地质勘探水泥物理检验方法.pdf

oz 中华人民 共和国地质矿产部部标准 dz 2 22 3 一 8 3 地质勘探硫铝酸盐水泥( 速凝型， 早强型) 地 质 勘 探 水 泥 物 理 检 验 方 法 1 9 8 3 一 0 6 一 0 4 发布 1 9 8 4 一 0 1 一 0 1 实施 中华人民共和国地质矿产部 批准 中华人民共和国地质矿产部部标准 dz 2 3一 as 地质勘探水泥物理检验方法 本 方法适用于地质勘探水泥 的物理性能检验。 试验准备 1 . 1 试样的 采取与制备 1 . 1 . 1 送试 验室的水泥试样，应放在干燥处。试验前应将试样、 容器受潮或破碎等情 况记录 人册。 1 . 1 . 2 试验前须将试样充分拌和均匀，并通过孔径为0 . 9 0 毫米的方孔筛，称量筛余物，作好记录。 1 . 2 试验条件 1 . 2 . 1 试验室温度为1 7 一 2 5 c ，相对湿度大于5 0 %;拌和水及试模等的温度应与室温相接近。 1 . 2 . 2 养护箱温度为2 0 土3 ，相对湿度大于9 0 %，养护水温度2 0 士2 。 1 . 2 . 3 检验与养护用水必须是洁净的淡水。 试验方法 2 . 1 水泥细度 2 . 1 . 1 仪器 按g b 1 3 4 5 -7 7 水泥细度检验方法 ( 筛析法) 规定。 2 . 1 . 2 测试方法 按g b 1 3 4 5 -7 7 第二章干筛法进行。 2 . 1 . 3 检验结果 按g b 1 3 4 5 -7 7 有关条款计算， 如测试结果发生争议时， 则以水筛法为准。 2 . 2 体积安定性 2 . 2 . 1 仪器 同g b 1 3 4 6 -7 7 水泥标准稠度用水量、凝结时间、 安定性检验方法。 2 . 2 . 2 测试方法 2 . 2 . 2 . 1 称取水泥试样4 0 0 克， 加水1 6 0 毫升， 按g b 2 0 6 -7 8 油井水泥物理检验方法第1 6 条规 定成型。再按g b 1 3 4 6 -7 7 第1 9 条规定制成试饼。 2 . 2 . 2 . 2 待水泥结硬( 约4 小时后) ，从玻璃板上取下试饼，浸人水中 养护，分别于3 天、7 天、 2 8 天取出检验。 2 . 2 . 3 结果 评定 按g b 1 3 4 6 -7 7 规定鉴别。 2 . 3 水 泥浆比重 按g b 2 0 6 =7 8 油井 水泥物理检验方法有关水泥浆比重的测定条款进行。 2 . 4 水泥浆流动度与可泵 期 2 . 4 . 1 仪器 2 . 4 . 1 . 1 流动度刻度盘:2 8 厘米x 2 8 厘米的平板玻璃刻度盘 ( 图1 )。 2 . 4 . 1 . 2 电 动搅拌机:6 5 1 型4 0 瓦电 动搅拌机 ( 图2 )。 2 . 4 . 1 . 3 流动度试模 ( 图3 )，要求内壁光滑，可用硬质塑料或不 锈金属制 成。 中华 人民共和国地质矿产部1 9 8 3 - 0 6 一 。 4 发布 4 1 9 8 4 一 0 1 一0 1 实施 dz 2 3一 83 勺 图 1 流动度刻度盘 图 1 一滑套，2一升降螺丝; 电动搅拌机 3一支柱，4 一叶片.5一烧杯;6一电动机 图 3 流动度试模 2 . 4 . 2 测 试方法 2 . 4 .2 .1先 将 流 动 度 刻 度 盘 放 置 水 平 ， 光 洁 面 向 上 ， 刻 度 居 下 ， 然 后 用 湿 布 润 湿 玻 璃 板 表 面 及 试 模 内壁。 2 . 4 . 2 . 2 称取水泥试样 3 0 0 克，加水1 5 0 毫升， 记录加水时间; 放在电动搅拌机下搅拌3 分钟。如不 具备电动搅拌机时，可改手工用力 搅拌。 2 . 4 . 2 . 3 将流动度试模置于流动度刻度盘中心圆圈上， 立即将拌匀的水泥浆边搅边注人试模内，刮 平。迅速垂直向上提起试模。 任水泥浆自 由摊开， 待水泥浆停止流动时，记录停浆 外缘所示数值，取 5 dz 23 一 83 最大与 最小平均数为流动度值。 2 . 4 . 3， 结果 评定 2 . 4 . 3 . 1 自 加水 起 ， 搅 浆3 分 钟 后 第 一 次 测 得的 流 动度 值 ， 即 为 初 始 流 动度 。 2 . 4 . 3 . 2 随初始流动度测定之后，继续将水泥浆收人容器内， 仍按本方法2 . 4 . 2 . 3 重复操作，每隔 5 一1 0 分钟测定一次，直至 流动度小于1 5 1 0 . 5 厘米 的累计时间 ( 以厘米 分钟表示， 即为可泵期。 2 . 水泥桨凝结时间 2 . 与 . 1 仪器 同g b 1 3 4 6 -7 7 , 2 . 5 . 2 测试方法 2 . 5 . 2 . 1 在试模底部涂抹 黄油一层，紧压在玻璃板上，调整仪器使试针接触 玻璃板时， 指针对准标 尺零点。 2 . 5 . 2 . 2 称取水泥试样3 0 0 克，加水1 5 0 毫升，按本方法2 . 4 . 2 . 2 规定制成水泥浆立 即一 次装 人试 模。 将试模放到试杆下面，使试针与净浆面接触，拧紧螺丝， 然后突然放松，任试针自 由沉人净浆，观察 指针读数。 2 . 5 . 2 . 3 开始测试时，须 用手轻扶试杆，使其徐徐下降，以防试针撞弯，测试过程中 ，应避免试模 振动。 2 . 5 . 2 . 4 初凝前每1 一2 分钟测试一次; 临近终凝时， 每3 一5 分钟测试一次。 每次测试应稍移动 试模，防止试针落人原孔内。测试完毕后，仍 将试模放回养护箱，并擦净试针。 2 . 5 . 3 结果评定 2 . 5 . 3 . 1 自加水起至试针沉人 净浆中距底面。 . 5 一1 . 0 毫米时， 所需时间为初凝时间， 至试针沉人 净 浆中不超过1 . 0 毫米时，所需时间为终凝时间。 2 . 5 . 3 . 2 终凝时间减去初凝时间，即为初、终凝间隔时间。 2 . 6 水灰比 2 . 6 . 1 仪器 同本方法2 . 5 . 1 ，试 模增为4 只，玻璃板8 片。 2 . 6 . 2 测试方法 称取水泥试样4 份，每份2 0 0 克，按本方法2 . 5 . 2 操作步骤，分别配制水灰比为0 . 5 , 0 . 6 , 0 . 7 , 0 . 8 的净浆，测定凝结时间。每次测试完毕，须及时盖上玻璃片，放人养护箱中。 2 . 6 . 3 结果 评定 当水灰比为0 . 8 的水泥净浆凝结后目 测无泌水分层现象。 2 . 了 水泥净浆强度 2 . 7 . 1 仪器 同 g b 1 7 7 -7 7 水泥 胶砂强度检验方法规定。 2 . 了 . 2 测试方法 2 . 了 . 2 . 1 测定水泥净浆强度，照下列步骤进行。 : .按 g b 2 0 6 - 7 8 第 1 6 条1 一2 款 规 定 成型 ， 并 在 装 模过 程 中 ， 频 频 振 动 试 模 ， 使 浆 体 致 密 ， 成 型完毕， 随即用黑笔及时写上编号，送人养护箱中，养 护箱内蓖 板必须水平。 b . 待试体终凝后1 小时脱模;硬化慢的水泥，允许 延迟脱模，但须记录脱模 时间。 c .脱 模 后 的 试 体 ， 立 即 浸 人 水 槽 中 养 护 。 不 同 品 种 的 水 泥 试 体 须 分 别 养 护 。 试 体 之 间 应 留 有 间 隙，水面至少高出 试体2 厘米。养护水每周更换一 次。 2 . 7 . 2 . 2 抗折强度试验:按g b 2 0 6 -7 8 第七章2 0 条1 一3 款进行。 2 . 7 . 2 . 3 抗压强度试验;按g b 1 7 7 -7 7 第人章2 3 条1 一2 款进行。 2 . 7 . 2 . 4 按以下规定选择强度测试时间: dz 2 3一 83 时间 4小时士1 0 分钟 8 小时士 1 5 分钟 1 天1 0 . 5 小时 3 天士1 小时 7天土2小时 28天1 3小时 期时时天天天天 ; : 2 . 7 . 3 结果 计算 2 . 7 . 3 . 1 抗折强度按式 ( 1 )计算: 一3 p . k“ l， . 、 n= -一 - ， ， ; - - t 气 尸- . ， 二 ， 二 林， 二， ” 二 ，.二” ， . 甲 . ” 二 气 1 ， 2 6 . i. 式中:r 产 净浆 抗折强度，公斤/ 厘米2 ， p 破坏荷 重，公斤， k抗折机杠杆比率，5 0 1 支撑圆 柱中心距离，厘米， b “ h 试体断面 ( 宽x 高)，厘米“ 。 从每组三条抗折试验结果中 ，选出 最大两个 数字的平均值，并取整数，作为净浆抗折强度测试结 果。 2 . 7 . 3 . 2 净浆抗压强度按式 ( 2 ) 计算: 尺 p_。 = = 1 ) _ 04厂 “ . . . . . . . . . . . . . “ . . . l 乙 ) j 式中:r l净浆抗压强度， 公斤/ 厘米2 ， 尸破坏荷重， 公斤， s-受压面积，即4 x 8 . 2 5 = 2 5 厘米z 从六个抗压强度试验结果中，以最大四个数字的平 均值并取整 数作为净浆抗压强度测试结果。 dz 23- 8 8 附录a 水泥浆凝固强度侧定方法 ( 参考件) 水泥自 加水成浆起，即初具流动性， 历经稠化过程，逐渐失 塑，开始初凝及至 终凝， 稠化 阶段乃 告结束，进人固化，随即不断增长机械强度，称为硬化阶段。一般水泥标准规定凝结时间的测定及龄 期强度( 如3 、 7 , 2 8 天) 检验指标，提供设计、施工参考，对终凝以 后到初始强度测试龄期之间一段时 间内的演变发展，是不予测 定的。然而，地勘水泥对扫孔强度的时值要求比较严格，透孔过早过迟与 强度偏高偏低，均易导致事 故或损失。而灌注水泥浆强度的增长，因水泥品种不同，和气候、温差、 水质影响，以及水灰比、 外掺剂、 环境条件变化而差别很大， 无从规定统一的强度初始测试龄期指标。 因此需要在继测定水泥浆 终凝以 后，连续测定其凝固 强度增长时值，以 确定抗压强度相应测试龄期和 初始测试时间。从而决定扫孔最佳强度时值，及时透 孔。 a. 1 仪器 轻型组合式 凝固强度测定仪 ( 图a1 )，除主件部分外，均由轻金属制成，整 体由底座1 、可折 叠支 架2 与能在支架框4 中自由滑动的试杆3 构成。支架框可用升降螺栓5 调整高 度， 松紧 螺丝1 0 用 来调节试杆高低。 试杆上附有指针9 。框架两侧装有量程为。 一 7 0 毫米的标尺8 ， 指示试杆下降距 离。 试杆a端向上，为直 径6 1 0 . 2 0 毫米圆柱体7 ，供测试凝固强度加荷 祛码6 的定位中 心。b 端向下， 其螺孔可拧装直径1 . 1 3 士 0 . 0 2 ，长2 5 毫米的试针1 1 。试针必须用经过 热处理的优质钢丝制成， 针端平 齐，表面光洁， 不得弯曲。整个滑动部分总重为3 0 0 士2 克， 另备有总重为4 0 0 0 克的分级祛码一组，作 为加荷附件。 【二 j 七 之 勺 r 1 1 0 1 一 底 座 ; 6一 硅 码 ; 图 a1 2 一 支 架 ， 凝固强度测定仪 3一试杆，4 一支架框， 7一圆柱休带 8一标尺i 9 一指针 1 1 一 试 针 5一升降螺栓; 1 0 一松紧螺丝， dz 23一83 凝固强度试模 ( 图 a2 )为上口内径1 0 0 士5 毫米，下口 内径1 1 。 土5 毫米，高 2 5 土2 毫米的空心 圆锥体，由硬质塑料或耐蚀金属制 成。1 2 0 毫米x 1 2 0 毫米x5 毫米玻璃片若干块。 另备水养护容器一 具 。 a . 2 测试方法 将试模底部涂抹薄黄油一层，紧压在擦过机油的玻璃片上备用。校正仪器，使 试针顶端接触玻璃 板面时，指针正好对准零点。 称取水泥试 样4 5 0 克，加水2 2 5 毫升用拌和锅 ( 图a3 ) 与拌和铲 ( 图a4 )配浆，分装于三个试 模中，齐口刮平，加盖玻璃片。在养护箱内 静置至终凝，移人空的养护容器中， 沿试模外壁缓慢倾注 清水，使整个试模浸没在水内养护。注意避免搅动水泥浆， 待水泥终凝，取出试模， 用清水冲洗表面 浮灰。置于试针下，使与水泥浆表面接触， 拧紧螺丝，固定试杆。由轻到重逐渐增加祛码，然后突然 拧松螺丝，任试针压人浆体，直至凝固后的浆 体强度足以荷承试杆及珐码重量而试针压人浆体深度小 于2 毫米为度。 逾此，即为强度不到，按前一 级祛码重量计值，继续浸水养护。以后每隔2 0 一 3 0 分钟 重复测试， 作好 记录，以达到 要求为止。 每次测试时，应稍稍移动试模，不使试针落入原孔。同时测试三个试件，试毕将试针擦净。 图 a2 凝固强度试模 卜一一 4 a o o一-一 一 1 图a3 搅拌in 图 a4 拌和铲 a. 3 结果评定 按三个试件测得的荷承压人强度平均值计算凝固 强度及累 计时间: 只+c r匕 = s 式中: 尺 净浆凝固强度，克/ 毫米2 ， p c 加 荷 硅码 总 重 ， 克 ; c 试杆，包括试针重量，克， s 试针端面截面积，1 毫米z a. 4 水泥净桨强度 初始及相应测试龄期的 确定 自加水调浆起，至水泥 浆终凝以后