《物理性能检测技术》项目4 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测

项目4水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测1233任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测任务2水泥沸煮法安定性检测任务3水泥压蒸法安定性检测返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测4.1.1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测概述

1.需水性在用水泥拌制净浆、砂浆或混凝土时，都需要加入适量的水，这些水一方面与水泥起水化反应，使其凝结硬化;另一方面使净浆、砂浆或混凝土具有一定的流动性和可塑性，以便于试验成型和施工操作。这种使水泥净浆、砂浆或混凝土达到一定的流动性和可塑性时所需要的拌和水量通常称为水泥的需水性。它是水泥重要的物理性能之一。在其他条件相同的情况下，需水量愈低，水泥石质量愈高。下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测水泥需水性对于水泥净浆通常用标准稠度用水量表示;对于砂浆用胶砂流动度表示;对于混凝土用坍落度和干硬度表示。标准稠度用水量是指为了使水泥凝结时间、体积安定性的测定具有可比性，人为规定水泥净浆处于一种特定的可塑状态，称为标准稠度。而标准稠度用水量是按国家标准规定的方法和指定的仪器，将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需要的拌和水量，以占水泥的质量百分数来表示。胶砂流动度是人为规定水泥砂浆处于一种特定的和易状态，它反映出水泥胶砂的可塑性。用流动度来控制加水量，使胶砂物理性能的测试准确可比，用流动度来控制水泥胶砂强度成型加水量，可使所测得的水泥强度与混凝土强度之间有较好的相关性。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测影响水泥需水性的因素主要有熟料矿物组成、水泥细度、混合材种类及掺量等。水泥的细度愈细，包围细小颗粒需要的水量也愈多，所以水泥的标准稠度用水量将增大，反之用水量会减小。水泥中，当掺加页岩、烧钻土、沸石、煤研石、粉煤灰等吸水性比较大的混合材料时，水泥的标准稠度用水量将显著增大;掺加矿渣时，则影响比较小。对于不同水泥品种，水泥标准稠度用水量是不同的，见表4-1。

2.凝结时间上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测水泥加水拌和成水泥净浆，随着时间的推移，水泥净浆逐渐失去流动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化体，这个过程称为水泥的凝结过程。这个过程所需要的时间称为水泥的凝结时间。从加水拌和起，到水泥浆开始失去可塑性的时间称为初凝时间;从水泥加水拌和起，到水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间称为终凝时间。水泥的凝结时间是水泥的重要建筑性质之一，在建筑施工中具有重要意义，混凝土和砂浆要有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣或砌筑操作，水泥凝结时间不能过早;当施工完毕，则要求水泥浆尽快硬化，产生强度，尽可能加快脱模及施工进度，以保证工程进展要求，故终凝时间又不能太迟。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测水泥加水调和后，发生水化反应，先出现凝结，然后逐渐硬化成为水泥石。所以凡是影响水化速度的因素，一般也都影响水泥的凝结时间。熟料矿物组成对凝结时间的影响，一般认为不但决定于各单体矿物水化速度的快慢，而且也决定于各单体矿物含量的多少。熟料的结构不同，也将使水泥的凝结时间不相同。水泥中掺加混合材料(尤其是非活性混合材料)比较多时，水泥的凝结会变慢。水泥粉磨得愈细，水化愈快，凝结也愈迅速;反之，凝结也愈缓慢。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测水泥用水量愈多，水化也愈快，但由于水泥浆结构不易紧密，故凝结反而愈缓慢;反之，凝结也愈迅速。如果用水量太少时，水泥不能充分水化，则影响强度。养护条件(温度和湿度等)对水泥的凝结时间影响很大，当温度升高或湿度减小时，水泥凝结加速;反之，当温度降低时，水泥凝结变慢，低于0℃凝结即停止。水泥贮存时间长了，由于水泥颗粒表面逐渐风化，而活性下降，一般将使水泥凝结变慢。需要注意的是假凝和瞬凝两种不正常的凝结现象。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测瞬凝俗称急凝，是水泥调和后立即发生的一种不正常的快凝现象。瞬凝时放出大量的热，迅速凝结，使施工不能进行。假凝或称钻凝，是水泥加水调和几分钟后发生的一种不正常的快凝现象。假凝时放热不明显。出现假凝后，如不再加水而继续搅拌则仍可以恢复塑性，而且以后强度并不明显降低。假凝的原因一般认为，是当熟料和二水石膏等共同粉磨制成水泥时，磨内温度过高(熟料过热)，使二水石膏脱水变为易溶的脱水石膏引起的。4.1.2检测原理1.水泥标准稠度水泥标准稠度净浆对标准试杆(或试锥)的沉入具有一定阻力。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。2.结凝时间结凝时间就是试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间。4.1.3检测仪器设备4.1.3.1水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机应符合《水泥净浆搅拌机》(JC/T729)的要求。1.结构上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测水泥净浆搅拌机主要由双速电动机、传动箱、主轴、偏心座、搅拌叶、搅拌锅、底座、立柱、支座、外罩、程控器等组成，如图4-1和图4-2所示。

2.工作原理双速电动机1轴通过连接法兰2与减速器21内的蜗杆轴5连接，经蜗轮副减速使蜗轮轴6带动行星定位套10同步旋转，固定在行星定位套10上偏心位置的叶片轴11带动搅拌叶片14进行公转。固定在叶片轴11上端的行星齿轮8围绕固定的内齿圈9完成自转运动。因此搅拌叶片可在搅拌锅内作与旋转方向相反的公转和自转，叶片公转与自转皆有高速与低速两种速度。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测通过升降手柄20可使搅拌锅沿滑板15在竖直方向升降。控制系统具有程序自动控制和手动控制两种功能。水泥净浆搅拌机工作电路如图4-3所示。3.操作与使用升降手柄20可使滑板15带动搅拌锅沿立柱16的导轨上下移动。上移到位后旋紧定位螺钉19即可搅拌，卸下搅拌锅与之相反。自上方往下看叶片自转方向顺时针，公转方向相反。先把三位开关(1K,2K)都置于停位置，再将时间控制器插头插入面板的“程控输入”插座，然后方可接通电源。电气操作分自动和手动两种。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测安装时插座三相电源接线一定要保证叶片公转方向与机体上所标方向一致，否则极易损坏搅拌机构。4.操作规程

(1)在搅拌前，搅拌锅和搅拌叶先用湿布擦净。(2)先将量好的水倒入搅拌锅内，再迅速将称好的水泥试样也倒入搅拌锅内。

(3)将搅拌锅放在搅拌机锅座上，升至搅拌位置。(4)开动机器后，慢速搅拌2min，停拌15s，接着快速搅拌120s后停机，断开电源。(5)待操作结束后，应及时清洗搅拌叶和搅拌锅。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测5.主要技术指标(7)电源、功率:380V50Hz370W上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(8)动机功率快速:370;慢速:170W6.安装与调整水泥净浆搅拌机安装只需将主机放在平整的水泥平台上，并在底面垫上一层厚5~8mm的橡胶板。搅拌叶与搅拌锅之间的间隙为2mm±1mm范围。如搅拌叶与搅拌锅的工作间隙需调整，可松开调节螺母12转动搅拌叶使之上下移动，再用检测杆检测正确间隙后，再旋紧调节螺母12即可，或松开电动机与立柱16,减速器21法兰与双速电动机1连接的螺钉，正确后再拧紧螺钉。通过减小搅拌叶和搅拌锅之间的间隙，可以制备更加均匀的净浆。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测7.维护与保养

(1)应保持工作场地清洁，每次使用后应彻底清除搅拌叶与搅拌锅内外残余水泥浆，并清扫散落和飞溅到机器上的水泥浆及脏污物，揩干后，套上护罩，防止灰尘。(2)搅拌机无外部加油孔。传动箱内蜗轮副、齿轮副及轴承等运动部件每季加二硫化铂润滑脂一次，加油时可分别打开轴承盖，底座与立柱导轨之间，升降机构之间应经常滴入机油润滑，每年保养一次，将搅拌机全部清洗并加注润滑油和润滑脂。(3)机器运转时遇有金属撞击噪声，应首先检查搅拌叶与搅拌锅之间的间隙是否正确。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(4)使用搅拌锅时，要轻拿轻放，不可随意碰撞，以免造成搅拌锅变形。(5)当更换新的搅拌锅或叶片时，均应按前述方法调整间隙。(6)应经常检查电气绝缘情况，在温度20℃±5℃和相对湿度50%~70%时的冷态绝缘电阻应不小于5MΩ。4.1.3.2标准法维卡仪1.标准法维卡仪构成标准法维卡仪主要用以测定水泥净浆的标准稠度用水量及凝结时间。标准法维卡仪主要由铸铁座、支架、滑动杆、刻度尺、圆模、试杆、试针等件组成，滑动杆旁的松紧螺丝用以调整高低，指针借固定套及螺丝固定在滑动杆上，以测定滑动杆移动情况。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测如图4-4和图4-5所示为标准法维卡仪及配件示意图，主要包括以下五部分:(1)测定初凝时间时维卡仪和试模示意图;(2)测定终凝时间反转试模示意图;(3)标准稠度试杆;(4)初凝用试针;(5)终凝用试针等。标准稠度试杆用于测定水泥净浆稠度，试针用于测定标准稠度净浆的凝结时间，试杆和试针根据测试要求，可拆卸使用。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测盛装水泥净浆的试模由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。每个试模应配备一个边长或直径约100mm、厚度4~5mm的平板玻璃底板或金属底板。2.标准法维卡仪的使用与维护要求

(1)测定标准稠度用水量前，应先检查仪器滑动部分在支架中能否自由滑动，同时检查试杆降至净浆表面时，指针应对准标尺零点，否则应予调整;(2)测定凝结时间前，应卸下稠度试杆，换以试针，同时检查试针与圆模顶接触时指针是否对零，否则应予调整;上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(3)每次测定前，首先应将仪器垂直放稳，不宜在有明显振动的环境中操作;

(4)每次测定完毕均应将仪器工作表面擦拭干净并涂油防锈;(5)维卡仪滑动杆表面不应碰伤或存在锈斑。4.1.3.3代用法维卡仪代用法维卡仪应符合JC/T727要求。如图4-6和图4-7所示分别为代用法维卡仪及其试锥和锥模。代用法维卡仪由铁座、滑动杆、标尺、指针、松紧螺丝、空心试锥、锥模组成。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测4.1.3.4水泥标准养护箱水泥标准养护箱主要由超声波加湿器、制冷压缩机、双层真空玻璃门及温湿度数显智能仪表等组成，如图4-8所示。1.技术参数上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(7)内部尺寸:40A型580mmx550mmx1130mm

2.操作规程为延长水泥标准养护箱的使用寿命，使用前必须把里面清洗干净，尤其是冬天。(1)仪器安放平稳后，应检查箱门开关是否灵活，电气制冷部件是否损坏。(2)将箱内水箱加水至末层搁架以下、电热管以上2m。(3)把侧门打开将加湿器水箱内注满蒸馏水，另把测温干湿盒内的塑料球注满水，并把纱布泡入水中。

(4)接通电源，调整控制仪参数设定，按SET键3s，修改湿度和温度数据，按干湿键切换干温、湿温的温度显示。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(5)设定温度为20℃±1℃，湿度90%。(6)经常检查加温器，水箱、干箱盒内不应断水，盒内纱布要每月更换。(7)水箱内的水要定期更换，仪器定期检查，湿度、温度每日应记录。4.1.3.5量筒或滴定管量筒或滴定管的精度为10.5mL。4.1.3.6天平天平的最大称量不小于1000g，分度值不大于1g。另外还有玻璃板若干块和小刮刀等检测仪器设置。4.1.4材料试验用水应是洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测4.1.5试验条件(1)试验室温度为20℃±2℃，相对湿度应不低于50%;水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致;(2)湿气养护箱的温度为20℃±1℃，相对湿度不低于90%。4.1.6标准稠度用水量测定方法(标准法)

1.试验前准备工作(1)维卡仪的滑动杆能自由滑动，试模和玻璃底板用湿布擦拭，将试模放在底板上。(2)调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。(3)搅拌机运行正常。

2.水泥净浆的拌制上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，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，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌2min，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2min停机。

3.标准稠度用水量的测定步骤拌和结束后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆;抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试锥下，降低试锥直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。在试锥停止沉入或释放试锥305时记录试锥距底板之间的距离，升起试锥后，立即擦净;整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试锥沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。4.1.7标准稠度用水量测定方法(代用法)1.试验前准备工作(1)维卡仪的金属棒能自由滑动。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测(2)调整至试锥接触锥模顶面时指针对准零点。

(3)搅拌机运行正常。2.水泥净浆的制备用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，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，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌2min，停155，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌2min后停机。3.标准稠度的测定上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测

(1)采用代用法测定水泥标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法的任一种测定。采用调整水量方法时拌和水量按经验找水，采用不变水量方法时拌和水量用142.5mL。(2)拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，刮去多余的净浆;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1~2s后，突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测

(3)用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度30mm±1mm时的净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。如下沉深度超出范围需另称试样，调整水量，重新试验，直至达到30mm±1mm为止。(4)用不变水量方法测定时，根据式(4一1)(或仪器上对应标尺)计算得到标准稠度用水量P。当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量法测定。4.1.8凝结时间测定方法1.试验前准备工作调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准零点。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测

2.试件的制备以水泥标准稠度用水量制成标准稠度净浆，装模和刮平后，立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。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。临近初凝时间时每隔5min(或更短时间)测定一次，当试针沉至距底板4mm±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来表示。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测

4.终凝时间的测定为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中继续养护。临近终凝时间时每隔15min(或更短时间)测定一次，当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，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来表示。5.测定注意事项上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测

(1)测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准。

(2)在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm。(3)临近初凝时，每隔5min(或更短时间)测定一次，临近终凝时每隔15min(或更短时间)测定一次，到达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能确定到达初凝状态，到达终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能确定到达终凝状态。(4)每次测定不能让试针落入原针孔，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。上一页下一页返回任务1水泥标准稠度用水量、凝结时间检测4.1.9检测结果记录水泥标准稠度用水量测定记录见表4-2;水泥凝结时间测定记录见表4-3。4.1.10操作技能评定水泥标准稠度用水量操作技能成绩评定见表4-4;水泥凝结时间操作技能成绩评定见表4-5。上一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测4.2.1体积安定性概述水泥加水后在硬化过程中，一般都会发生体积变化，如果这种变化是在熟料矿物水化过程中发生的均匀体积变化，或伴随着水泥石凝结硬化过程中进行，则对建筑物质量无不良影响。但如果因水泥中某些有害成分的作用，水泥、混凝土已硬化后，在水泥石内部产生剧烈的不均匀体积变化，则在建筑物内部会产生破坏应力，导致建筑物强度下降。若破坏应力超过建筑物强度，就会引起建筑物开裂、崩溃、倒塌等严重质量事故。反映水泥凝结硬化后体积变化均匀性物理性质的指标称为水泥的体积安定性，简称安定性。安定性是水泥重要的品质指标之一。我国水泥国家标准中明确规定，安定性不合格的水泥为废品，严禁出厂。下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测影响水泥体积安定性的主要因素是由于水泥中存在过量的f-CaO,MgO和SO3所引起的，其中f-CaO是影响水泥安定性最常见、最严重的因素之一。水泥熟料矿物主要是在高温下固相反应生成，反应完全程度受到生料配比、细度、混合均匀程度、烧成温度等条件影响。熟料中f-CaO对安定性的影响，用沸煮法检验，有雷氏法(标准法)和试饼法(代用法)两种方法，有矛盾时以雷氏法为准。4.2.2沸煮法检测原理沸煮法检测水泥安定性分雷氏法(标准法)和试饼法(代用法)两种方法，结果有争议时，以雷氏法为准。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测

(1)雷氏法是通过测定水泥标准稠度净浆在雷氏夹中沸煮后，试针的相对位移表征其体积膨胀的程度。

(2)试饼法是通过观测水泥标准稠度净浆试饼煮沸后的外形变化情况表征其体积的安定性。4.2.3检测仪器与用具1.雷氏夹由铜质材料制成，其结构如图4-9和图4-10所示。当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质量的祛码时，两根指针针尖的距离增加应在17.5mm±2.5mm范围内，即2x=17.5mm±2.5mm，如图4-11所示。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测当去掉祛码后针尖的距离能恢复至挂祛码前的状态。使用注意事项:(1)对一个样品进行检测时，所选的两只雷氏夹弹性值要接近，误差最好不超过2mm，同时雷氏夹其余尺寸也要符合标准。(2)要尽量选择质量接近的两块配重玻璃作为一个样品的检测，误差最好不超过1.5g;若检测量大，每日超过20个样品时，配重玻璃的配对工作须每月检查一次.

(3)净浆应尽量充满雷氏夹，减少空洞，避免两试件差值过大。(4)雷氏夹的弹性检查和配对工作也应每月一次，如果安定性不合格出现多次，就要相应增加检查次数。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测

2.沸煮箱沸煮箱由箱体、加热管和控制器等组成，其箱体结构如图4-12和图4-13所示。对水泥安定性检测进行雷氏法及试饼法两种测定。对升温保温均能自动控制，也可人工控制。(1)沸煮箱技术要求①沸煮箱材料由不锈钢制成。②沸煮箱的绝缘电阻不小于2MΩ。③沸煮箱在工作过程中，水封槽和箱体应不漏水。在箱体150mm等高线处的外表面温度不得超过60℃。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测④沸煮箱技术参数如下:保温沸煮时间:3h;热功率:2组共约4kW。⑤沸煮箱箱体底部配有两根功率不同的电热管，小功率电热管的功率为900~1100W，两根电热管的总功率为3600~4400W。⑥沸煮箱控制器具有自动控制和手动控制两种功能。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测自动控制:能在30min±5min内将箱中试验用水从20℃±2℃加热至沸腾状态并保持180min±5min后自动停止，整个试验过程中不需补充水量。手动控制:可在任意情况下关闭或开启大功率电热管。⑦沸煮箱内配有雷氏夹试件架和试饼架两种。雷氏夹试件架:其结构示意如图4-14所示。支撑金属丝间的净距离上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测试饼架:其结构示意如图4-15所示。⑧沸煮箱外观:箱体外表面应平整光亮，箱盖板接合处应密封且平整。(2)沸煮箱的使用操作规程①接通电源前，先检查沸煮箱的电源接线是否正确，有否可靠接地。②向沸煮箱内充水180mm(以内箱体底起算)，用温度计量测箱体内水的温度，若所充的水温度低于20℃，则将电气控制箱上手动自动切换开关放在手动位置，升温恒温开关放在升温位置，接通电源，先将水升温至20℃左右。③把经过养护的试饼或雷氏夹由玻璃板上取下，平放在试饼架或雷氏夹上，指针朝上，试模横放于算板上。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测④接通电气控制箱电源，启动“自动”开关，确定已通电后，盖上箱盖，沸煮箱内的水于30min左右后沸煮，一组3kW电热器自动停止工作，指示灯灭，再煮3h，沸煮箱内另一组1kW电热器自动停止工作，指示灯灭，此时，数字显示为210min,电气控制箱内蜂鸣器发出响声，表示工作结束。⑤将水由热水嘴放出，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行检测。⑥每次试验后，应立即将仪器擦洗干净。3.雷氏夹膨胀测定仪雷氏夹膨胀测定仪主要由测弹性和测膨胀值的两个标尺和机架组成。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测标尺为不锈钢或镀铬金属薄板制成，机架为铸铁铸成。并配有一只300g的专用祛码。使用弹性标尺测量雷氏夹的弹性值，使用膨胀值标尺测量雷氏夹膨胀值，如图4-16和图4-17所示。雷氏夹膨胀测定仪机架表面镀层平整、光亮、无剥落。标尺平整、刻度线清晰、均匀，有效尺寸范围不小于50mm，标尺最小刻度为0.5mm。雷氏夹膨胀测定仪操作规程:(1)雷氏夹弹性要求检验:将测定仪上的悬丝固定于雷氏夹一指针根部，另一指针根部挂上300的祛码，在左侧标尺上读数。

(2)膨胀值测定:将沸煮箱中取出的带试件的雷氏夹放于垫块上，指针朝上，放平后在上端标尺读数，然后根据GB/T1346-2001计算膨胀值。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测(3)定期检查左臂架与支架杆的垂直度和各紧软固件是否松动。(4)垫块上不得有锈斑污垢。(5)用完之后标尺涂防锈油并妥善保管，以避免生锈和碰伤。4.水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机应符合《水泥净浆搅拌机》(JC/T729)的要求。5.水泥标准养护箱6.量筒或滴定管其精度为10.5mL。7.天平天平的最大称量不小于1000g，分度值不大于1g。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测另外，还有玻璃板若干块、小刮刀、机油等检测仪器与用具。4.2.4材料试验用水应是洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准。4.2.5试验条件

(1)试验室温度为20℃±2℃，相对湿度应不低于50%;水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致;(2)湿气养护箱的温度为20℃±1℃，相对湿度不低于90%。4.2.6安定性测定方法(标准法)1.试验前准备工作上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备两个边长或直径约80mm,厚度4~5mm的玻璃板，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。注意:有些油会影响凝结时间，矿物油比较合适。2.水泥标准稠度净浆的制备用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将按水泥净浆标准稠度用水量量取的拌和水倒入搅拌锅内，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，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌2min，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2min停机。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测

3.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，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24h±2h。4.沸煮(1)调整好沸煮箱内的水位，使其能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30min±5min内升至沸腾。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测

(2)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内加热至沸并恒沸180min±5min。(3)结果判别:沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，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的距离(C)，精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格，当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值大于5.0mm时，应用同一样品立即重做一次试验。以复检结果为准。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测4.2.7安定性测定方法(代用法)1.试验前准备工作每个样品需准备两块边长约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.水泥标准稠度净浆的制备(同4.2.6的2)3.试饼的成型方法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，接着将试饼放入湿气养护箱内养护24h±2h。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测4.沸煮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水中的算板上，在30min±5min内加热至沸并恒沸180min±5min。5.结果判别沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，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，用钢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(如图4-18所示)。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测4.2.8检测注意事项1.雷氏法(1)我国水泥厂生产的水泥，f-CaO含量高，水泥净浆在雷氏夹中沸煮后雷氏夹膨胀值大。一般大于20mm，易损坏雷氏夹，在这种情况下，建议用试饼法进行日常生产控制，而出厂水泥可以用雷氏夹法进行安定性试验。(2)雷氏夹试件成型操作时应用一只手轻轻扶持雷氏夹试模，即轻轻自下压住两根指针的焊点处，已使装浆时试模不产生移动。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测不能用水捏雷氏夹而造成切边缘重叠，成型插捣次数应按标准规定，插捣位置不能集中在试模中心，应均匀插到各个部位，插捣力量不能太大，只要能使净浆充满试模并排出气泡即可，一般小刀插到雷氏夹试模高度的2/3部位。插捣刮平时小刀必须保持洁净。刮平时小刀要稍微倾斜，以使刮平面呈凹面，并由浆体中心向两边刮，最多不超过6次。(3)雷氏夹结构单薄，受力不当易产生变形，所以使用时应注意。脱模时用手给指针根部一个适当的力，使模型内的试块脱开而又不损坏模型的弹性。脱模后应尽快用棉纱擦去雷氏夹试模钻附的水泥浆，顺着雷氏夹的圆环上下擦动，避免切口缝因受力不当而拉开。因故不能马上擦模时，可将雷氏夹浸在煤油中存放。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测(4)一般情况下，雷氏夹使用半年应进行弹性检验，如果试验中发现膨胀值大于40mm或有其他损坏时，应立即进行弹性检验，符合要求可以继续使用。2.试饼法

(l)试饼制作必须规范，试饼应呈球体切片状而不应呈伞形，试饼直径过大、过小、边缘钝厚都会影响试验结果。(2)试饼沸煮时必须从玻璃板上取下。(3)用钢尺试饼弯曲变形时，应多从几个方位进行观察。上一页下一页返回任务2水泥沸煮法安定性检测4.2.9检测结果记录与处理雷氏法测定结果记录见表4-6;试饼法测定结果记录见表4-7。4.2.10操作技能评定水泥安定性检测操作技能成绩评定见表4-8.上一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测4.3.1检测原理有文献表明:水泥熟料中MgO的含量主要由石灰石原料带入，熟料烧成后MgO大多呈方镁石状态存在。其结构致密(俗称死烧状态)，并包裹在熟料矿物中间，与水反应速度极慢。通常认为经过10~20年或更长时间仍在继续水化，生成Mg(OH)2，使固相体积增大约2.48倍，在已经硬化的水泥石内部产生局部体积膨胀，产生很大的破坏应力。用雷氏夹试件或试饼在100℃沸煮3h不能使MgO大量水化，所以用沸煮法无法检验方镁石造成的水泥安定性不良的问题，高温高压条件能加速熟料中方镁石水化，故熟料中MgO含量引起的安定性不良要用压蒸法进行试验。下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测压蒸是指在温度大于100℃的饱和水蒸气条件下的处理工艺。为了使水泥中的方镁石在短时间里水化，用215.7℃的饱和水蒸气处理3h，其对应压力为2.0MPa。在饱和水蒸气条件下提高温度和压力使水泥中的方镁石在较短的时间内绝大部分水化，用试件的形变来判断水泥浆体积的安定性。4.3.2仪器与用具1.试模、钉头、捣棒和比长仪(1)试模:试模为三联模，由互相垂直的隔板、端板、底座以及定位用螺丝组成，结构如图4-19所示。各组件可以拆卸，组装后每联内壁尺寸为25mmx25mmx280mm。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测端板有三个安置测量钉头的小孔，小孔位置应保证成型后试体的测量钉头在试体的轴线上。隔板和端板用45号钢制成，表面粗糙度Ra不大于6.3。底座用HT20-40灰口铸铁加工，底座上表面粗糙度Ra不大于6.3，底座非加工面涂漆无流痕。(2)钉头:测量钉头用不锈钢或铜制成，规格如图4-20所示。成型试体时测量钉头伸入试模端板的深度为10mm±1mm。(3)捣棒:捣棒包括方捣棒和缺口捣棒，规格如图4-21所示，均由金属材制成。方捣棒受压面积为23mmx23mm。缺口捣棒用于捣固测量钉头两侧的浆体。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测(4)比长仪:比长仪由百分表、支架及校正杆组成，如图4-22所示，百分表分度值为0.01mm,最大基长不小于300mm,量程为10mm。允许用其他形式的测长仪，但精度必须符合要求，在仲裁检验时，应以比长仪为准。2.水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机应符合《水泥净浆搅拌机》(JC/T729-2005)的规定。3.沸煮箱沸煮箱应符合《水泥安定性试验用沸煮箱》(JC/T955-2005)的规定。4.压蒸釜上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测1)压蒸釜概述压蒸釜为高压水蒸气容器，装有压力自动控制装置、压力表、安全阀、放气阀和电热器。电热器应能在最大试验荷载条件下，45~75min内使锅内蒸汽压升至表压2.0MPa，恒压时要尽量不使蒸汽排出。压力自动控制器应能使锅内压力控制在2.0MPa±0.05MPa范围内，并保持3h以上。压蒸釜在停止加热后90min内能使压力从2.0MPa降至0.1MPa以下。放气阀用于加热初期排除锅内空气和在冷却终期放出锅内剩余水汽。压力表的最大量程为4.0MPa,最小分度值不得大于0.05MPa。压蒸釜盖上还应备有温度测量孔，插入温度计后能测出釜内的温度。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测2)TYZ-2.0水泥压蒸釜介绍(1)结构与原理。TYZ-2.0水泥压蒸釜主要零部件多采用优质不锈钢材料制造，能耐高温、高压饱和水蒸气，其结构如图4-23和图4-24所示。釜盖上装有一个由不锈钢制成的压力指示表、一个安全阀和两个放气阀。釜体安装在筒壳内，其外侧下部装有两个加热电阻，用于向釜体加热，制造水蒸气;底部道管与电节点压力表相连，电节点压力表与电器控制系统配合，用于将釜内压力控制在设定范围。筒壳的上部设有通风环，下部设有通风盘，用于阻断或开通釜体周围的空气，在下部安装有排风扇，用于结束试验后的排风降温。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测控制箱面板设有电源总开关，启动、停止、风机三个键和运行、加热、风机、停止四个指示信号灯，以及用于计时的数显时间继电器。

(2)设备安装。①设备应安装在比较僻静的地方，为保证安全及使用维护方便，应背向墙壁，离墙不少于500mm，并调整水平，将其固定在地基上。②用不小于1.5mm2的软铜线将水泥压蒸釜可靠接地。③连接好控制箱与釜体间的插头。(3)操作程序。①打开釜盖，按釜体容积8.5L的7%~10%的注水量，即把700~800mL蒸馏水注入釜内。将装有试件的支架放入釜内。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测②用棉纱将釜口和釜盖的密封面擦干净，再用毛笔在釜口密封面上薄薄涂上一层干净的机油。轻轻盖上釜盖，下压并左右转动釜盖，确认接合部已正确密合。将10个螺母用手拧上。再用扭力扳手分三次按对角线的顺序均匀地拧紧螺母，安装好釜盖。③向釜盖中心的温度计插管内注入3~5滴机油(一般以油面不高于温度计水银球为宜)，将300℃水银温度计轻轻插入管内。④打开两个放气阀中的任意一个。⑤将电节点压力表的红色上限指针调至2.025MPa处(即2MPa再上调半格);将绿色下限指针调至1.975MPa处。⑥关闭通风盘和通风环。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测⑦接通电源，打开控制箱上的电源总开关，按启动键，运行、加热指示灯亮，釜体开始以1800W功率加热。同时数显时间继电器开始显示。⑧当已打开的一个放气阀有水蒸气排出时，说明釜内空气已经排净，关闭该放气阀。阀门关闭后，压力将随着温度的升高而升高(压力与温度对照见表4-9)。此时应注意观察仪器工作有无异常，如有异常，则必须查明原因，或按停止键停止试验。⑨停止加热后，风机自动工作，信号灯亮，打开通风盘和通风环，通风环处会有热空气排出，釜内压力将在90min以内降至0.1MPa以下。此时可打开放气阀将釜内余压放净。请不要关闭放气阀，因冷却后会造成釜内负压而损坏压力表。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测待水泥压蒸釜冷却至常温后，按停止键，信号灯灭、排风扇停，关闭电源总开关，取下温度计，以安装釜盖相同的方法拧下10个拴紧螺母(拧松螺母时至少要用两个循环，以免损坏密封结合面)，取下釜盖，取出试件支架。用胶管或毛巾将釜内蒸馏水吸出擦净。⑩中途需停止试验时，先按“停止”键，打开通风盘、通风环，再按“风机”键，待仪器冷却后重新安装试验。(4)使用注意事项。①严禁在釜内无水时按压启动键，以免空烧而毁坏加热电阻。②只能使用蒸馏水，以免由于使用其他水而在釜内留有污垢，影响测试精度。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测③在压蒸釜试验过程中，操作者不得远离岗位，应随时观察仪器的工作情况，如有异常应及时采取有效措施，必要时应停止试验。④新的仪器在初次使用时，会有橡胶异味，这是内部橡胶石棉保温层受热所致，使用3一5次后，即会正常。⑤压力指示表和电节点压力表应按时送检，以保证工作可靠，测试正确。使用时如出现两个压力表有微量的读数误差，这是因为压力表固有的等级公差所致，不影响使用，通常以压力指示表为准。⑥安全阀应一年检查两次。通常保压过低，能在平时试验时发现;而保压过高，则只有通过例行检查才能知道。虽然釜体在生产时已做过4MPa的耐压密封试验，而保压过高毕竟不太安全。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测具体的检查方法是:将电节点压力表的红色上限指针调至2.2MPa，按试验时的操作顺序进行操作，观察压力达2.2MPa时是否开始排气，如排气即为正常。(5)偶然现象的处置。偶然现象是指在试验过程中不会带来安全问题，而可能会偶然出现的非正常现象。①在升温升压过程中，表压高于对应的温度值(俗称压力高、温度低)。在确认温度计无损坏并已浸在油中后，可以认为，仪器工作处于正常状态。出现该现象的原因是:容积和加水量有一定的比例关系，当加水量多于相应的容积比例时，就会出现该现象。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测解决的方法是:在压力接近绿色下限指针前，适量放气，减少水量，使压力和温度趋于对应值。此操作须反复多次才能实现，且应防止过量放气，否则会使本次试验无法继续进行。②在升温升压过程中，表压低于对应的温度值(俗称压力低、温度高)。在排除因压力表损坏、釜体及各与气源连接的接合部漏气等因素后，通常情况下，是因加水量少于相应的容积比例，此时只能停止试验，待加足水后重新进入试验。5.天平天平最大称量不小于2000g，分度值不大于2g。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测

6.刮刀截面为边长28mm的正三角形钢制刮刀，有效长度为26mm。4.3.3试验材料(1)试样应通过0.9mm的方孔筛。

(2)试样的沸煮安定性必须合格。为减少f-CaO对压蒸结果的影响，允许试样摊开在空气中存放不超过一周再进行压蒸试件的成型。(3)试验用水为洁净的饮用水。4.3.4试验条件(1)试验室温度为20℃±2℃，相对湿度应不低于50%;上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致;压蒸试验室应不与其他试验共用，并备有通风设备和自来水源。试件长度测量应在成型试验室或温度恒定的试验室里进行，比长仪和校正杆都应与试验室的温度一致。(2)湿气养护箱的温度为20℃±1℃，相对湿度不低于90%。4.3.5试件的成型1.试模的准备试验前在试模内涂上一薄层机油，并将钉头装入模槽两端的圆孔内，注意钉头外露部分不要沾染机油，以免水泥黏结不平而松动脱落。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测2.水泥标准稠度净浆的制备每个水泥样应成型三条试件，需称取水泥1200g，用标准稠度水量通过水泥净浆搅拌机拌制成标准稠度净浆。3.试体的成型将已拌和均匀的水泥浆体，分两层装入已准备好的试模内。第一层浆体装入高度约为试模高度的3/5，先以小刀划实，尤其钉头两侧应多插几次，然后用23mmx23mm捣棒由钉头内侧开始，即在两钉头尾部之间，从一端向另一端顺序地捣压10次，往返共捣压20次，再用缺口捣棒在钉头两侧各捣压2次，然后再装入第二层浆体，浆体装满试模后，用刀划匀，刀划之深度应透过第一层胶砂表面，再用捣棒在浆体上顺序地捣压12次，往返共捣压24次。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测每次捣压时，应先将捣棒接触浆体表面，再用力捣压。捣压必须均匀，不得打击。捣压完毕将剩余浆体装到模上，用刀抹平，放入湿气养护箱中养护3~5h后，将模上多余浆体刮去，使浆体表面与模型边平齐。然后记上编号，放入湿气养护箱中养护至成型后24h脱模。4.3.6试件的沸煮1.初长的测量试件脱模后即测其初长。测量前要用校正杆校正比长仪百分表零读数，测量完毕也要核对零读数，如有变动，试件应重新测量。试件在测长前应将钉头擦干净，为减少误差，试件在比长仪中的上下位置在每次测量时应保持一致，读数前应左右旋转，待百分表指针稳定时读数,结果记录至0.001mm。上一页下一页返回任务3水泥压蒸法安定性检测

2.沸煮试验测完初长的试件平放在加入适当水量的沸煮箱的试架上，在30min±5min内加热至沸并恒沸180min±5thin。如果需要，沸煮后的试件也可进行测长。4.3.7试件的压蒸

(1)沸煮后的试件应在四天内完成压蒸。试件在沸煮后压蒸前这段时间里应放在20℃±2℃