《建筑材料》课件-水泥性能检测

建筑材料水泥的主要技术性能检测1.一般规定2.硅酸盐水泥细度测定（筛析法）3.硅酸盐水泥标准稠度用水量测定

水泥的主要技术性能检测3.4.2一般规定1.取样方法袋装水泥以同品种、同强度等级、同出厂编号的水泥200t为一取样单位，不足200t仍作为一取样单位。散装水泥以同一出厂编号的500t为一取样单位，取样应具有代表性，可连续取样，也可随机在20个以上不同部位抽取等量样品，样品总量至少12kg。2．试验条件（1）试样制备取得的水泥试样应充分混合均匀，分成两等份，一份进行试验另一份密封保存3个月，供做仲裁检验时使用。试验前，应将水泥试样用0.9mm方孔筛过筛，并记录筛余量。当试验水泥从取样至试验要持续24h以上时，应把它储存在基本装满和气密的容器里，该容器应不与水泥起反应。试验用水必须是洁净的饮用水，有争议时应以蒸馏水为准。（2）检测环境试验室的温度应保持在（20±2）℃，相对湿度应不低于50%；水泥试样、标准砂、拌和水及试模等仪器用具的温度应与试验室温度相同。湿气养护箱的温度应保持在（20±1）℃，相对湿度应不低于90%，水泥试体养护池的水温应控制在（20±1）℃内。3.4.2水泥细度测定（筛析法）细度是指水泥颗粒的粗细程度，是鉴定水泥品质的重要项目之一。水泥细度是将水泥试样通过80μm方孔筛，筛分后用筛网上筛余物的质量与试样原始质量的百分数来表示水泥样品的细度。水泥细度常用检测方法有：负压筛法、水筛法和干筛法。当有争议时，以负压筛法为准。

图3.5

水筛法装置系统图1-喷头；2-标准筛；3-旋转托架；4-集水斗；5-出水口；6-叶轮；7-外筒；8-把手图3.3试验筛（单位：mm）1-筛网；2-筛框1．试验目的检验水泥颗粒的粗细程度，以它作为评定水泥质量的依据之一。2．主要仪器设备（1）试验筛（见图3.3）：80μm方孔筛，分负压筛、水筛和干筛三种。负压筛应附有透明筛盖，并与筛上口有良好的密封性。试验筛每使用100次后需重新标定。（2）负压筛析仪（见图3.4）：由筛座、负压筛、负压源及吸尘器组成。筛座由转速为（30±2）r/min的喷气嘴、负压表、电机及机壳组成。（3）水筛架和喷头（见图3.5）：水筛架上筛座内径140mm，下部有叶轮可在水流作用时使筛座旋转。喷头直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.5～0.7mm.。（4）天平：感量应不大于0.01g。图3.4

负压筛析仪示意图1-底座；2-立柱；3-吸尘器；4-面板；5-真空负压筛；6-筛析仪；7-喷嘴；8-试验筛；9-筛盖；10-气压接头；11-吸法软管；12-气压调节阀；13-收尘筒；14-收集容器；15-把座3．试验步骤（1）负压筛法1）仪器设备检查：置负压筛于筛座上并盖上筛盖，接通电源，调节负压至4~6kPa，检查控制系统。2）筛分：称取试样25g置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，开动负压筛析仪，连续筛析2min。筛毕，称量筛余物RS。注：①筛分中，如有试样附在筛壁筛盖上，应轻敲筛盖使试样下落。②筛析过程中，负压应保持在4~6kPa之间。（2）水筛法：1）仪器设备检查：检查水中有无泥砂，调整水压（0.05MPa）及水筛架的位置，使其能正常运转。喷头底面距筛网35~70mm。2）筛分：称取试样50g，置于洁净水筛中，立即用洁净淡水冲洗至大部分细粉通过后，再将水筛置于水筛架上，打开喷头连续冲洗3min。筛毕，用少量水将筛余物冲至蒸发皿中，沉淀后，小心倒出清水，烘干后，称量筛余物RS。（3）干筛法：1）仪器检查：筛框有效直径150mm、高50mm，并附有筛盖、筛底。2）筛分：称取水泥试样50g倒入干筛内，用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度每分钟120次，每40次向同一方向转动600，直至每分钟通过试样量不超过0.03g为止，称量筛余物Rs。4．试验数据计算与评定按下式计算水泥筛余百分率式中F——水泥试样的筛余百分数；

RS——水泥筛余物的质量，g

——水泥试样的质量，g评定被测水泥是否合格时，每个样品应称取两个试样分别筛析，取筛余平均值作为结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时（筛余值大于5.0%时可放至1.0%），须再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。3.4.3水泥标准稠度用水量测定1．试验目的及原理通过试验测定水泥净浆达到标准稠度的需水量，作为水泥凝结时间、安定性试验的用水量标准。水泥净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定阻力，通过试验含有不同水量的水泥净浆对试杆阻力的不同，可确定水泥净浆达到标准稠度时所需的水量。水泥标准稠度用水量测定方法有：标准法和代用法。有争议时，以标准法为准。2．主要仪器设备（1）标准稠度与凝结时间测定仪（见图3.6）：由铁座、可以自由滑动的金属滑杆（下部可旋接测定标准稠度用的试杆、试锥和试针，滑动部分的总质量为300g（2）圆模（见图3.6）：由耐腐蚀、有足够硬度的金属制成，每个圆模应配备一个大于圆模并且厚度不小于2.5mm的平板玻璃底板。

（3）水泥净浆搅拌机（见图3.7）：由搅拌锅、搅拌锅座、搅拌叶片、电机和控制系统组成。搅拌锅座可以在垂直方向升降，控制系统具有自动控制和手动控制两种功能。

（4）其他：天平（最大称量不小于1000g，分度值不大于1g），量筒（最小刻度为0.1ml精度1%）等。1g）、松紧螺丝、标尺和指针组成。图3.6

标准稠度与凝结时间测定仪（单位：mm）（a）维卡仪；1-铁座；2-金属滑杆；3-松紧螺丝；4-指针；5-标尺；（b）试锥和锥模；（c）圆模(d)标准稠度试杆(e)初凝用试针(f)终凝用试针图3.7

水泥净浆搅拌机示意图（单位：mm）(a)水泥净浆搅拌机；(b)搅拌锅与搅拌叶片3．试验步骤（1）标准法1）仪器设备检查①维卡仪的金属滑杆能靠自重自由下落，不得有紧涩和晃动现象；②搅拌机运行正常；③将标准稠度试杆旋接在金属滑杆下部，调整滑杆，使试杆接触玻璃板时指针对准零点。2）水泥净浆拌制用湿抹布润湿水泥浆将要接触的仪器表面及用具，将拌和水（水量按经验确定）倒入搅拌锅中，在5~10s内将称好的500g水泥加入水中，放置在搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅120s，停15s，高速搅120s，停机。注：在搅拌机停用的15s中，可将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅内。3）标准稠度用水量的测定将拌制好的试样，装入已置于玻璃板上的圆模中，用小刀插捣并轻轻振动数次，刮去多余净浆抹平，迅速移到维卡仪上，并将其中心位于试杆下方。降低试杆使其底端与净浆表面接触，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试杆自由沉入。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板间的距离。以试杆沉入净浆并距底板（6）mm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），以水泥质量的百分比计。注：整个操作应在1.5min内完成。（2）代用法（分为调整水量法和不变水量法）1）仪器设备检查①维卡仪的金属滑杆能自由滑动；②将试锥旋接在金属滑杆下部，调整滑杆使锥尖接触锥模顶面时指针对准零点；③搅拌机运行正常。2）水泥净浆拌制采用调整水量法，水量按经验确定；采用不变水量法，拌和水量用142.5ml。拌制过程同标准法。3）标准稠度用水量的测定将拌制好的试样装入锥模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆；抹平后迅速放到维卡仪的固定位置上。将试锥降至锥尖与净浆表面接触，拧紧螺丝1~2秒后，突然放松，使试锥自由沉入净浆。到试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度s。注：①整个操作应在搅拌后1.5min内完成；②用调整水量法，以试锥下沉深度（28±2）mm时的净浆为标准稠度净浆。③用不变水量法则定时，按式3.3计算标准稠度用水量，若试锥下沉深度小于13mm，应改用调整水量法测定。4．试验数据计算与评定（1）用标准法和调整水量法测定时，水泥的标准稠度用水量（P）以水泥质量的百分数计。按式3.2计算。式中P——标准稠度用水量；m1——水泥净浆达到标准稠度时的拌和用水量，g；m2——水泥试样质量，g；（2）用不变水量法测定时，按式3.3计算标准稠度用水量P（%）式中P——标准稠度用水量，%；S——试锥下沉深度，mm。（3.2）（3.3）水泥的主要技术性能检测1.

水泥净浆凝结时间试验2.

水泥安定性试验

3.4.4水泥净浆凝结时间1．试验目的及原理测定水泥初凝及终凝时间，评定水泥质量。凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。2．主要仪器设备（1）湿气养护箱：温度控制在（20±1）℃，相对湿度不低于90%。（2）标准稠度与凝结时间测定仪、圆模、水泥净浆搅拌机、天平、量筒等（要求同标准稠度用水量测定试验）。3．试验步骤（1）仪器检查：将维卡仪金属滑杆下部旋接的试杆改为试针，调整试针高度，当试针尖接触玻璃板时，指针对准标尺零点。将圆模内侧少许涂一层机油，放在玻璃板上。（2）试件制备：以标准稠度需水量的水，制成标准稠度净浆后，立即一次装入圆模，振动数次后刮平，立即放入湿气养护箱内。注意：①记录水泥全部加入水中的时刻作为凝结时间的起始时刻（T0）。②从加水30min后开始第一次测定。（3）测定指针读数：从养护箱中取出圆模放在试针下方，调节试针高度使试针尖与净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，试针自由沉入，观察试针停止下沉或放松30s时指针的读数。（4）初凝时间测定：最初测定时应轻轻扶持试针上部的滑杆，以防试针撞弯，但初凝时间仍必须以自由降落的指针读数为准。当临近初凝时，再隔5min测定一次指针读数，当试针尖沉入距底板（4±1）mm时，为水泥达到初凝状态，记录初凝时刻T1。（5）终凝时间测定：初凝时间测定后，立即将带浆圆模平移出玻璃板，翻转1800（直径大端向上），放在玻璃板上，继续养护。安装终凝针在仪器上，测定指针读数。当临近终凝时，再隔15min测定一次指针读数。当试针尖沉入距净浆表面0.5mm时，水泥浆达到终凝状态，记录终凝时刻T2（如图3.8所示）。注意：①当达到初凝或终凝状态时，应立即重复测定一次，以两次相同的结果为准。②试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm，并且每次试针不得落入原有针孔。③每次测试完毕，须将试针擦净，并将试模放回养护箱内。整个过程中，圆模不得受到振动。④定期检查试针有无弯曲。图3.8

水泥凝结时间测定示意图1-试针；2-净浆面；3-玻璃板面4mm4．试验数据计算与评定凝结时间，按式3.4、3.5计算。初凝时间：（3.4）终凝时间：（3.5）——水泥初凝时间；——水泥初凝时间；——水泥初凝时间；——水泥初凝时间；——水泥初凝时间；T0图3.9

雷氏沸煮箱示意图3.4.5水泥安定性试验1．试验目的检验水泥在硬化过程中体积变化是否均匀，用以评定水泥质量。水泥安定性的测定方法有雷氏法和试饼法两种，有争议时以雷氏法为准。2．主要仪器设备（1）雷氏沸煮箱（见图3.9）：箱内能保证试验用水在（30±5）min内由室温升到沸腾，并能始终保持沸腾状态3h以上，整个试验过程中无需增加水量，箱内各部位温度应一致。（2）雷氏夹（见图3.10）。（3）雷氏夹膨胀值测量仪（见图3.11）。（4）其他：水泥净浆搅拌机、湿气养护箱等。图3.10

雷氏夹（单位：mm）1-指针；2-环模；3-玻璃板图3.11雷氏夹膨胀值测量仪（单位：mm）1-底座；2-模子座；3-测弹性标尺；4-立柱；5-测膨胀值标尺；6-悬臂；7-悬丝；8-弹簧顶钮3．试验步骤（1）仪器设备检查：检查沸煮箱能否正常工作，雷氏夹弹性满足要求。（2）试饼法试件的制备：按该水泥的标准稠度用水量，拌制500g水泥的水泥净浆。取水泥净浆150g，分成两份使之成球形，放在预先准备好的涂抹少许机油的玻璃板上，然后轻轻振动玻璃板，并用被湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动，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（24±2）h。（3）雷氏夹试件的制备：将雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，将已制好的标准稠度净浆装满试模。用宽约10mm的小刀播捣15次左右，抹平、盖上稍涂油的玻璃板，立即将试模移至湿气养护箱内养护（24±2）h。注：雷氏夹装浆时，应用手轻扶雷氏夹，抹平不要用力，防止装浆过量，影响检测结果。（4）沸煮：将养护好的试饼脱去玻璃板，检查试饼无缺陷的情况下，将试饼放在沸煮箱的水中箆板上；当采用雷氏法时，先测量雷氏夹指针尖端间的距离A（精确到0.5mm），然后将试件放入水中箆板上，指针向上，试件之间互不交叉。调整好沸煮箱内的水位，在（30±5）min内加热至水沸，并恒沸3h±5min。煮毕将热水放出，打开箱盖，待冷却到室温时，取出试件。测量煮后雷氏夹指针尖端间距离C。4．试验数据计算与评定试饼法：煮后目测未发现裂缝，钢直尺检查没有弯曲的试饼为安定性合格；反之为不合格（见图3.12）。当两试饼判定结果，有矛盾时，亦不合格。雷氏法：两个试件沸煮后增加距离（C—A）值相差超过4.0mm时应重做，再如此，则判定该水泥安定性为不合格。

图3.12

安定性不合格的试样1.目的2.主要仪器设备3.步骤4.数据计算与评定3.4.6水泥胶砂强度试验（ISO法）3.4.6水泥胶砂强度试验（ISO法）1．试验目的检验水泥各龄期强度，以确定强度等级；或已知水泥强度等级，检验其水泥强度是否满足水泥标准要求。水泥胶砂强度检验主要是水泥强度抗折和抗压强度的检验。2．主要仪器设备（1）水泥胶砂搅拌机（见图3.13）：由搅拌锅、搅拌叶片及相应机构组成。（2）水泥胶砂振实台（见图3.14）：由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成。（3）试模（见图3.15）：为可装卸的三联模，由隔板，端板和底座组成。（4）下料漏斗（见图3.16）：由漏斗和套模组成。（5）抗折强度试验机（见图3.17）。（6）抗压强度试验机（见图3.18）、抗压夹具（见图3.19）。（7）其他：金属直尺、播料器、天平（精度±1g）、量筒（精度±1ml）等。图3.13

胶砂搅拌机构造示意图1-电机；2-蜗杆；3-蜗轮；4-蜗轮轴；5-齿轮；6-搅拌锅；7-搅拌机；8-齿轮带；9-齿形带；10-搅拌轴；11-传动轴；12-主轴；13-齿轮图3.17

电动抗折试验机1-平衡锤；2-游动砝码；3-电动机；4-传动丝杠；5-抗折夹具；6-机架；7-立柱；8-底座；9-电器控制箱；10-启动开关；11-下杠杆；12-上杠杆图3.14

水泥胶砂振实台1-突头；2-凸轮；3-止动器；4-随动轮图3.16

下料漏斗（单位：mm）1-漏斗；2-套模图3.15

试模（A：160mm；B：40mm；C：40mm）1-隔板；2-端板；3-底座；图3.18

液压式压力机工作原理图1-油泵柱塞；2-工作油缸；3-测力活塞；4-试块图3.19抗压夹具1-框架；2-传压柱；3-上压板和球座；4-下压板；5-铜套；6-吊簧；7-定向销；8-定位销3．试验步骤（1）仪器设备检查检查各仪器设备能正常工作。将试模擦净用黄油等密封材料涂覆试模的外接缝，内表面刷一薄层机油。（2）试体成型1）胶砂组成材料：标准砂、水泥、水。标准砂的湿含量是在105～110℃温度下用代表砂样烘2h的质量损失来测定，以干砂的质量百分数来表示，其值应小于0.2%。标准砂可以单级分包装，也可以各级预配合以(1350±5)g量的塑料袋混合包装。试验可用饮用水，有争议时用蒸馏水。按水泥试验的一般规定取得水泥。胶砂的质量配合比应为（水泥:标准砂:水=1:3:0.5）。每锅材料成型三条试体，需要各材料质量为：水泥(450±2)g、标准砂(1350±5)g、水（225±1）g。精确称量各材料用量。2）胶砂搅拌先把水倒入搅拌锅内，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置后立即开动搅拌机，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将标准砂加入。当各级分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。再高速搅拌30s，停拌90s，（在停拌时间内可将锅壁和叶片上胶砂刮入锅内），再继续搅拌60s。各搅拌阶段时间误差应在1s以内。3）胶砂装模振实成型胶砂制备后应立即成型。把空试模和模套固定在振实台上，再放上下料漏斗，用一个小勺从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第一层时，每个模里约放300g胶砂，用大播料器播平胶砂，接着振实60次，再装入第二层胶砂，播平、振实60次。移走漏斗模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向，以横向锯割动作慢慢向另一端移动，将超过试模的胶砂刮去，再用金属直尺在近似水平的情况下将试体表面抹平。（3）试体养护1）试体编号、脱模去掉试模四周的胶砂，在试模上作标记或用字条标明试体的编号。立即将作好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架上养护，湿空气应能与试模各边接触。养护到规定的脱模时间时取出脱模，脱模前用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号。若有两个以上龄期的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在两个以上龄期内。脱模时可用塑料锤、橡皮榔头或专门的脱模器小心脱掉模具。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）标准养护将做好标记的试体立即水平或竖直放在（20±1）℃的水中养护，水平放置时，刮平面应朝上。养护期间应让水与试件六个面充分接触，试件之间的间隔和上表面水深不得小于5mm。试件龄期从水泥加水搅拌，开始试验时算起，不同龄期的强度试验应在下列时间内进行：24h±15min、48h±30min、72h±45min、7d±2h、≥28d±8h。

注：①每个养护池只能养护同类型的水泥试体。②最初用自来水装满养护池（或容器），随后随时加水保持适当的恒定水位，不允许在养护期间完全换水。③除24h龄期或延长至48h脱模的试体外，任何到龄期的试体应在试验（破型）前15min