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1、试验二 水泥常规试验分实验一、水泥净浆综合性能实验（本次实验不做）一、实验目的与要求掌握 GB/T 13462001 水泥标准稠度、凝结时间、安定性检验方法 ，正确使用仪器设备，并熟悉其性能。二、实验原理1、水泥标准稠度净浆对标准试杆（或试锥）的沉人具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加人的水量。 2、凝结时间以试针沉人水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。 3、试饼法是观测水泥标准稠度净浆试饼的外形变化程度。三、实验准备工作 l 、仪器（1）、水泥净浆搅拌机（2）、净浆标准稠度与凝结时间测定仪 （3）、沸煮箱：有效容积为 410240310mm
2、。蓖板结构应不影响试验结果，蓖板与加热器之间的距离大于 50mm 。箱内内层由不易锈蚀的金属材料制成，能在 305min 内将箱内的试验用水由室温升至沸点并稳定沸点状态 3h 以上，整个试验过程中不需补充水量。（4）、量水器：最小刻度为0.1 mL ，精度1。（5）、天平：精确至1g。（6）、标准养护箱：应能使温度控制在 203，湿度大于 90 。2 试样及用水 （l）、水泥试样应充分拌匀，通过0.9mm 方孔筛并记录筛余物情况，但要防止过筛时混进其它水泥。（2）、试验用水必须是洁净淡水，若有争议时可用蒸馏水。 3 温湿度条件（1）、试验室的温度为 1725，相对湿度大子 50 。养护箱温度
3、202，相对湿度90。（2）、水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度与试验室一致。四、操作步骤1、标准稠度的测定（1）、试验前必须做到 a）、维卡仪的金属棒能自由滑动； b）、调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点；c）、搅拌机运行正常。（2）、水泥净浆的拌制用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒人搅拌锅内，然后在 5s10s 内小心将称好的 500g 水泥加人水中，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人锅中间，接着高速搅拌 120s 停机。（3）、标准稠度用水量的测定步骤拌和完毕
4、，立即将拌好的净浆装入下面置于玻璃板上的试模内，用小刀插捣，振动数次，刮去多余的净浆；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人水泥净浆中。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 1.5 min 内完成。以试杆沉人净浆并距底板 6mm1 mm 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。2、凝结时间的测定（1）、测定前准备工作：调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。（2）
5、、试件的制备：以标准稠度用水量按步骤1制成标准稠度净浆一次装满试模，振动数次刮平，立即放人湿气养护箱中。记录水泥全部加人水中的时间作为凝结时间的起始时间。 （3）、 初凝时间的测定：试件在湿气养护箱中养护至加水后 30 min 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表面接触。拧紧螺丝 1s 25 后，突然放松，试针垂直自由地沉人水泥净浆。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 4mmlmm 时，为水泥达到初凝状态；由水泥全部加人水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。（4）、终凝时间的测定：为了准确观测试针沉人
6、的状况，在终凝针上安装了一个环形附件 （见图2）。完成初凝时间测定后 ，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，再放人湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔 15 min 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表面留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，由水泥全部加人水中至终凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“ min ”表示。（5）、注意事项：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人的位置至少要距试模内壁 10 mm 。临近初凝时，每隔 5 min测定
7、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测一次，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人原针孔，每次测试完毕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。3、安定性的测定（1）、测定前的准备工作每个样品需准备两块约 100mm100mm 的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油。（2）、试饼的成型方法将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹，做成直径 70 mm80 mm 、中心厚约 10 mm 、边缘渐薄、表面光滑的试饼
8、，接着将试饼放人湿气养护箱内养护 24h2h 。（3）、沸煮a）、调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在 30min5min 内升至沸腾。 b）、脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，然后在 30 min5 min 内加热至沸并恒沸 180 min 5 min 。c）、结果判别：沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲）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
9、时，该水泥的安定性为不合格。五、实验记录表1 水泥标准稠度用水量测定记录次数水泥的质量（g）水（mL）杆的下沉深度（mm）标准稠度12平均表2 水泥凝结时间测定记录次数称取水泥的质量（g）量取水（mL）开始加水时间h:min初凝时间h:min终凝时间h:min12平均/表3 水泥安定性测定记录（试饼法）次数沸煮前试件测定沸煮前试件测定结果判断12结论分实验二 水泥胶砂流动度一、实验目的1、掌握GB / T 24192005水泥胶砂流动度的检验方法；2、正确使用仪器并熟悉性能。二、实验原理胶砂流动度是人为规定水泥砂浆处于一种特定的和易状态，它反映的出水泥胶砂的可塑性。用流动度来控制加水量，使胶砂
10、物理性能的测试准确可比，用流动度来控制水泥胶砂强度成型加水量，所测得的水泥强度与混凝土强度之间有较好的相关性。胶砂流动度是通过规定的流动度跳桌来确定，单位mm。三、实验仪器材料1、实验仪器：胶砂搅拌机符合 GB 177 有关规定。水泥胶砂流动度测定仪（简称跳桌）。试模：用金属材料制成，由截锥圆模和模套组成。截锥圆模内壁应光滑，尺寸为：高度600.5mm ; 上口内径700.5mm ; 下口内径1000.5mm ; 下口外径120mm ; 模套与截锥圆模配合使用。捣棒：用金属材料制成，直径为200.5 mm，长度约 200mm。 捣棒底面与侧面成直角，其下部光滑，上部手柄滚花。卡尺：量程为200
11、mm，分度值不大于0.5 mm。小刀：刀口平直，长度大于80mm 。2、试验材料及条件一次试验用的材料数量为：水泥450g，标准砂1350g，水225g，水泥试样、标准砂和试验用水应符合 GB 177 有关规定。试验条件应与 GB 177 有关规定一致。四、实验操作步骤 1、跳桌在试验前先进行空转，以检验各部位是否正常。2、胶砂制备按 GB 177 有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。3、将拌好的胶砂分两层迅速装入流动试模，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
12、捣棒由边缘至中心均匀捣压 15 次，如图 1 ；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约 20 mm ，用小刀划 10 次再用捣棒由边缘至中心均匀捣压 10 次，如图 2 。捣压力量应恰好足以使胶砂充满截锥圆模。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，不要使其移动。4、捣压完毕，取下模套，用小刀由中间向边缘分两次将高出截锥圆模的胶砂刮去并抹平，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，约每秒钟一次，在 30 1s 内完成 30 次跳。5、跳动完毕，用卡尺测量胶砂底面最大扩散直径及与其垂直的直径，计算平均值，取整数
13、，用单位表示。即为该水量的水泥胶砂流动度。流动度试验，从胶砂拌和开始到测量扩散直径结束，应在 6min 内完成。6、电动跳桌与手动跳桌测定的试验结果发生争议时，以电动跳桌为准。图1图2五、操作注意事项 1、胶砂搅拌结束后应立即进行流动度测定，装模、压捣等制样工作应在2min 内完成，若不及时进行检验，流动度随时何延长而减小。2、湿度的影响：在流动度试验的全过程中，试套和滚轮表面抹上优质机油，以保持光洁度。3、压捣时用力要均匀，力量大小要适当，捣棒应垂直。用力大了，可能造成截锥下边泌水，流动度结果就小；用力小了，砂浆捣实不好，有空洞，发散、振动时不是往下塌落，而是散落直径无法测量。因此，要多多练
14、习，用力适当、合理捣实，否则流动度不准，得不出真实数据。4、润滑： 在操作中必须在跳桌的凸轮、推杆、轴正常。5、跳桌在使用前应先空跳一次犷以检查跳桌是否验室搅拌锅、截锥模和圆柱捣棒都要求有一定的湿度。操作中差别太大，有的把抹布拧得特别干，有的随便拧一下，有的干脆不拧，带水擦锥模和搅拌锅，为统一操作，抹布不要拧得特别干，但是也不能带水擦，要适度拧一下就可以了。6、试验室搅拌锅、跳桌台面、试模内壁、捣棒及与胶砂强度。如温度偏高，将造成水泥标号的虚假，温度偏低，强度发挥慢，测试结果偏低。养护箱的篦板要经常检查是否水平，如不水平要及时调平，以防养护时试模中胶砂向低的一方流动，使试体出现一头高、一头低的
15、现象，使试体强度测定结果不准确。六、实验记录及结果处理表1 胶砂流动度实验记录次数水泥的质量（g）水（mL）标准砂的质量（g）胶砂流动度（mm）12平均分实验三 水泥机械强度的测定水泥的强度在使用中具有重要的意义。水泥强度是指水泥试体在单位面积上所承受的外力，它是水泥的主要性能指标。水泥是混凝土的重要胶结材料，水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源。检验水泥各龄期强度，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号。水泥强度检验主要是抗折与抗压强度检验。图1 测试原理示意图一、实验目的(1)、学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；(2)、分析影响水泥胶砂
16、强度测试结果的各种因素。二、实验原理1、抗折在水泥胶砂试体抗折强度测试中，两支承圆柱的中心距离L0.1m；试样宽度b0.04m；试样高度l0.04m。代人材料抗折强度计算公式则中得Rf2.34P。采用电动抗折仪进行测定，其测试原理如图1所示。在这种情况下，力矩M与各量的关系为：M1PLlM2SL2M3SAM4QB平衡状态时M1M2即PSL2L1M3M4即SBQA由于仪器设定为：力臂L1l长度单位(1cm)，Al长度单位(1cm)；L25长度单位(5cm)，Al，B10长度单位(10cm)。则P=50Q Rf=117Q应当注意的是，水泥胶砂试体是由晶体、胶体、未完全水化的颗粒、游离水和气孔等组成
17、的不均质结构体。而且在硬化过程的不同龄期，试体内晶体、胶体、未完全水化的颗粒等所占的比率不同，导致试体的强度也不相同。因此，水泥胶砂试体不是均质弹性体，而是“弹粘塑性体”，用上式计算出的强度不完全代表水泥胶砂试体的真实抗折强度值，但这种近似值已能满足工程测试的要求。2、抗压强度检验抗压强度一般采用轴心受压的形式。按定义，其计算公式为：式中RC为抗压强度，MPa；A为受压面积，m2；P为作用于试体的破坏荷重，kN。在水泥胶砂试体抗压强度测试中，用抗折试验后的两个断块立即进行抗压试验，因此试体的受压面积：A0.04m0.04m2。三、实验器材(1)、JJ195B型水泥胶砂搅拌机，如图2所示。图2
18、JJ195B型水泥胶砂搅拌机1电机；2联轴套；3蜗杆； 4砂罐；5传动箱盖；6蜗轮；7齿轮；8主轴；9齿轮； 10传动箱；1l内齿轮；12偏心座：13行星齿轮；14搅拌叶轴；15调节螺母；16搅拌叶；17搅拌锅；18支座；9底座；20手柄；21立柱图3 ZS15型水泥胶砂振实台1定位套：2止二动器；3凸面；4台面；5凸轮；6红外线 (2)、ZS15型水泥胶砂振实台，如图185所示。振实台应安装在高度约为400mm的混凝土基座上。需防外部振动影响振动效果时，可在整个混凝土基座上放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。 (3)、试模：试模由三个水平的模槽组成(如图4所示)，可同时成型三条截面为40mm4
19、0mml60mm的棱形试体。图4 试模 (4)、播料器和金属刮平尺：为控制料层厚度和刮平胶砂应备有两个播料器和一金属刮平直尺。(5)、自动抗折仪。(6)、抗压强度试验机。四、实验条件及对材料的要求(1)、实验室温度为(202)，相对湿度为50。(2)、养护箱温度为(201)，相对湿度为90，养护水的温度为(201)。(3)、ISO基准砂： SiO2含量不低于98的天然圆形硅质砂；(4)、水泥：当试验水泥从取样至试验要保持24h以上时，应把它贮存在基本装满和气密的容器里，这个容器应不与水泥起反应。(5)、水：试验可用饮用水，仲裁试验或其他重要试验可用蒸馏水。五、试验步骤1、试体成型(1)、将试模
20、擦净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。胶砂的质量配合比应为1份水泥、3份标准砂和0.5份水(水灰比为0.50)。一锅胶砂成3条试体，每锅材料需要量见表工85所示。(2)、先使搅拌机处于待工作状态，然后再按以下的程序进行操作。把量好的水225(精确1mL)加入锅里，再加人称好的水泥450(精确1g)，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动搅拌机，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。把机器转至高速再拌30s，停拌90s，在第1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮人锅中间，在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应
21、在ls以内。(3)、胶砂制备后应立即进行成型。预先将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，再振实60次。再装入第二层胶砂，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90o的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。最后在试模上标记。2、试体养护(1)、脱模前的养护：将试模放人养护箱养护温度(203)，相对湿度大于90。一直养护
22、到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号，对两个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的3条试体分在两个以上龄期内。(2)、脱模：对于24h龄期的，应在破型试验前20min内脱模；对于24h以上龄期的，应在成型后2024h之间脱模。脱模应小心，以免损伤试体。对于已确定作为24h龄期试验的已脱模试体，应用湿布覆盖至做试验时为止。(3)、水中养护：将编号的试体立即水平放在(201)水中养护，放置时刮平面应朝上。试体之间间隔和试体上表面的水深不得小于5mm。注意：试体放置的箅子不宜用木料制成，每个养护池只养护同类型的水泥试体，在允许在养护期间全部换水，水量不够时可加水至恒
23、定水位。3、强度试验(1)、各龄期的试体必须按表1规定时间进行强度试验。表1测定时间与龄期的关系龄 期时 间龄 期时 间24h24h土15min7d7d土2h48h48h土30min28d28d士8h72h72h土45min(2)、除2 4 h 龄期或延迟至4 8 h 脱模的试体外，任何到龄期的试体应在试验( 破型) 前1 5 m i n从水中取出。揩去试体表面沉积物， 并用湿布覆盖至试验为止。(3)、抗折强度测定：擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面杂物试体一个侧面放在抗折仪的支撑圆柱上，通过加荷，圆柱以(5010)N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。记
24、录抗折强度值。(4)、抗压强度测定：抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验。抗压试验须用抗压夹具进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在0.5mm内，整个加荷过程中应以(2400200)Ns的速率均匀地加荷直至破坏，记录抗压强度值(记录至0.1MPa)并进行水泥强度的计算：抗折强度：抗折强度计算，精确至0.1MPa。以一组3个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当3个强度值中有超出平均值10时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。抗压强度：抗压强度计算，精确至0.1MPa。以一组3个棱柱体上得到的6个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如6个测定值中有1个超出6个平均值的10，就应剔除这个结果，而以剩下5个的平均数为结果。如果5个测定值中再有超过它们平均值10的，则此组结果作废，应重做这组试验。六、试验记录及结果处理1、水泥胶砂强度试验记录表2水泥胶砂强度试验记录项目次数3d抗折/MPa3d抗压/KN3d抗压/MPa12平均