水运工程材料工程试验考试复习资料(水泥部分).doc

共 96 页 第 22 页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（0～5%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·Ⅰ和 P·Ⅱ） ，其中 P·Ⅰ不掺混合材料，P·Ⅱ掺混合材料；普通硅酸盐水泥（P·O） ，6～15%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熟料矿物性能指标C3S C2S C3A C4AF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 中早期 高 低 低 低强度后期 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，52.5，52.5R，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 80μm 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 10h4）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：Ⅰ型硅酸盐水泥不得超过 0.75%，Ⅱ型硅酸盐水泥不得超过 1.50%7）烧失量：Ⅰ型硅酸盐水泥不得大于 3.0%，Ⅱ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）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%共 96 页 第 23 页（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 12kg6、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 5s～10s 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;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 1s～2s 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 1s～2s 后，突然放松，试针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，为水泥达到初共 96 页 第 24 页凝状态；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，轻轻振动玻璃板用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动，做成直径 70～80mm，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（C－A）的平均值不大于 5.0mm 时，该水泥安定性为合格，当两个试件（C－A）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 45μm 方孔筛和 80μm 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） 、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，80μm 筛析试验称取试样 25g，45μm 筛析试验称取试样 10g2）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4000～6000Pa 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： %10WRFt %10tnFC共 96 页 第 25 页其中：Fc=C·FRt水泥试样筛余质量；W水泥试样的质量；F水泥试样修正前的筛余百分数；Fn标准样给定的筛余百分数；Ft标准样在试样筛上的筛余百分数；C试验修正系数；Fc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、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 30s2）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；将空试模和模套固定在振实台上用勺子从搅拌锅。