水泥材料的标号与强度关系.doc

1水泥标号：是按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分（kgf/cm2），硅酸盐水泥、普通水泥的强度龄期为3d、28d，矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥的强度龄期为3d、7d、28d。强度的检验方法按水泥胶砂强度检验方法（GB17785）（简称GB法，此标准已于1999年5月1日废止）执行。各类水泥的强度共设275、325、425、425R、525、525R、625、625R和725R九个标号。强度等级：水泥强度等级也按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分，唯强度以MPa计。各类水泥的强度龄期统一为3d、28d。强度的检验方法按水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T176711999）（简称ISO法，此标准于1999年5月1日实施）执行。常用各类水泥的强度共设32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R八个等级。相应的产品新标准是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB1751999）、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥（GB13441999）和复合硅酸盐水泥（GB129581999）。这三项标准于1999年12月1日起实施。考虑水泥生产、检验及使用方面的实际情况，规定了为期1年的过渡期。过渡期内新老标准的水泥并行，从而实现平稳过渡。R型水泥属于快硬型,对3天强度有较高的要求。比如32.5 的三天强度要求为 抗压11.0 抗折 2.5； 32.5R 的三天强度要求为 抗压16.0 抗折 3.5； 28天强度要求是一样的 抗压32.5 抗折 5.5标号与强度等级关系：采用了不同的强度检验方法，即由GB法改为ISO法。经试验对比，老标准水泥采用GB法和ISO法的试验结果是：抗折强度差值不大；而抗压强度用ISO法检验的则普遍较用GB法检验的降低了大约一个强度等级。 名称简写主要成分代号硅酸盐水泥无硅酸盐水泥熟料、05混合材料、适量石膏P普通硅酸盐水泥普通水泥由硅酸盐水泥熟料、615混合材料、适量石膏PO矿渣硅酸盐水泥矿渣水泥由硅酸盐水泥熟料、2070粒化高炉矿渣、适量石膏PS火山灰质硅酸盐水泥火山灰水泥由硅酸盐水泥熟料、2050火山灰质混合材料、适量石膏PP粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰水泥由硅酸盐水泥熟料、2040粉煤灰、适量石膏磨PF复合硅酸盐水泥复合水泥由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏PC石灰石硅酸盐水泥无由硅酸盐水泥熟料、石灰石、适量石膏PL2混凝土标号：按标准方法制作、养护的边长为20cm的立方体标准试件，在28d龄期用标准试验方法所测得的抗压极限强度（kgf/cm2）。当采用非标准尺寸的试件时，应换算成标准试件的强度，换算系数分别是：边长15cm的立方体试件为0.95，边长10cm的立方体试件为0.90。混凝土的标号通常采用150、200、250、300、350、400、450、500、550、600。强度等级：按立方体试件抗压强度标准值划分。立方体试件抗压强度标准值则是指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体标准试件，在28d龄期用标准试验方法所测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不得超过5%，亦即保证率为95%。混凝土的强度等级采用混凝土（concrete）的代号C与其立方体试件抗压强度标准值的兆帕数表示，如立方体试件抗压强度标准值为50MPa的混凝土，其强度等级以“C50”表示。当采用非标准尺寸的试件时，应换算成标准试件的强度，换算系数分别是：边长200mm的立方体试件为1.05，边长100mm的立方体试件为0.95。混凝土的强度等级通常采用C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。强度等级为C60及其以上的混凝土属高强混凝土。标号与强度等级：两者主要差别在两个方面，一是所用标准试件尺寸不同，标号和强度等级所用立方体试件边长分别是200mm和150mm；二是取值方法的不同，强度等级有明确的统计概念，即强度标准值是强度总体分布中的平均值减去1.645倍标准差（从而使保证率为95%），而标号则没有明确的数理统计概念，据推算其保证率约在85%的水平上。考虑标准试件尺寸的变化和强度等级的数理统计定义，混凝土标号可近似换算为如表1所示的强度等级。3砌体铁路工程建筑物所用的砌体结构主要是石砌体和混凝土块砌体，它是由石材（片石、块石、粗料石）、混凝土砌块等块体（masonryunits，代号MU）和砌筑用砂浆（mortar，代号M）组成。3.1块体标号：石材标号是以边长为20cm的立方体试件在浸水饱和状态下的抗压极限强度表示，以kgf/cm2计。如200号石材其试件抗压极限强度即200kgf/cm2。当采用边长为7.07cm或5cm的立方体试件时，其抗压极限强度应分别乘以0.85或0.80的换算系数。铁路混凝土及砌石工程施工规范（TBJ21086）作此规定。由于石材的力学指标资料较缺乏系统性，相关规范中规定的换算系数很不一致。如国家标准砖石结构设计规范（GBJ373）中，若以边长为20cm的立方体试件为标准试件，则边长为0.7cm或0.5cm的立方体试件的换算系数的约为0.7或0.6。铁路工程常用的石材标号为200、300、400、500、600、700和800。混凝土砌块标号与混凝土标号含义相同，铁路工程混凝土砌块通常采用的标号为150、200、250和300。强度等级：石材强度等级是以边长为70mm的立方体试件在浸水饱和状态下的抗压极限强度表示，以MPa计，并冠以代号MU。如MU40的石材，其试件的抗压极限强度为40MPa。当采用边长为200mm、150mm、100mm或50mm的非标准立方体试件时，其抗压极限强度应分别乘以1.43、1.28、1.14或0.86的换算系数。铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范（TB1021097）即作此规定。这也是与现行国家标准砌体结构设计规范（GBJ388）一致的。铁路工程常用的石材强度等级为MU30、MU40、MU50、MU60、MU70、MU80和MU100。混凝土砌块强度与混凝土强度的含义相同，但表示其强度的符号应采用块体的代号“MU”，而不应采用混凝土的代号“C”。铁路工程常用的混凝土砌体强度等级应为MU15、MU20、MU25和MU30。标号与强度等级：采用边长为200mm的立方体试件所测得的抗压极限强度是石材标号，换算为边长70mm立方体试件的抗压极限强度（可用乘以换算系数1.43的方法求得此值）则是石材的强度等级。因此可近似认为：石材标号1.43=强度等级。如采用边长为200mm的立方体试件测得石材抗压极限强度为200kgf/cm2，则该石材标号为200号；其强度等级需换算为边长为70mm的立方体试件的抗压极限强度，即200kgf/cm2（20MPa）1.43=28.6MPa，强度等级为MU28.6。在实际工作中选择石材的最低强度时，可近似认为200号相当于MU30、400号相当于MU60；若将300号以MU30替代，其石材强度显然不足。虽然砌体结构的强度与砌块的强度不是线性比例关系，还与砂浆的强度有关，但也应引起足够重视。总之，石材标号与其强度等级的比值可视为11.43。3.2水泥砂浆标号：水泥砂浆标号是以边长为7.07cm的立方体试件，在标准条件下养护28d的抗压极限强度表示，以kgf/cm2计。如200号水泥砂浆其试件抗压极限强度为200kgf/cm2。铁路工程常用水泥砂浆标号为50、75、100、150、200。铁路混凝土及砌石工程施工规范（TBJ21086）即作此规定。强度等级：水泥砂浆强度等级是以边长为70.7mm的立方体试件在标准条件下养护28d的抗压极限强度表示，以MPa计，并冠以代号M。如M20的水泥砂浆，其试件抗压极限强度为20MPa。铁路工程常用水泥砂浆强度等级为M5、M7.5、M10、M15、M20。铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范（TB1021097）作此规定，与有关国家标准的规定相一致。铁路砌体工程中所用的砂浆强度等级要求：主体工程不得小于M10，一般工程不得小于M5。标号与强度等级：由于水泥砂浆是用作砌筑工程中的胶结料，其实际强度指标离散性较大，较缺乏统计方面的资料，且由于包括试件尺寸在内的强度试验方法没有变化，所以一般可认为50号相当于M5级、75号相当于M7.5级，其余类推，两者存在一一对应关系。水泥的细度、凝结时间、标号与强度、安定性等技术性能（1）细度细度是指水泥颗粒的粗细程度，对水泥的性质有很大影响。颗粒愈细，水泥水化反应愈快而且较完全，早期强度和后期强度都较高，但在空气中的硬化收缩较大，成本也较高。而水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。水泥颗粒粒径一般在00070.2mm范围内。（2）凝结时间水泥的凝结时间对施工有重要意义，水泥加水拌合（调和成标准稠度）到开始失去可塑性所需的时间称为初凝时间。已经初凝的水泥，塑性大为降低。水泥从加水到完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间称为终凝时间。已经终凝的水泥才初步具有强度。为了保证在施工中有足够的处理时间，并满足施工中操作的要求，通常要求水泥的初凝时间不宜过早而终凝时间不宜过迟。国家标准规定初凝时间不合格的水泥是废品水泥，终凝时间不合格的水泥为次品水泥。（3）标号与强度水泥的标号与水泥的强度是密切相关的。但二者的概念并不相同。标号是根据按国家标准强度检验方法测得的规定龄期的抗折强度和抗压强度确定的，即把水泥和标准砂以l：2.5的比例，加入规定数量的水按规定的方法制成4cm*4cm*16cm的水泥砂浆试件，按要求进行标准养护（温度为20士2水中），到规定龄期后，测其抗压、抗折强度来确定水泥的标号。水泥的标号越高，其强度也越高。（4）体积安定性体积安定性简称安定性，是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性。事实上，水泥遇水后，在凝结硬化的过程中，体积必然要发生变化，但变化不能太大并应保持均匀。水泥中如果含较多的游离氧化钙、游离氧化镁或三氧化硫，就能使水泥结构产生不均匀的体积膨胀，导致膨胀性裂缝，降低质量，甚至崩溃。国家标准规定体积安定性不合格的水泥是废品水泥，不得使用。（5）水化热水泥与水的作用为放热反应，随着硬化过程的进行，不断放出热量，这种热量称为水化热。水泥水化热的大小、放热的快慢，除了决定于水泥成分外，还与水泥的细度、水泥中掺混合材料及外加剂的品种、数量等有关。细度大的水泥放热量较多，放热速度也较快。水泥的水化热对施工应用有很大的影响。对于小断面小体积的混凝土构件的低温施工，水化热可加快其硬化速度。但对于水坝、大型基础等大体积混凝土工程、则由于水化热积聚在内部、不易散发，内部温度上升过高、致使混凝土产生内应力而开裂或破坏。故在大体积混凝土工程中，为降低水泥的放热量，宜采用低热水泥。外掺粉煤灰等掺合料或采用各种特殊的冷却方法，使内部温度不致上升过高。（6）MgO和SO3的含量MgO和SO3的含量过多时都会导致水泥硬化后发生体积膨胀性破坏，导致水泥结构开裂，甚至崩溃。所以国家标准规定MgO和SO3的含量超过标准含量时，水泥为废品水泥，不得出厂。安定性不合格的水泥的质量问题：（1）砌体部位：轻者砂浆达不到设计强度，重者砂浆几乎没有强度。随着砂浆中水分的析出干燥，砂灰变酥，用手指即可轻易扒下，墙体粘结强度远远达不到设计要求，甚至出现崩裂和损坏。（2）装饰工程：使用在内外墙裙、踢脚线、抹灰层、场地及地面工程的混凝土砂浆，轻者装饰层无强度、起皮、开裂、掉砂、起泡等，重者抹灰层出现大面积脱落、掉皮，或因经不起风雨的冲刷而在短期内毁坏。（3）混凝土工程：用于混凝土工程的板、梁、柱及预制构件处的混凝土材料，浇筑后凝结缓慢、无强度，随后便