水运工程材料工程试验考试复习资料(水泥部分)

1、1 水泥一、基本理论1、水泥定义：硅酸盐水泥是指以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料（05%石灰石或粒化高炉矿渣）共同磨细制成的水硬性胶凝材料。2、水泥分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥硅酸盐水泥（P·和P·），其中P·不掺混合材料，P·掺混合材料；普通硅酸盐水泥（P·O），615%混合材料，其中掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%，掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量的10%；矿渣硅酸盐水泥（P·S），其中粒化高炉矿渣掺量，按质量百分比计为20%70%；火山灰质硅酸盐水泥（P·P），其中火山灰质混合材料掺量按质

2、量百分比计为20%50%；粉煤灰硅酸盐水泥（P·F），其中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%40%；复合硅酸盐水泥（P·C）。3、水泥熟料矿物组成及特性性能指标熟料矿物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝结硬化时间快慢最快快28d水化热多少最多中强度早期高低低低后期高高低低港工混凝土质量控制标准规定，采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥时其熟料中C3A含量宜在6%12%范围内，含量适当增大对保护钢筋阻止锈蚀有利。4、主要技术指标（1）强度等级：采用水泥胶砂强度检验方法，测定水泥胶砂3d和28d的抗折强度和抗压强度。根据测定结果，硅酸盐水泥分为42.5，42.5R，52.5

3、，52.5R，62.5，62.5R等6个强度等级。普通硅酸盐水泥增加32.5及32.5R等级但无62.5及62.5R等级。水泥强度等级是由规定龄期的水泥胶砂抗折强度和抗压强度两项指标来确定的。水泥凝结硬化过程分四阶段：起始期、诱导期、加速期、衰退期。水泥的强度主要取决于水泥熟料矿物成分的相对含量和水泥的细度。受温湿度、龄期、加水量、试件尺寸、试验方法等多个因素的影响。（2）细度：细度是指水泥的粗细程度。硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg，其它80m方孔筛筛余不得超过10%。（3）凝结时间：初凝时间：从加水拌合起至水泥浆开始失去塑性所需的时间；终凝时间：从加水拌合起至水泥浆完全失去塑性并开始

4、产生结构强度所需的时间。硅酸盐水泥：初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h；其它水泥：初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。（4）标准稠度用水量：指水泥净浆达到所规定稠度时所需的拌合水量，它以拌合水占水泥质量的百分率来表示。硅酸盐水泥一般在24%30%之间。（5）水泥的体积安定性：指水泥在凝结硬化过程中体积均匀变化的性能。水泥硬化后若产生不均匀的体积变化，称为体积安定性不良。沸煮法检验必须合格。（6）不溶物：型硅酸盐水泥不得超过0.75%，型硅酸盐水泥不得超过1.50%。（7）烧失量：型硅酸盐水泥不得大于3.0%，型硅酸盐水泥不得大于3.5%，普通硅酸盐水泥不得大于5.0%。（8）

5、氧化镁：不宜超过5.0%，如水泥经压蒸安定性试验合格，允放宽到6.0%。（9）三氧化硫：矿渣水泥不得超过4.0%，其它水泥不得超过3.5%。（10）碱含量：按Na2O+0.658K2O计算值表示。低碱水泥不得大于0.60%或由供需双方商定。（11）水化热：水泥熟料矿物的水化是放热反应，在水化过程中放出的热量为水化热。5、检验规则及取样方法出厂按同品种、同强度等级编号和取样。120万吨生产能力以上的，不超过1200吨为一编号；60万吨120万吨的，不超过1000吨为一编号；30万吨60万吨的，不超过600吨为一编号；10万吨30万吨的，不超过400吨为一编号；10万吨以下的，不超过200吨为一编

6、号。散装水泥，按500t为一批，随机从不少于三个车罐中采取等量水泥，经混拌均匀后称取不少于12kg；袋装水泥，按200t 为一批，取样应有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位取等量样品，总量不少于12kg。6、废品与不合格品的判定废品：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合标准规定时，均为废品。不合格品：（硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥）细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定或混合材料掺量超过最大限量和强度低于商品等级要求时为不合格品。水泥包装中水泥品种等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品；7、交货验收交货时如以实物试验结果为依据的，按GB12573进行取

7、样20kg，一式两份，一份由卖方保存40天，另一份买方进行试验。交货时由水泥厂检验报告为依据的，抽取的试样双方签封后保存三个月，三个月内如买方有疑问，则双方将签封的试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁试验。 二、主要试验1 水泥标准稠度、凝结时间、安定性（GB/T1346-2001）仪器设备：净浆搅拌机、沸煮箱、湿气养护箱（温度控制在20±1，湿度大于90%）、天平（称量1000g，感量1g）、雷氏夹、净浆标准稠度与凝结时间测定仪、量水器（150ml，最小刻度0.5ml）。准备工作：首先将天平调零，检查拌机是否运转正常，控制时间有无偏差，标准稠度测定仪的金属棒能

8、否自由滑动，试杆接触玻璃板时指针对准标尺零点，雷氏夹两根指针应平行不得弯曲、锈蚀，雷氏夹弹性值应在17.5±2.5mm之间，一切检查正常方可试验。试验步骤：1）水泥净浆拌制：用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5s10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。2）标准稠度测定：拌和结束后,立即将拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中.用小刀插捣,轻轻振动数次,刮去多余的净浆

9、;抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在试杆下,降低试杆直至与水泥净浆表面接触拧紧螺丝1s2s后,突然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm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），按水泥质量的百分比计。3）凝结时间的测定初凝时间的测定试件在湿气养护箱中养护至加水30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆的表面接触。拧紧螺丝1s2s后，突然放松，试针

10、垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针沉至距底板4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态；由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。终凝时间的测定为了准确观测试针沉入的状况，在终凝试针上安装了一个环形附件。在完成初凝试针的测定后，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，临近终凝时间时每隔15min测定一次，当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝时间，由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的

11、终凝时间，用“min”表示。测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准；在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁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，到达初凝或终凝时应立即重复一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝或终凝状态。每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕必须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。4）安定性的测定：安定性测定可以用试饼法也可用雷氏法，有争议时以雷氏法为准。将制好的净浆取出一部分分成两等份，使之呈球形，放在预先准备好擦过油的玻璃板上，轻轻振

12、动玻璃板用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动，做成直径7080mm，中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试件放入湿气养护箱养护24±2h。养护完毕，试饼法应先检查试饼是否完整，（如已开裂翘曲要检查原因，确证无外因时，试饼已属不合格不必沸煮）。当用雷氏法时，先测量试件指针尖端间的距离（A），精确到0.5mm。接着将试饼或雷氏夹、试件放入沸煮箱中的篦板上，雷氏夹指针朝上，在30±5min内加热至沸并恒沸3h±5min。数据结果判断：（1）安定性若为试饼，目测未发现裂缝，用直尺检查也没有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，该水泥的

13、安定性为不合格。若雷氏夹，测量试件指针尖端间的距离（C），记录至小数点后一位，两个试件煮后增加距离（CA）的平均值不大于5.0mm时，该水泥安定性为合格，当两个试件（CA）值相差超过4mm时，应重新试验一次。确定安定性不合格判为废品水泥。（2）凝结时间凝结时间的判断，初凝早于45min，判为废品。复合、普通、矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥的终凝迟于10h，硅酸盐水泥迟于390min，判为不合格品。2 细度（GB/T1345-2005）原理：采用45m方孔筛和80m方孔筛对水泥试样进行筛析试验，用筛上筛余物的质量百分数来表示水泥样品的细度。仪器设备：负压筛析仪、电子天平（200g，感量0.01g

14、）、筛子（筛孔0.080mm或0.045mm）。试验步骤：1）试验用筛保持清洁，负压筛应保持干燥。试验时，80m筛析试验称取试样25g，45m筛析试验称取试样10g。2）筛之前，先把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至40006000Pa范围内。3）称取试样精确到0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，放在筛座上，开始筛析仪连续筛2min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击，使试样落下，筛毕，用天平称量全部筛余物。数据结果计算处理： 1）水泥试样筛余百分数结果修正计算：其中：Fc=C·FRt¾水泥试样筛余质量；W¾水

15、泥试样的质量；F¾水泥试样修正前的筛余百分数；Fn¾标准样给定的筛余百分数；Ft¾标准样在试样筛上的筛余百分数；C¾试验修正系数；Fc¾水泥试样修正后的筛余百分数。2）每个样品称取两个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。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%）应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值作为最终结果。3）细度结果判断：对硅酸盐水泥，试样筛余百分数结果乘以修正系数后超过10.0%时，定为不合格品。3 胶砂强度试验（GB/T17671-1999）仪器设备：行星式水泥胶砂搅拌机、振实台、一个金属模套、

16、二个播料器、试模及刮平直尺、天平（1000g，感量1g）、量筒250ml、抗折机、抗压机。成型步骤：1）水泥称450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g。先把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置，然后立即开动机器，低速搅拌30s。在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。当各级砂是分装时，从最粗级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30s。2）停拌90s，在第一个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s。各搅拌阶段、时间误差应在±1s之内。3）胶砂制备后立即进行成型。振实台成型；将

17、空试模和模套固定在振实台上。用勺子从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模。装第一层时，每个槽内约放300g胶砂。用大播料器来回一次将料播平。振实60次，装入第二层胶砂后用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90°架在试模顶部的一端，用横向锯割动作慢慢移至另一端，一次将超出试模部分的胶砂刮去。用一直尺以近乎水平向将试体表面抹平。编号时应将试模中三条试体分在二个以上的龄期内。编号、龄期、破型日期写在试体两端。4）脱模及养护a）将试模放入养护箱养护，对24h龄期的应在破型试验前20min内脱模，对24h以上龄期应在成型后20-24h之间脱模。b）水中养护，试

18、件水平式或竖直放在20±1水中养护。水平放置时刮平面朝上。试件彼此相距一定间距。试件6个面接触水。水深大于试件表面5mm以上。不允许养护期间全部换水。养护池只养护同类水泥试件。5）抗折、抗压破型试验不同龄期强度试验在下列时间进行：24h±15min；48h±30min；72h±45min；7d±2h；28d±8h抗折强度破型试验步骤：1）调整抗折机零点，检查抗折夹具的三根圆柱是否能自由转动。2）应检查当天破型的编号、龄期、破型日期与原始记录本上的内容是否相符。试体从养护水池中取出后，先用湿布覆盖，破型时用抹布擦去水珠，刷去砂粒。3）试

19、体写字面对准操作者，检查上下面气孔，气孔多的一面向上作为加荷面，气孔少的一面向下作为受折面。4）试体放入夹具中，应使侧面与圆柱接触，并根据试体龄期和强度等级，将杠杆调整到一定的高度，使其在试体折断时杠杆尽可能接近平衡位置。5）加荷速度应控制在0.05±0.01kN/s范围内。数据结果处理：抗折强度计算结果精确到0.1MPa，抗折强度结果以3条试体平均值为准，当三个强度值中有一个超过平均值的±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。抗压强度试验步骤：1）根据试体的最大破坏荷载，合理选择测量范围。开机检查、调零。2）检查抗折三条试体的编号，龄期与原始记录内容是否相符。

20、检查三条试体抗折时，六个断块的尺寸受到压面长度方向小于6.25cm的断块应易除，不能做抗压试验。当剔除的断块超过两块时，此六个断块作废。3）清除抗压夹具上下压板的砂粒与杂物，试验时以试体的侧面为受压面，试体的底面紧靠夹具的定位销。加荷速度以2400N/s±200N/s均匀加荷直至破坏。4）试验完毕写好机器设备记录，试验结束后，立即关闭电源，清洁机器及夹具，涂上防锈油。数据结果处理：抗压强度计算结果精确到0.1MPa，以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如六个测量值中有一个超出六个平均值的±10%，剔除这个结果，以剩下五个的平均数为结果。如果5个测量值中再有超过它们平均数的10%的，则此组结果作废。注：1）整个试验结束后，样品保留3个月。2）在试验过程中，如仪器设备出现故障时，应立即停机检查，有备用仪器可继续检验，如需修理的应立即上报室主任处理。3）正在做抗折试验时，立即将未做抗折试验的试件放入水池中，将折断的试件用湿布盖好放到养护室里，如在破型时间内能使机器恢复正常，可继续试验，假如不能在破型时间内修复机器，试件作废重新试验。4）如突发停电，沸煮箱正在沸煮安性定，立即将试饼或雷氏夹移到锅炉内，放到煤气上继续沸煮。5）如停电时间较长，会影响养护池水温，在热天可在