（1）配料：称取水泥450g±2g，标准砂1350g±5g，拌和用水量225g±1g。（2）搅拌：先将水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入，高速搅拌30s。停拌90s，在停拌的第一个15s内用一胶皮刮具将叶片锅壁上的胶砂刮入锅中间。高速搅拌60s。2．试件的成型试件可用振实台成型或用振动台成型。（1）振实台成型将空试模和模套固定在振实台上，用勺子从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模。装第275一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器播平，振实60下。再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再