《水泥质量控制》课程教案-水泥标准稠度、凝结时间、安定性的测定

第四章水泥标准稠度、凝结时间、安定性的测定4－1水泥标准稠度的测定一、水泥需水性水泥需水性是指水泥净浆、砂浆和混凝土达到一定的可塑性和流动度时所需的水量的性质。相应有三种表示方法：1．水泥标准稠度用水量；2．水泥胶砂流动度；3．混凝土塌落度或工作度。二、水泥标准稠度用水量水泥标准稠度用水量，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的用水量。水泥标准稠度是以用水量与水泥质量的百分数来表示的。（一）基本原理标准稠度测定有调整水量和固定水量两种方法，如有争议时以调整水量方法为准。调整水量法：是改变拌和用水量，找出使拌制成的水泥净浆达到特定塑性状态时所需要的数量。当一定质量的标准试锥，在规定时间内，在净浆中自由沉落时，以试锥下沉深度S(mm)的大小，反映水泥净浆稠度（％）的大小，以试锥下沉净浆深度规定值S=28±2mm时的稠度为标准稠度，以P调(%)表示。标准稠度净浆可用来测定水泥凝结时间和安定性。固定水量法：是将不同种类水泥，按相同的需水量142.5mI水，调制好500g的水泥净浆，测其试锥下沉深度，此时测出的百分数即为水泥的标准稠度，以P固表示。（二）仪器设备1．水泥标准稠度、凝结时间测定仪2．水泥净浆搅拌机（1）主要技术参数（2）操作（3）调整与保养三、水泥标准稠度的测定方法1．水泥净浆的拌制用符合GB3350.8的水泥净浆搅拌机，搅拌锅和搅拌叶用湿布擦过。称取500g水泥倒入锅内，将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，慢速搅拌120S,停15S，再快速搅拌120S后停机。当采用调整水量方法时，拌和水量按经验找水。采用固定水量时，拌和水量为142.5mI，精确至0.5mI。2．标准稠度的测定将上述拌和好的水泥净浆立即装入锥模内，用小刀插捣，振动多次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定位置上，将试锥尖端降至净浆表面，立即拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥靠自重自由下降沉入净浆中，观察在1.5min内试锥下沉深度（整个操作过程应在搅拌后1.5min内完成）。用固定水量法测定的标准稠度P固,按下面经验公式计算或看仪器上标尺读数。P固＝33.4－0.185S式中：P固――用固定水量法测定的水泥净浆标准稠度（％）33.4――经验公式中的截距0.185――经验公式中的斜率S――试锥下沉深度（mm）当试锥下沉深度小于13mm时应改用调整水量法测定。用调整水量法测定时，以试锥下沉深度S＝28±2mm时的净浆拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量。如试锥下沉深度大于或小于上述值时，应调整水量重新试验，以达到上述值时为止。用调整水量法测定的标准稠度P按下式计算：P调＝m/500式中：P调――用调整水量法测定的水泥标准稠度（％）m――测定标准稠度时拌和水的质量（g）500――国家规定称量水泥的质量（g）§4－2胶砂流动度的测定一、原理水泥胶砂流动度用跳桌法测定，胶砂流动度以胶砂在跳桌上按规定进行跳动试验后，底部扩散直径mm数表示。以扩散直径大小表示流动性好坏。胶砂流动度是水泥胶砂可塑性的反映。测定水泥胶砂流动度是检验水泥需水性的一种方法。二、仪器1．胶砂搅拌机2．手动式跳桌及附件3．电动式跳桌及附件三、流动度的测定1．水泥与砂的比例水泥与砂的比例为1：2.5，一次试验需称取水泥300g，软练标准砂750g。2．胶砂制备将称好的水泥和胶砂放入搅拌锅内，放在搅拌机上搅拌，拌和好后将水泥胶砂迅速地分两层装入模内，按规定要求捣实，取下试模进行跳动试验，跳动30次完毕后，用游标卡尺测量底部扩散的直径，取两互相垂直的直径的平均值作为该水泥胶砂流动度，以mm表示。对于掺火山灰混合材的普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥的流动度测定结果以扩大直径不小于116mm为准。一、影响因素与注意事项1．跳桌必须符合GB2419中的规定；2．跳桌要保持清洁，滑动部分要顺畅；3．胶砂搅拌完后，测定流动度要在2min内完成；4．压捣时用力要均匀，力量大小要适当，捣棒要垂直；5．跳桌在使用前应先空跳一次，以检查是否正常。§4－3水泥凝结时间的测定一、概述水泥和水后，发生一系列物理与化学变化，随着水泥水化反应的进行，水泥浆体逐渐失去流动性、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。凝结时间是水泥的重要性质之一，对于工程施工具有重要意义，因此，水泥凝结过程的控制十分重要，为保证施工正常进行，并使混凝土具有一定的强度，要求水泥凝结时间不能太快或太慢。二、影响凝结时间的因素矿物组成、石膏、混合材的种类及掺加量、细度、水灰比、养护条件、储存时间及外加剂等。1．矿物组成2．石膏3．混合材4．细度5．水灰比6．养护条件7．储存时间8外加剂三、水泥的假凝和瞬凝1．假凝的特征2．瞬凝的特征水泥凝结时间反常，可归纳为三种原因四、凝结时间的测定1．仪器水泥凝结时间测定仪，应符合GB3350.6的规定。2．凝结时间的测定方法测定凝结时间的试针由钢制成，其有效长度初凝针为50mm±1mm、终凝针为30mm±1mm、直径为1.13mm±0.05mm的圆柱体。仪器滑动部分总质量300±1g。装净浆的圆模上口内径65mm±0.5mm，下口内径75mm±0.5mm,高40mm±0.2mm。平板玻璃厚≥2.5mm。（1）将圆模放在玻璃板上，在内侧涂上一层机油。调整试针接触玻璃板时，指针应对准标尺的零点。（2）按规定方法制成水泥标准稠度净浆后，一次装入圆模振动数次刮平，放入养护箱内养护。记录加水时间，作为凝结时间的开始时间。（3）初凝时间的测定：从加水后30min进行第一次测定，取出圆模放到试针下，使试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，试针自由沉入净浆，当试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针下沉到距底板4±1mm时，即为水泥达到初凝状态，由开始加水至初凝的时间为水泥的初凝时间，用min表示。（4）終凝时间的测定：为了准确观测试针沉入的状况，在終凝针上了一个环形附件。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，临近終凝时间时每隔15min测定一次，当试针沉入试体深度在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終凝状态的时间为水泥的終凝时间，用min表示。五、注意事项1．在最初测定时应扶持金属棒，使其徐徐下降，以免试针撞弯，测定结果仍以自由下落为准。2．试针插入的位置至少距圆模内壁10mm。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。到达初凝或终凝状态时应立即重复测定一次，当两次测定结果相同时，才能定为到达初凝或终凝状态。1．每次测定不得让试针插入原针孔内。2．每次测定完后，应将试针擦净，将圆模放回养护箱内。3．在翻转圆模时，圆模要平移脱离玻璃板后再翻转。§4－4水泥安定性检验－试饼法和雷氏夹法一、安定性的意义反映水泥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，简称水泥安定性。水泥和水后在硬化过程中，一般都会发生体积变化，如果这种变化是在水泥、混凝土硬化后发生，就会破坏水泥、混凝土的结构，引起严重的质量事故。二、影响水泥体积安定性的因素1．熟料中MgOMgO+H2O→Mg(OH)2MgO水化生成Mg(OH)2，固相体积增大2.48倍。2．水泥熟料中f—CaOCaO+H2O→Ca(OH)2CaO与水反应生成Ca(OH)2，固相体积增大1.98倍。3.水泥中SO3C3A+3CaSO42H2O+26H2O=C3A3CaSO432H2O生成的钙矾石固相体积增大到2.22倍。一、水泥安定性的检验安定性的测定可用试饼法或雷氏夹法。如有争议以雷氏夹法为准。1．按规定方法制成水泥标准稠度净浆。2．试饼的成型方法将制好的净浆取出一部份，分成两等份放在玻璃板上，轻轻振动玻璃板，用小刀由边缘向中央抹动，做成直径70～80mm，中心厚度10mm左右，边缘渐薄，表面光滑的试饼，将试饼放入养护箱内养护24±2h。3．雷氏夹试件的制作方法把雷氏夹放在擦过油的玻璃板上，将制备好的净浆装满试模，一手扶持试模，一手用小刀均匀插捣15次左右，插到试模高度的2/3即可，然后刮平，刮平应由中心向两边刮，最多不超过6次，盖上涂油的玻璃板，放入养护箱内养护24±2h。4．沸煮24h后从玻璃板上取出试件，检查试件是否合格，如不合格不用沸煮，试件检查合格后放入沸煮箱的蓖板上，调整好沸煮箱内的水位，保证整个沸煮过程中水都没过试件，不能中途加水，要保证在30±5min内升至沸腾，并恒温3h±5min。5．结果判定沸煮结束，将沸煮箱内的水放掉，打开箱盖待箱体冷却至室温，取出试件进行鉴定。试饼法：目测未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲，此试件为安定性合格；反之为不合格。雷氏夹法：测量试件指针尖端的距离，记录至小数点后一位。当两个试件沸煮后所增加的距离的平均值不大于5.0mm时，该水泥安定性合格；当两个试件沸煮后所增加的距离的平均值大于5.0mm时，该水泥安定性不合格。当两个试件沸煮后所增加的距离的值相差超过4.0mm时，要重做试验。§4－5实验三水泥标准稠度的测定水泥标准稠度的测定方法一、水泥标准稠度用水量水泥标准稠度用水量，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的用水量。水泥标准稠度是以用水量与水泥质量的百分数来表示的。二、基本原理标准稠度测定有调整水量和固定水量两种方法，如有争议时以调整水量方法为准。调整水量法：是改变拌和用水量，找出使拌制成的水泥净浆达到特定塑性状态时所需要的数量。当一定质量的标准试锥，在规定时间内，在净浆中自由沉落时，以试锥下沉深度S(mm)的大小，反映水泥净浆稠度（％）的大小，以试锥下沉净浆深度规定值S=28±2mm时的稠度为标准稠度，以P调(%)表示。标准稠度净浆可用来测定水泥凝结时间和安定性。固定水量法：是将不同种类水泥，按相同的需水量142.5mI水，调制好500g的水泥净浆，测其试锥下沉深度，此时测出的百分数即为水泥的标准稠度，以P固表示。三、仪器设备1．水泥标准稠度、凝结时间测定仪仪器应符合国家GB3350.6标准中的规定，如用凝结时间自动测定仪测定，在有争议时应以人工测定为准。2．水泥净浆搅拌机搅拌机应符合国家GB3350.8－89标准中规定的主要技术参数。四、水泥标准稠度的测定方法1．水泥净浆的拌制用符合GB3350.8的水泥净浆搅拌机，搅拌锅和搅拌叶用湿布擦过。称取500g水泥倒入锅内，将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，慢速搅拌120S,停15S，再快速搅拌120S后停机。当采用调整水量方法时，拌和水量按经验找水。采用固定水量时，拌和水量为142.5mI，精确至0.5mI。2．标准稠度的测定将上述拌和好的水泥净浆立即装入锥模内，用小刀插捣，振动多次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定位置上，将试锥尖端降至净浆表面，立即拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥靠自重自由下降沉入净浆中，观察在1.5min内试锥下沉深度（整个操作过程应在搅拌后1.5min内完成）。二、记录水泥名称试验日期水泥质量（g）加水量（mI）下沉深度（mm）标准稠度P(%)六、标准稠度的计算用固定水量法测定的标准稠度P固,按下面经验公式计算或看仪器上标尺读数。P固＝33.4－0.185S式中：P固――用固定水量法测定的水泥净浆