水泥材料试验检测方法

水泥材料试验检测方法

水泥材料试验检测方法

一、适用范围及试样准备方法

（－）适用范国

按我国现行国标（GB175一92）和（GB1344一92）要求，对水泥的技术性质应进行纲度、凝结时间、安定性和胶砂强度等试验，这里主要介绍与工程密切相关的后三个试验，本方法适用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥以及指定采用本方法的其他品种水泥。

（二）水泥试样准备方法

1．散装水泥。对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同标号的水泥，一次运进的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不超过500t.随机地从不少于3个车罐中各取等量水泥，经拌和均匀后，再从中称取不少于12kg水泥作为检验试样。

2．袋装水泥。对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同标号的水泥，以一次运进的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不超过2oot。随机地从不少于20袋中各取等量水泥，经拌和均匀后，再从中称取不少于12kg水泥作为检验试样。

3．对来源固定，质量稳定、且又掌握其性能的水泥，视运进水泥的情况，可不定期的采集试样进行强度检验。如有异常情况应作相应项目的检验。

4．对已运进的每批水泥，视存放情况应重新采集试样复验其强度和安定性。存放期超过3个月的水泥，使用前必须复验，并按照结果使用。

5.取得的水泥的试样试验应首先充分拌匀，然后通过0.9mm方孔筛，记录筛余物情况，但要防止过筛时混进其他水泥。

二、水泥标准稠度用水量试验检测方法

（一）概述

水泥标准稠度用水量是指水泥净浆在标准稠度仪上，当标准试锥下沉深度为（282）mm 时的拌和用水量。

确定标准稠度的目的是为了在进行水泥凝结时间和安定性试验时，对水泥净浆在标准稠度的条件下测定,使不同的水泥具有可比性。

（二）仪器设备

1.标准稠度与凝结时间测定仪（应符合GB3350.6规定）。该仪器由铁座和可以自由滑动的金属圆棒构成。松紧螺丝用于调整金属棒的高低。金属棒上附有指针，在量程0~75mm的标尺上可指示金属棒的下降距离。

当测定标准稠度时，可以金属圆棒下装一金属空心试锥，锥底直径为40mm ，高为50mm。装净浆用的锥模上口内径为60mm，锥高70mm。

2．净浆搅拌机（应符合GB3350.8要求）。由搅拌翅和平底搅拌锅组成，搅拌翅转

速为90r／min，搅拌锅的内径为130mm，深为95mm，搅拌翅与锅壁底的间隙为0.2～5mm。

（三）试验方法

1.标准稠度用水量，可用调整水量和不变水量两种方法中的任一种测定，如发生争议时以前者为准。

2．测定前须经检查，以保证测定仪的金属棒能自由滑动;试锥降至锥模顶面位置时指针应对准标尺零点，搅拌机应运转正常。

3．水泥净浆的拌制。搅拌锅和搅拌叶片应先用湿棉布擦过，然后将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。拌和时，先将搅拌锅放到机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和水，慢速搅拌120s，停伴15s，接着快速搅拌、120s后停机。

采用调整水量方法时、拌和用水量是先按经验确定一个水量，然后逐次改变用水量，直至达到标准稠度为止；采用不变水量方法时，拌和用水量为142.5mL（准确至0.5mL）。

4．装模测试。拌和结束后，立即将拌好的净浆装人锥模内，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝，然后突然放松，试锥自由沉人净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

（四）试验结果

1.用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度（28士2）mm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（按水泥质量的百分比计）。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到（28士2）mm时为止。

2．用不变水量方法测定时，根据测得的试锥下沉深度，计算得到标准稠度用

水量。

试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量方法测定。

3.为使不变水量和调整水量两种方法测定得到的标准稠度用水量不发生争议，可以用不变水量法计算得到的标准稠度用水量重复试验方法3和4,再按调整水量法，以试锥下沉深度

为（28士2）mm时的拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量P。

三、水泥净浆凝结时间试验检测方法

（一）概述

凝结时间。以标准稠度用水量试验制成的水泥净浆装在测定凝结时间用的圆模中，在标准稠度仪上、以标准试针测试之，从加水时起，至试针沉人净浆中距底板2～3mm 时所需的时间称为初凝时间；从加水时起，至试针沉人净浆不超过1.0～0.5mm时所需时间称为终凝时间。

（二）仪器设备

1．凝结时间测定仪，同标准稠度与凝结时间测定仪，此时，仪器试棒下端应改装为试针，装净浆的试模采用圆模。

2．湿气养护箱。温度控制在20℃士3℃，相对湿度大于90%。

（三）试验方法

（1）将圆模放在玻璃板上，在内侧稍稍涂上一层机油或白矾士林。调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针应对准标准尺零点。

（2）试件的制备。以标准稠度用水量按前述方法制成标准稠度净浆，立即一次装人圆模，振动数次后刮平，然后放人湿气养护箱内。拌制净浆开始加水时的时间作为凝结时间的起始时间）

(3)试件在湿气养护箱养护至加水后30min时，将圆模取出，进行第一次测定。测定时，将圆模放到试针下,使试针与净浆面接触,拧紧螺丝1～2s后突然放松,试针垂直自由沉人净浆、观察试针停止下沉时指针读数。

最初测定时，应轻轻扶持金属棒，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下沉为准；在整个测试过程中，试针贯入的位置至少要距圆模内壁10mm。

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人原针孔内海次测定完毕应将试针擦净并将圆模放回湿气养护箱内，测定全过程中要防止圆模受振。

（四）试验结果

1.当试针沉入净浆至距底板2～3mm时，即为水泥达到初凝状态；当下沉不超过1～0.5mm时，水泥达到终凝状态。由开始加水至初凝、终凝状态的时间分别为该水泥的初凝时间和终凝时间，用小时(h)和分(min)来表示。

2：到达初凝或终凝状态应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为达到初凝或终凝状态。

四、水泥安定性试验检测方洁

（一）概述

水泥安定性试验按现行国标（GB 1346一89）测定。有两种测定方法，即雷氏法和试饼法，有争议时以雷氏法为准。雷氏法是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值；试饼法通过观察水泥净浆试饼煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。

（二）仪器设备

1．沸煮箱：有效容积为41Ommx24Ommx310mm，笆板结构应不影响试件结果，笆板与加热器之间的距离大于50mm,箱的内层由不锈钢金属材料制成，能在（30 ±5）min内将箱内的试验用水从室温升至沸腾并保持沸腾状态3h以上，整个试验过程中不许补充水。

2．两块约1oommx1oomm 的玻璃板。

3．雷氏夹：由铜材制成，一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上，然后，

另一根指针的根部挂上300g质量的砝码，此时，两根指针的针间距离增加值应在（17.5士2.5）mm范围以内，即2x＝17.5 x2.5mm，见图5-6。当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砖码前的状态。每个雷氏夹需配两块质量为75～80g的玻璃板。

4．量水器：最小刻度为0.1mL，精度1％。

5．天平：分度值不大于1g。

6。湿气养护箱：应能使温度控制在（20士3）℃，湿度大子90％。

7．雷氏夹膨胀值测定仪：见图5-7，标尺最小刻度为1mm。

（三）试验方法

1．雷氏夹法

（1）以标准稠度的用水量，按前述方法制成标准稠度净浆。

（2）将预先准备好的雷氏夹放在已稍涂油的玻璃板上，并立刻将制好的标准稠度净浆装满试模，装模时一只手轻轻扶持试模，另一只手用宽约10mm的小刀插捣15次左右，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，立刻将试模移至湿气养护箱内养护（24士2）h。

（3）调整好沸煮箱内的水位，保证在整个煮沸过程中水都能没过试件，不需半途添补试验用水，同时保证能在（30士5）内升至沸腾。

（4）脱去玻璃板，取下试件，测量试件指针尖间的距离(A),精确到0.5mm,然后将试

件放人水中蓖板上，指针朝上,试件之间互不交叉，然后在（30士5）min内加热至沸腾，并恒沸3h士5min。

（5）沸煮结束，即放掉箱中的热水，打开箱盖；等箱体冷却至恒温，取出试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离，记录至小数点后一位，当两个试件的的平均值相差不大于5mm 时，即认为该水泥安定性合格。当两个试件的值相差超过4mm时,应用同一样品立即重做一次试验。

2，试饼法

（1）以标准稠度的用水量，按前述方法制成标准稠度净浆。

（2）取出一部分标准稠度的净浆分成两等份（每份约75g），使之呈球形，放在稍涂一层油的玻璃板上，轻轻振动玻璃板，并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动，做成直径70～80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，然后将试饼放人湿气养护箱内养护(24士2)h。

（3）脱去玻璃板，取下试饼，先检查试饼是否完整（如已开裂翘曲需检查原因，确不是因外因引起时，该试饼为不合格，不必煮沸），在试饼无缺陷的情况下，将试饼放在沸煮箱的水中蓖板上，然后在（30士5）min内加热至沸腾，并恒沸3h士5min。

（4）沸煮结束，即放掉箱中热水，打开箱盖府箱体冷却至室温；取出试件进行判别。目测未发现裂缝，用直尺检查也未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，该试饼安定性为不合格

五、水泥胶砂强度试验检测方法

（一）概述

水泥胶砂强度，是比例为1:2.5的水泥和标准砂，按规定水灰比，以标准成型方法制成

40mmx40mmxl60mm棱柱体，并在标准养护条件下，养护至规定龄期试块的抗折强度和抗压强度。根据（GB175-92）、（GB 1344-92 ）或其它有关规定即可确定水泥标号。试验方法参考公路工程水泥

混凝土试验规程（JTJ053-94 ）。

（二）仪器设备

1．胶砂搅拌机：供拌制水泥胶砂用。由搅拌叶和搅拌锅组成。

搅拌叶和搅拌锅可作相反方向的转动。搅拌锅的转速为65r／mln，搅拌叶的转速为137r/min。

2．胶砂振动台：供制备胶砂试体振实用，振动台台面面积为360mm×360mm，台面上装有夹具，能把试模和下料漏斗紧紧夹住。振动台的振动频率为28oo～3oo0次／min，台面上放空试模时中心振幅为(0.85土0.05) 。振动台装有制动器,能使电动机在停车5s后停止转动。3，试模：试模为可装卸的三联模，它由隔板、端板和底座组成。隔板和端板应编号。组装时应按号组装，组装后内壁各接触面应互相垂直。

4.下料漏斗：它由漏斗和模套组成。漏斗用0．5mm白铁皮制作。下料口宽度一般为4～5mm。模套高度为25mm，用金属材料制作。

5．抗折试验机和抗拆夹具：抗折试验机采用电动机或手动双杠杆式，也可采用性能符合要求的其它试验机。抗折夹具的加荷和支掌圆柱直径为（10士0.1)mm,两支撑间距为（10士0.2）mm。

6. 抗压试验机和抗压夹具:抗压试验机以总荷载200～3ookN为宜，误差不得超过士2.0％。

抗压夹具由硬质钢材制成，加压板长（62.5士0.1）mm，宽不小于40mm，加压面必须磨平。加压时上下压板应相互对准。

7．刮平刀：断面为正三角形，有效长度为26mm。

8．湿度养护箱：同凝结时间试验。

（三）试验方法

1.试件成型

（1）成型前将试模擦净，四周的模板与底座的接触面上应涂黄油，紧密装配,防止漏浆。内壁均匀刷一层机油。勿使机油涂刷过多。

（2）水泥与标准砂的质量比为1:2.5。水灰比按不同品种确定，硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥为0.44 ；火山灰水泥,粉煤灰水泥为0.46。

（3）每成型三条试体需称量的材料及用量。

（4）胶砂搅拌时，先将称好的水泥与标准砂倒入拌锅内，开动搅拌机。拌和5s后徐徐加水，30s内加完，自开动机器起搅拌（18O士5）s停车，将粘在叶片上的胶砂刮下，取下搅拌锅。

（5）在搅拌胶砂的同时，将试模和下料漏斗卡紧在振动台台面中心。将搅拌好的全部胶

砂均匀地装人下料漏斗中，开动振动台，胶砂通过漏斗流入试模的下料时间应为20～40s(下料时间以漏斗三格中的两格出现空洞时为准)，振动（120士5）s停车。

（6）振动完毕,取下试模、用刮刀轻轻刮去高出试模的胶砂并抹平。接着在试体上编号，编号时应将试模的三条试体分在两个以上的龄期内。

（7）试验前或更换水泥品种时，搅拌锅、叶片和下料漏斗等需用湿布擦干净。

2．试件养护

（1）试件编号后，将试模放入养护箱内，蓖板必须水平。养护（24士3）h后取出，脱模。脱模时应防止试体损伤，硬化较慢的水泥允许延期脱膜，但需记录脱模时间。

（2）试体脱模后立即放人水温为（20士2）℃的水槽中养护，试体之间应留有空隙，水面至少高出试体2cm，养护水至少每2周更换1次。

3．强度测定

(1) 抗折强度测定

①每龄期取出三条试体先做抗折强度试验。试验前须擦去试体表面附着的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物，试件放人抗折夹具内，应使侧面与圆柱接触。

②采用杠杆式抗折试验机试验时，试体放人前，应使杠杆成平衡位置。

③抗折试验加荷速度为（50士5）N／8。

④计算抗折强度。

⑤抗折强度结果取三条试体平均值并取整数值。当三个强度值中有一个超过平均值的士10％时，就剔除后再平均，平均值作为抗折强度试验结果。

（2）抗压强度测定

①抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验。抗压试验需用抗压夹具进行，试体受压面为40mm×62.5mm。试验前应清除试体受压面与加压板间的砂粒或杂物。试验时以试体的侧面作为受压面，试体的底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。

②压力机加荷速度应控制在（5士0．5）kN／s的范围内，在接近破坏时更应严格掌握）。

③抗压强度按式（5-3）计算：

④6个抗压强度结果中剔除最大、最小两个数值，以剩下4个值的平均值作为抗压强

度试验结果。如不足6个时，取平均值。