项目水泥性能检测重点主讲叶承敏课件

项目3水泥性能检测（重点）主讲:叶承敏§典型工作任务1水泥细度的筛析试验§典型工作任务2水泥标注稠度用水量试验§典型工作任务3水泥凝结时间测定试验（重点）§典型工作任务4水泥安定性试验§典型工作任务5水泥胶砂强度试验（重点、难点）项目3水泥性能检测目录§3.5.1通用硅酸盐水泥的强度等级（重点）§3.5.2强度试验原理§3.5.3水泥胶砂流动度测定§3.5.4水泥胶砂强度试验（难点）

典型工作任务5水泥的胶砂强度试验目录水泥强度是水泥的主要技术性质，是评定其质量的主要指标。强度等级按3d和28d的抗压强度和抗折强度来划分，有代号R的为早强型水泥。硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。3.5.1通用硅酸盐水泥的强度等级品种强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸盐水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.5≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.5为提高水泥早期强度，我国现行标准将水泥分为普通型和早强型（或称R型）两个型号。早强型水泥3d的抗压强度较同强度等级的普通型强度提高10%～24%；早强型水泥的3d抗压强度可达28d抗压强度的50%。水泥混凝土路面用水泥，在供应条件允许时，应尽量优先选用早强型水泥，以缩短混凝土养护时间，提早通车。3.5.1通用硅酸盐水泥的强度等级3.5.2强度试验原理我国现行标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB17671－1999）规定：将水泥、标准砂及水按规定的比例（水泥：标准砂：水＝1：3：0.5），用规定方法制成40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准条件（24h之内在温度20℃±1℃，相对湿度不低于90％的养护箱或雾室内，24h后在20℃±1℃的水中）下养护，测定其3d和28d的抗折强度和抗压强度相对湿度：空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。并按照3d强度的大小分为普通型和早强型（用R表示）。用抗折强度试验机以中心加荷法测定抗折强度。在折断后的棱柱体上进行抗压试验，受压面是试体成型时的两个侧面，面积为40mm×40mm。3.5.2强度试验原理强度测定方法有两种主要用途，即合格检验和验收检验。火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定。当流动度小于180mm时，须以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180mm。胶砂流动度试验是通过测量一定配比的水泥胶砂在规定振动状态下的扩展范围来衡量其流动性。胶砂流动度试验按GB/T2419《水泥胶砂流动度测定方法》进行，其中胶砂制备按GB/T17671进行。3.5.2强度试验原理1.仪器设备（1）试验筛（2）搅拌机（3）水泥胶砂流动度测定仪(简称跳桌)（4）试模（5）捣棒（6）卡尺（7）小刀（8）天平3.5.3水泥胶砂流动度测定行星式搅拌机3.5.3水泥胶砂流动度测定跳桌结构示意图单位：mm1-机架；2-接近开关；3-电机；4-凸轮；5-滑轮；6-推杆；7-圆盘桌面；8-捣棒；9-模套；10-截锥圆模。3.5.3水泥胶砂流动度测定凸轮示意图单位：mm3.5.3水泥胶砂流动度测定2.跳桌的安装和润滑、检定（1）跳桌宜通过膨胀螺栓安装在已硬化的水平混凝土基座上。基座由容重至少为2240kg/m3的重混凝土浇筑而成，基部约为400mm×400mm见方，高约690mm。（2）跳桌推杆应保持清洁，并稍涂润滑油。圆盘与机架接触面不应该有油。凸轮表面上涂油可减少操作的摩擦。（3）跳桌安装好后，采用流动率标准样（JBW01-1-1《水泥胶砂流动度标准样》）进作检定，测得标样的流动度值如与给定的流动度值相差在规定范围内，则该跳桌的使用性能合格。3.5.3水泥胶砂流动度测定方孔边长（mm）累计筛余（%）方孔边长（mm）累计筛余（%）方孔边长（mm）累计筛余（%）2.01.607±51.00.533±567±50.160.0887±599±13.ISO基准砂颗粒分布砂的筛析试验应用有代表性的样品来进行，每个筛子的筛析试验应进行至每分钟通过量小于0.5g为止。砂的湿含量是在105～110℃下用代表性砂样烘2h的质量损失来测定，以干基的质量百分数表示，应小于0.2％。

3.5.3水泥胶砂流动度测定4.试验过程1）.如跳桌在24h内未被使用，先空跳一个周期25次。2）.制备胶砂：（1）配合比胶砂的质量配合比应为一份水泥、三份标准砂和半份水(水灰比为0.5)。每锅材料需要量为：通用硅酸盐水泥（450±2）g，标准砂（1350±5）g，水（225±1）ml。（2）配料（3）搅拌3.5.3水泥胶砂流动度测定4.试验过程3）.在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭用具。4）.将拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次。捣压后胶砂应略高子试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二分之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，使其不移动。3.5.3水泥胶砂流动度测定a-第一层捣压位置示意图b-第二层捣压位置示意图捣压位置示意图3.5.3水泥胶砂流动度测定4.试验过程5）.捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起。立刻开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25s±1s内完成25次跳动。6）.流动度试验，从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。3.5.3水泥胶砂流动度测定5.结果与计算跳动完毕，用卡尺测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，取整数，单位为毫米。该平均值即为该水量的水泥胶砂流动度。3.5.3水泥胶砂流动度测定1.仪器设备（1）试验筛：（2）搅拌机：（3）试模（4）振试台（5）抗折强度试验机（6）抗压强度试验机（7）抗压强度试验机用夹具2.材料的准备与“水泥胶砂流动度测定”相同3.5.4水泥胶砂强度试验锯割式刮平方向典型的试模单位:mm3.5.4水泥胶砂强度试验典型的播料器和金属刮平尺单位:mm3.5.4水泥胶砂强度试验1—突头；2—凸轮；3—止动器；4—随动轮典型的振试台单位:mm3.5.4水泥胶砂强度试验抗折强度测定加荷图单位:mm3.5.4水泥胶砂强度试验1—滚珠轴承；2—滑块；3—复位弹簧；4—压力机球座；5—压力机上压板；6—夹具球座；7—夹具上压板；8—试体；9—底板；10—夹具下垫板；11—压力机下压板典型的抗压强度试验夹具3.5.4水泥胶砂强度试验3.胶砂制备4.试件的制备（1）尺寸应是40mm×40mm×160mm的棱柱体。（2）用振试台成型5.试件的养护6.抗折强度测定7.抗压强度测定3.5.4水泥胶砂强度试验8.抗折强度的确定抗折强度按下式计算：

（MPa）式中Ff——折断时施加于棱柱体中部的荷载(N)；

L——支撑圆柱之间的距离（mm）；

b——棱柱体正方形截面的边长（mm）。3.5.4水泥胶砂强度试验1.抗折强度的确定结果评定：以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有一个超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。计算精确至0.1MPa。3.5.4水泥胶砂强度试验9..抗压强度的确定抗压强度按下式计算：

(MPa)式中Fc——破坏时的最大荷载(N)；A——受压部分面积(mm)(40mm×40mm=1600mm)。3.5.4水泥胶砂强度试验2.抗压强度的确定结果评定：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。如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。计算精确至0.1MPa。3.5.4水泥胶砂强度试验

三、水泥砂胶砂强度试验水泥胶砂搅拌机水泥胶砂试模水泥胶砂振实台

拓

展电动抗折试验机压力试验机

1、抗折强度的确定抗折强度按下式计算：（Mpa）式中Ff-折断时施加于棱柱体中部的荷载（N）；L-支撑圆柱之间的距离（mm）；b-棱柱体正方形截面的边长（mm）

结果评定：以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有一个超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。拓

展

三、水泥砂胶砂强度试验2、抗压强度的确定抗压强度按下式计算：（Mpa）式中：Fc-破坏时最大的荷载部（N）；A-受压部分的面积（mm2）（40×40=1600mm2）

结果评定：以一组三个棱柱体得到的六个抗压强度测定值得算术平均值为试验结果。

如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%时，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果，如果五个测定值再有超过它们平均数10%的，则此组结果作废。

计算精确至0.1Mpa。四、石

膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。石膏制品优点：质量轻、抗火、隔音、绝热、生产工艺简单、资源丰富。用途：内墙、吊顶等。

1、

石膏的分类及生产

1）石膏种类根据石膏中硫酸钙含有结晶水的多少不同可分为：（1）二水石膏（ＣaSO4·2H2O）：是生产建筑石膏的主要原料。来源：①天然石膏矿，又称为软石膏或生石膏；②化工石膏：含有大量ＣaSO4·2H2O的化学工业副产品。四、石

膏（2）无水石膏（ＣaSO4）：结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。来源：①天然石膏矿，即硬石膏；②二水石膏高温后煅烧后的产物。（3）半水石膏（ＣaSO4·1/2H2O）也称熟石膏或建筑石膏。来源：由生石膏加工而成的，根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。四、石

膏2）、建筑石膏的生产建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到107℃～170℃，可产生β型建筑石膏：

（二水石膏） （β型半水石膏）125℃条件下压蒸（0.13MPa大气压）加热可产生α型建筑石膏：

（二水石膏） （α型半水石膏）四、石

膏α型半水石膏与β型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此又称为高强石膏。当加热温度超过170℃时，可生成无水石膏，只要温度不超过200℃，此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。四、石

膏2、建筑石膏的水化与硬化建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：四、石

膏随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。因为二水石膏溶解度仅为半水石膏的溶解度1/5，故二水石膏以胶体微粒自水中析出。四、石

膏石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。四、石

膏3建筑石膏的技术性质

1）、等级及质量标准：建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。并按强度和细度分为优等品、一等品和合格品。具体技术要求见GB9776-1988。“土木工程材料P34表3-2”）建筑石膏产品的标记顺序为产品名称、抗折强度、标准号。例如，抗折强度为2.5MPa的建筑石膏标记为建筑石膏2.5GB9776四、石

膏2）、建筑石膏的特性（１）凝结硬化速度快建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间不小于为6min左右，终凝时间不超过30min，在室内自然干燥条件下，一星期左右完全硬化，这对于普通工程施工操作十分方便。有时需要操作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等。四、石

膏（２）凝结硬化时的膨胀性建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀（0.05%~0.15%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。四、石

膏（３）硬化后的孔隙率大，表观密度、强度低建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化过程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间形成孔隙，造成石膏内部的大量微孔（孔隙率50%~60%），使其重量减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为８00kg／ｍ3～1000kg／ｍ3，抗压强度约为３ＭPa～5ＭPa。建筑石膏粉易吸潮，储存和运输必须防潮，储存时间不超过3个月。四、石

膏（