胶凝材料实验指导书

1、西安科技大学教学用书胶凝材料实验指导书胶凝材料实验计划编号实验名称实验类型学时每组人数地 点1水泥标准稠度和凝结时间测定综合性23-412-1092水泥胶砂流动度测定验证性13-412-1093水泥胶砂成型及强度测定综合性23-412-1094建筑石膏胶凝性能综合实验综合性23-412-1095混凝土坍落度测定验证性13-412-1096混凝土成型及强度测定综合性23-412-109总计10胶凝材料实验大纲本课程是无机非金属材料工程专业的专业课必修课，教学大纲要求总学时42学时，其中理论学时32学时，实验学时10学时，实验6个。本实验的目的和任务是：验证所学过的胶凝材料有关理论，巩固和加深对理

2、论的认识及理解。理解实验原理，熟悉实验装置和操作步骤，掌握胶凝材料的基本实验技能。通过对实验数据的分析和整理，并将实验结果和所学的理论相结合，提高学生分析问题和解决问题的能力。培养学生严谨细致的工作作风和实践动手能力。无机非金属材料工程专业胶凝材料实验学时分配序号实 验 内 容计划学时教学大纲要求（ 必开或选开 ）1水泥标准稠度和凝结时间测定2必开2水泥胶砂流动度测定1必开3水泥胶砂成型强度测定2必开4建筑石膏胶凝性能综合实验2必开5混凝土坍落度测定1必开6混凝土成型及强度测定2必开合计10实验一 水泥标准稠度和凝结时间的测定水泥加水拌和后，会发生一系列物理与化学变化，随着水泥水化反应的进行，

3、水泥浆体逐渐失去流动性和可塑性，进而凝固成具有一定强度的硬化体，这一过程称为水泥的凝结。对水泥凝结过程进行控制十分重要，为了使水泥砂浆和混凝土便于搅拌、输送、浇注成型，并使水泥和混凝土具有一定的强度，以保证施工正常进行，因此，要求水泥凝结时间不能太快或太慢。国家标准规定硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的凝结时间为：初凝时间不早于45min，除硅酸盐水泥终凝时间不迟于6.5h外，其余四个品种水泥，终凝时间不得迟于10h。一、实验目的1 掌握水泥标准稠度及其测定方法。2 了解水泥凝结时间的概念及实际意义。3 掌握水泥凝结时间的测定方法。二、测定原理及测定方法（一）标准稠

4、度测定1准备仪器 在标准稠度仪上装好试杆。测定前须检查：圆棒应能自由滑动，搅拌机应运转正常。将圆模放在玻璃板上，指针对准标尺零点。2制备标准稠度净浆称取水泥试样400g，精确至1g。拌和用具先用湿布擦过，将称好的水泥倒入搅拌锅内。量取适量水（按照28.5%估算，即114 ml）。将搅拌锅放到搅拌机上，放下搅拌翅，开动机器，同时徐徐加入拌和水。从开动机器起，低速搅拌120s，停止5 s，接着高速搅拌120s停机。3. 测定标准稠度拌和结束后，立即将拌好的水泥浆装入已放在玻璃板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振捣数次，刮去多余的净浆，抹平后，将试模放在稠度仪正中间。降低试杆刚好与水泥表面相切，拧紧螺丝

5、，12 s后突然放松，使试杆自由沉入水泥浆中。当试杆停止下降或者释放试杆30 s后记录试杆下降深度，整个过程在1.5 min内完成。当试杆下降深度在距底板6±1mm范围内，此时的加水量即为标准稠度加水量。（用百分比表示）（二）水泥凝结时间测定 1准备仪器 在标准稠度仪上取下试杆，换上试针。测定前须检查：圆棒应能自由滑动，搅拌机应运转正常。将圆模放在玻璃板上，并调整仪器使试针接触玻璃板时，指针对准标尺零点。2制备标准稠度净浆称取水泥试样400g，精确至1g。按标准稠度用水量确定拌和水量，准确至0.5ml。拌和用具先用湿布擦过，将称好的水泥倒入搅拌锅内。将搅拌锅放到搅拌机上，放下搅拌翅，

6、开动机器，同时徐徐加入拌和水。从开动机器起，低速搅拌120s，停止5 s，接着高速搅拌120s停机。3装模和养护拌和完毕，将水泥净浆一次装入圆模，振动数次以除净气泡，刮平，放入养护箱内养护。4测定凝结时间测定时，从养护箱内取出圆模放到试针下，使试针与净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，试针自由沉入净浆，观察指针读数。最初测定时应轻轻扶持金属圆棒，使其徐徐下降，以防试针撞弯。但初凝时间必须以自由下落测得的结果为准。临近初凝时，每隔5min测定一次；临近终凝时，每隔15min测定一次。每次测定不得让试针落入原孔内。每次测定完毕，需将圆模放回养护箱内，并将试针擦净。当测完初凝时间后，将试模连同浆体

7、以平移的方式从玻璃板上取下，翻转180°，直径大端朝上，放在玻璃板上，开始测试终凝时间。注意：测定过程中，圆模应不受振动。5确定凝结时间由加水时起，至试针沉入净浆中距底板35mm时所需时间为初凝时间；由加水时起，至试针沉入净浆中不超过1mm（或不留下痕迹）时所需时间为终凝时间。三、实验仪器1净浆标准稠度与凝结时间测定仪，测定凝结时间时使用试针而不用试杆，装净浆用圆模而不用锥模。2水泥净浆搅拌机。3温度和湿度要求：养护箱温度20±1，相对湿度大于90%。实验室温度20±2，相对湿度大于50%。4普通天平（0.1g）。5量筒。6刮刀。7试模。8试针。实验二水泥胶砂流动

8、度测定一、 实验目的：了解水泥胶砂搅拌混合物的塑性或流动性，特别是掺加大量工业废渣（粉煤灰或火山灰）的水泥，其需水量会增加。了解实验仪器原理，掌握水泥胶砂流动度测定方法。二、 实验内容：1、 按照1:2.5；1:3的胶砂比，0.4；0.45；0.5的水灰比配制砂浆。2、 测试不同配比的砂浆的流动度（扩散距离）。3、 对比新标准砂和普通砂同样配比的砂浆的流动度。4、 对比不同掺量工业废渣的水泥的胶砂流动度。三、 实验要求：1、 水泥样品要充分干燥。2、 普通砂要求水洗和烘干，提前分级。3、 砂浆流动度测定要操作麻利，装模和压捣等制样工作不能超过2分钟。四、 主要仪器设备：1.标准筛。2.水泥胶砂

9、流动测定仪。3.天平（精确到0.1g）。4.水泥胶砂搅拌机。5.试模。6.烘箱。7.直尺。实验三 水泥胶砂成型及强度的测定水泥强度是指水泥胶砂试体在单位面积上所能承受的外力，它是水泥最重要的性能指标。水泥又是混凝土重要的胶结材料，故水泥强度也是水泥胶结力的体现，是混凝土强度的主要来源。本实验依据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）检验方法，进行水泥胶砂强度测定。一、实验目的1 掌握水泥胶砂成型、养护以及抗折、抗压强度的测定方法，以确定水泥的标号。2 分析影响水泥胶砂强度的各种因素。二、测试方法1. 砂浆搅拌和试体成型（1）成型室温度必须符合标准要求。成型前将试模擦净，模

10、板与底座接触面处涂黄干油，内壁均匀涂一薄层机油。紧密装配。（2）每成型三条试体：按灰砂比为1：3.0，即450±2g水泥，1350±5g标准砂; 水灰比为0.5，即225±1ml水。称量天平精度为±1g。(3) 将称量和的水泥加入搅拌锅内，把搅拌锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀的将砂子加入，在搅拌过程中俆俆将量好的水加入锅内。把机器转至高速再搅拌30s。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片上及锅壁上的胶砂刮入锅内。再高速下继续搅拌60s。(4) 将空试模和模套固定在振实台上，用适当

11、的勺子直接从搅拌锅里将一半胶砂装入试模，开动振动台，振动60s停车。然后再将另一半胶砂装入试模，再开启振动台，振动60s，振动完毕，取下试模，用刮平刀刮去高出试模的胶砂并抹平。接着在试块上用毛笔编号或用纸条编号。2. 试件养护(1) 将编好后的试件放入养护箱内养护，经24h后脱模，对于24h龄期的，应在破型试验前20min内脱模。对于24h以上龄期的，应在成型后20-24h之间脱模。(2) 将做好标记的试件立即水平或竖直放在20±1水中养护。试件之间应有一定的间隙，养护期间试件的间隔或试件上表面的水深不得小于5mm。3. 强度试验 (1) 各龄期试件破型时间24h±15mi

12、n48h±30 min3 d±45 min7d±2h28d±8h(2) 抗折强度测定试验前从水中取出试件用湿布盖上,试验时擦去试件表面水分与砂粒，放入夹具内，应使侧面与圆柱接触。抗折试验机加荷速率为50 N/s±10 N/s，直至折断。抗折强度计算式为：式中：Rf抗压强度，MPa；Ff折断时施加于棱柱体中部的载荷，N； L支撑圆柱之间的距离，mm；b正方形截面之间的边长，mm。(3) 抗压强度测定将折断的棱柱体的侧面放入抗压夹具内，在整个加荷过程中以2400N/s±200N/s的速率均匀的加荷直至破坏。抗压强度计算式为：式中：Rc抗压

13、强度，MPa；Fc破坏时的最大载荷，N； A受压部分面积，mm2。抗折强度和抗压强度的测定结果精确到0.1 MPa。三、实验仪器1 水泥胶砂搅拌机：质量必须符合JC/T 681行星式水泥胶砂搅拌机的规定。2 水泥胶砂振动台：质量必须符合JC/T 723胶砂振动台的规定。3 试模及下料漏斗：试模应符合JC/T 726水泥胶砂试模的规定。采用40mm*40mm*160mm三联试模。下料漏斗由漏斗和模套组成。4 电动抗折试验机和抗折夹具：抗折试验机一般由双杠杆式电动抗折仪，也可以用性能符合JC/T 724要求的其他试验机。抗折夹具应符合JC/T 724电动抗折试验机中的规定。5 抗压试验机和抗 压夹

14、具：抗压试验机以20-30吨为宜，误差不得超过±2.0%。抗压夹具质量应符合JC/T 683水泥抗压夹具的要求。6 刮平刀。7 普通天平（精确到0.1g）。实验四建筑石膏胶凝性能测定一、实验目的：了解建筑石膏和高强石膏的粉体性质，分别测定其细度、标准稠度、凝结时间和强度。理解两种石膏的水化原理，比较其物理性质。二、实验内容：1、 测试石膏粉体的细度。2、 测试石膏的标准稠度。（建筑石膏60%左右；高强石膏45%左右）3、 测试石膏的凝结时间（按照标准稠度加水量）。（建筑石膏初凝时间不小于3min，终凝时间不超过30min）4、 成型石膏标准试块，在实验室硬化一定时间后（1.5h脱模）

15、，2h测定抗折和抗压强度。三、实验要求：1、石膏样品要充分干燥。2、筛分过程保证全部分级彻底。3、石膏凝结时间测定要操作麻利，避免错过初凝时间。四、测试方法：1、建筑石膏稠度测定将估计为标准稠度用水量的水倒入搅拌锅中。称取预先通过2mm方孔筛的石膏试样300±1g，将其在5s内均匀地倒入水中，接着用拌和棒搅拌30s，得到均匀的石膏浆，迅速注入稠度仪筒体，用刮刀将多余的料浆刮去，使其与筒体上表面相平。从试样与水接触时起，至总时间为50s时，以15cm/s左右的速度将稠度筒垂直提起，并迅速移离试饼上方。测定试饼垂直方向上的两个直径值，并以其平均值作为该试饼直径。料浆扩展直径等于180&#

16、177;5mm时的加水量与试样的重量比(以百分数表示，精确至1)，即为试样的标准稠度用水量。测试数据需复验一遍。2、 建筑石膏凝结时间的测定先检查仪器金属杆是否能自由滑动，随后将圆模放在玻璃板上，调整仪器使试针接触玻璃时，指针对准标尺零点。按试样标准稠度用水量量取水。称取通过2mm方孔筛的试样200±1g，在5s内径均匀地撒入水中，接着搅拌30s。将搅拌均匀的料浆倒入放置于玻璃上的圆模中。圆模须预先擦干净并涂上矿物油。将玻璃板的一边抬高约10mm，上下振动五次以排除料浆中的空气。然后用刮刀将多余的料浆刮去。把装满料浆的圆模连同玻璃底板迅速移至仪器的针下，使针尖与料浆的表面相接触，针尖

17、离圆模的边应大于10mm。拧紧螺丝，然后突然放松，试针自由插入料浆中，针和杆的升落每隔30s重复一次，每次都应改变插入点。试针应擦净、校直。记录凝结騋时间：从试样与水接触时起，至试针第一次碰不到玻璃底板时所经过的时间，为试样的初凝时间。从试样与水接触时起，至试针插入料浆的深度不大于1mm时所经过的时间，为试样的终凝时间。3、建筑石膏强度测定 按试样的标准稠度用水量量水，随即倒入搅拌锅中。称取通过2mm方孔筛的试样1000±1g。将称好的试样在30s内均匀地撒入搅拌锅中，静置1min，用拌和棒在30s内搅拌30次后，再以3转/分搅拌至稠化。用料勺将料浆灌入涂有润滑油的试模内。料浆充满试

18、模后，将模子的一端用手抬起约10mm，然后使其突然落下。如此反复振动五次，以排除料浆中的气泡。用刮平刀刮去溢浆，静置并编号，待1.5h后拆模。2小时后将其取出进行强度测定。测定方法同水泥胶砂强度测定方法。五、主要仪器设备：1.标准筛（0.2mm）。2.水泥标准稠度和凝结时间测定仪。3.天平（精确到0.1g）。5.40*40*160mm标准模具。6.电动抗折试验机。8.水泥压力试验机。9.烘箱。实验五混凝土坍落度测定一、实验目的：了解新拌混凝土的工作性能，即和易性（塑性或流动性），了解实验仪器原理，理解坍落度的概念，掌握混凝土坍落度的测定方法。二、实验内容：1.混凝土配比确定：按照水泥：砂：石为1:（2-2.5）:（4-5）的比例，水灰比为0.50；0.55；0.60的比例配制混凝土。2.对比相同粒度级别的碎石和卵石对新拌混凝土的流动度性影响。3.适当掺加减水剂对比对基准混凝土坍落度的影响。4.测定混凝土拌和物的坍落度，判定其和易性。三、实验要求：1.水泥样品要充分干燥。2.砂子、碎石或卵石要求水洗和烘干，提前分级。3.混凝土坍落度测定要操作麻利，从装样和测定结束不超过10分钟。4.如果混凝土拌和物坍落度小于10mm，宜改用维勃稠度仪测定。四、主要仪器设备：1.标准沙石筛。2.坍落度筒。3.天平（精确到0.1g）。4.混凝土搅拌机。5.烘箱。6.捣棒。实验六 混凝土成型及强度的测