I. 水泥稠度用水量的测定
一.目的意义
水泥净浆标准稠度是为使水泥凝结时间、体积安定性等的测定具有准确的可比性而规定的,在一定测试方法下达到统一规定的稠度。达到这种稠度时的用水量为标准稠度用水量。通过本实验测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量,作为水泥的凝结时间、安定性试验用水量的标准。
实验的目的: ① ② ③
进一步了解标准稠度、标准稠度用水量的概念 测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量
分析标准稠度用水量对水泥凝结时间、体积安定性等的影响。
二.基本原理
水泥标准稠度净浆对标准试杆(或试锥)的沉入具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性,以确定标准稠度净浆中所需加入的水量。水泥标准稠度用水量的测定有标准法和代用法两种方法。目前通用方法为标准法。 三.实验器材
1. 标准法测定水泥标准稠度用水量
采用标准法时,测定水泥标准稠度和凝结时间的维卡仪如图1
所示。其
中的试杆和试针如图2所示。标准稠度的试杆有效长度为(50±1)mm,直径为φ(10.00±0.05)试针[图2(a)]。测定凝结是按取下试杆,用试针代替试杆。试针由钢制成,如图2(b)、(c)所示,其有效长度初凝针为(50±1)mm,终凝针为(30±1)mm,直径为φ(1.13±0.05)mm的圆柱体。滑动部分的总质量为(300±1)g。与试杆、试针联结的滑动杆表面应光滑,能靠重力自由下落,不得有紧涩和晃动现象。采用代用法时,维卡仪则应符合JC/T727要求。
盛水泥净浆试模的底内径为(75.0±0.5)mm,顶内径为(65.0±0.2)mm,高(40.0±0.2)mm。每个试模应配备一个大于试模,厚度≥2.5mm的平板玻璃底板。
2. 水泥净浆搅拌机
ISO国际通用型净浆搅拌机如图3所示。主要由搅拌锅、搅拌叶片。传动机构和控制系统组成(图4)。搅拌叶片在搅拌锅内作旋转方向相反的公转和自转,并可在竖直方向调节。搅拌锅可以升降,传动结构保证搅拌叶片按规定的方向和速度运转,控制系统具有按程序自动控制与手动控制两种功能[自动控制程序为:慢速(120±3)s,停拌(15±1)s,快速(120±3)s]。搅拌叶片转速见表1-1。
搅拌时叶片与锅底,锅壁的最小间隙为(2±1)mm。
表1-1 搅拌叶片转速
搅拌速度 慢速 快速
四.试验步骤
搅拌叶片
公转速度/(r/min)自转速度/(r/min)
62±5 140±5 125±10 285±10
1.标准法测定水泥标准稠度用水量
① 试验前必须检查仪器金属杆应能自由滑动,试杆至试模顶面位置时,指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。且实验室温度为(20±2)℃,相对湿度不低于50%。水泥试杆、拌和水、仪器和用具的温度与实验室一致。
② 搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,首先将拌和水倒入搅拌锅内,然后将称好的500g水泥试样置于搅拌锅内。拌和时,先将锅放到搅拌机锅座上,升至搅拌位置,开动机器,慢速搅拌120s,停拌15s,接着快速搅拌120s后停机。
③ 拌和完毕,立即将水泥净浆一次装入已置于玻璃底板的试模中,用小刀插捣,并振动数次,刮去多余净浆,抹平后,迅速将试模和底板移动到维卡仪上,并将其中心定在试杆下。将试杆降至与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝1~2s后,然后突然放松,让试杆垂直自由沉入水泥净浆中。到试杆停止下沉或释放试杆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。以标准试杆沉入净浆并距底板(6±1)mm时的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量极为该水泥的标准稠度用水量(P),按水泥质量百分比计。
④ 如下沉深度超出范围,需另称试样,调整水量,重做试验,直至达到标准试杆沉入净浆距底板(6±1)mm时为止。
2.代用法测定水泥标准稠度用水量
① 试验前必须检查仪器金属棒应能自由滑动,调整试锥接触试模顶面时应能对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。 ② 水泥净浆制备同标准法。
③ 采用代用法测定水泥标准稠度用水量时有调整水量和固定水量两种方法,如有争议时以调整水量法为准。采用调整水量法时拌和水量按经验找水,采用固定水量法时拌和水量为142.5mL。
④ 拌和完毕,立即将拌制好的水泥净浆一次性装入锥型试模中,用小刀插捣,并振动数次,刮去多余净浆,抹平后,迅速将试模放到试锥下面的固定位置上。将试锥降至水泥净浆表面,拧紧螺丝1~2s后,突然放松,让试锥垂直自由
沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30s时,记录试锥下沉的深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 五.结果及评定
1.标准法
以标准试杆沉入净浆并距底板(6±1)mm时的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),以水泥质量百分数计。
P=
2.代用法
采用调整水量测定方法时,当试锥下沉深度达到规定值S时[S=(28±2)mm],净浆的稠度即为标准稠度。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P),以水泥质量百分数计。如下沉深度超出范围,需另称试样,调整水量,重做实验,直至达到(28±2)mm时为止。
采用固定水量方法测定时,根据测得的试锥下沉深度S(mm),可按式(1-2)计算标准稠度用水量P(%)。
P=33.4-0.185S (1-2) 当试杆下沉深度S小于13mm时,应改用调整水量方法测定。
当采用两种方法所测得的标准稠度用水量发生争议时,以调整水量法为准。
拌和用水量
×100% (1-1)
水泥质量
II.水泥净浆凝结时间的测定
一.目的意义
水泥从加水到开始失去流动性所需的时间称为凝结时间。凝结时间快慢直接影响到混凝土的浇筑和施工进度。测定水泥达到初凝和终凝所需的时间可以评定是水泥的可施工性,为现场施工提供参数。
本试验的目的:
① 进一步了解水泥初凝和终凝的概念 ② 测定水泥凝结所需的时间 ③ 分析凝结时间对施工质量的影响
二.基本原理
水泥凝结时间用净浆标准稠度与凝结时间测定仪测定。当试针在不同凝结程度的净浆中自由沉落时,试针下沉的深度随凝结程度的提高而减小。根据试针下沉的深度就可判断水泥的初凝和终凝状态,从而确定初凝时间和终凝时间。 三.实验器材
① 标准稠度与凝结时间测定仪(见图1) ② 试模:采用的试模如图1(a)所示
③ 试针:如图2(b)、(c)所示
④ 湿气养护箱:应能使温度控制在(20±1)℃,相对湿度不低于90%。
四.实验步骤
① 将试模内侧稍涂上一层油,放在玻璃板上,调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准标尺零点。
② 水泥净浆的拌制。搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,首先将按标准稠度用水量量取的水倒入搅拌锅内,然后将称好的500g水泥试样加入搅拌锅内。当水泥全部加入水中的同时记下时间,该时间作为凝结时间的起始时间。然后进行拌和制成标准稠度净浆(慢速搅拌120s,停拌15s。再快速搅拌120s后停机)。之后,将标准稠度净浆立即一次装入试模,用小刀插捣,振动数次,刮平,立即
放入湿气养护箱内。
③ 对通用水泥,试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。对特种水泥,则应根据经验确定第一次测定时间间隔。
④ 测定时,从养护箱中取出试模放到试针下,降低试针与净浆面接触[图5(a)],拧紧螺丝1~2s后突然放松,使试针垂直自由地沉入净浆,观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针沉入净浆中距底板(4±1)mm时,即为水泥达到初凝状态。
最初测定时应轻轻扶持金属杆,使试针徐徐下降,以防撞弯,但结果以自由下落为准;在整个测试过程中试针贯入的位置至少要距试模内壁10mm。临近初凝时,每个5min测定一次。每次测试完毕应将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内,测定全过程中要防止试模受到振动。
⑤ 在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上取下,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,每个15min测定一次。为了准确观测试针沉入状况,在终凝针上安装一个环形附件。当试针沉入0.5mm时,即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时,为水泥达到终凝状态。
到达初凝或终凝状态时应立即重复测一次,当两次结论相同时才能定为达到初凝或终凝状态。 五.结果与评定
由水泥全部加入水中至试针沉入净浆中距底板(4±1)mm时,所需时间为水泥的初凝时间[图5(b)],用“min”表示。
由水泥全部加入水中至终凝状态时所需的时间为水泥的终凝时间[图5(c)],用“min”表示。
III.水泥安定性的测定
一.目的意义
反映水泥硬化后体积变化均匀性的指标称为水泥的体积安定性。简称水泥安定性。
在水泥和水后的硬化过程中,一般都会发生体积变化。如果这是因为水泥中的某些有害成分的作用,则水泥、混凝土硬化后,在水泥石内部会产生剧烈的不均匀体积变化,使建筑物混凝土内产生破坏应力,导致建筑物强度下降。若破坏应力
超过建筑物的强度,就会引起建筑物开裂、崩溃。倒塌等严重质量事故。所以测定水泥的安定性是十分重要的。
安定性的测定有雷氏夹法(标准法)和试饼法(代用法)两种方法。试饼法是通过观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来减压水泥的体积安定性。雷氏夹法是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值来检验水泥的体积安定性。如有争议时以雷氏夹法为准。
本实验的目的:
① 进一步了解水泥体积安定性的概念 ② 学习水泥体积安定性的测试方法 ③
分析影响水泥体积安定性的因素 二.基本原理
无论是试饼法还是雷氏夹法,其实质都是通过观察水泥净浆试体沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性,基本原理是一样的。
水泥中游离氧化钙在常温下水化速度缓慢,随着温度的升高,水化速度加快。预养后的水泥净浆试件经3h沸煮后,绝大部分游离氧化钙已经水化。由于游离氧化钙水化产生体积膨胀,因此对水泥的安定性产生影响。根据煮沸后试饼变形情况或试件膨胀值即可判断水泥安定性是否合格。 三.实验器材
1. 雷氏夹膨胀值测量仪
雷氏夹膨胀值测量仪是由支架、标尺、底座等零件组成,如图6所示。
雷氏夹由铜质材料制成,其结构如图7所示。
2. 沸煮箱
主要由箱盖、内外箱体、箱蔑、保温层、管状加热器、管接头、铜热水嘴、水封槽、罩壳、电器箱等组成。FZ-31型沸煮箱如图8所示。
四.试验步骤
安定性的测定有试饼法和雷氏夹法两种方法,其试验步骤分述如下。
(一)、 雷氏夹法(标准法)
1. 测定前的准备工作
测试前需对雷氏夹进行检验。将其一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上,另一根指针的根部再挂上300g的砝码,两根指针针尖的距离增加应在(17.5±2.5)mm范围内,且当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。否则雷氏夹不合格,不可用于安定性测试。每个雷氏夹需配备质量为75~85g的玻璃两块,每个试样需成型两个试件。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要稍稍涂上一层油。
2. 水泥标准稠度净浆的制备
用标准稠度用水量加水,按水泥净浆拌制规定操作方法制成标准稠度净浆。
3. 试件的准备方法
将预先准备好的雷氏夹放在已稍稍涂上一层油的玻璃板上,并立即将已制备好的标准稠度净浆装满试模。装模时一只手轻轻扶持试模,向下压住雷氏夹的两根指针的焊接点处;另一只手用宽约10mm的小刀均匀地插捣数次,然后抹平,盖上稍稍涂油的玻璃板,接着立即将试模移至湿气养护箱内,养护(24±2)h。
4. 沸煮
①沸煮前,事先调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都没过试件,不要中途添补试验用水,同时有保证能在(30±5)min内升温至沸腾。 ②脱去玻璃板,取下试件。先测量试件雷氏夹的指针尖端间的距离(A),将带试件的雷氏夹放在膨胀值测量仪的垫块上,指针朝上。放平后在指针尖端标尺读数,精确到0.5mm。
③接着将试件放入水中篾板上,雷氏夹的指针朝上,试件之间互不交叉,然后在(30±5)min内升温至沸开,并恒沸(180±5)min。
5. 结果判别
沸煮结束,即放掉沸煮箱中的水,打开水箱盖,待箱体冷却到室温,取出试样,测量雷氏夹指针尖端间的距离(C),记录小数点后一位,然后计算膨胀值。 当两个试件沸煮后所增加的距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格。
当同组两个试件的(C-A)值相差超过4.0mm时,应用同一样品立即重做一次试验,再如此,则认为该水泥不合格,表1-2所示。
表1-2 水泥判别标准
水泥
编号 A B C D
雷氏夹号 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0
沸前指针距离A/mm 12.0 11.0 11.0 11.5 12.0 12.0 12.5 11.0
沸后指针距离
C/mm
15.0 14.5 14.0 18.0 14.0 19.0 18.0 17.0
增加距离(C-A)
/mm
3.0 3.5 3.0 6.5 2.0 7.0 5.5 6.0
平均值/mm 3.2 4.8 4.5 5.8
两个结果差值(C-A)/mm
0.5 3.5 5.0 -
结果判别 合格 合格 重做 不合格
(二)、 试饼法(代用法) 1. 测定前的准备工作
每个试样需准备两块尺寸(长×宽)为100mm×100mm的玻璃板。每个试样需成型两个试件。与水泥净浆接触的玻璃板表面要稍稍涂上一层油。
2. 水泥标准稠度净浆的制备
按标准稠度用水量加水,按水泥净浆拌制规定操作方法制成标准稠度净浆。
3. 试件的准备方法 将已制备好的标准稠度净浆取出一部分,分成两等份,用刀具抹成球形,放在预先准备好的玻璃板上,并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、表面光滑的试样,接着将试样饼放入湿气养护箱内,养护(24±2)h。
4. 沸煮
①沸煮前,事先调好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都没过试件,不要中途添补试验用水,同时有保证能在(30±5)min内升温至沸腾。 ②脱去玻璃板,取下试样。
③首先检查试饼是否完整,如试饼有弯曲、崩溃、裂纹(开裂、翘曲)现象时,要查明原因,如确证无其他原因时,该试饼已属于不合格,则不必沸煮。在经检查过的试饼没有发现任何缺陷的情况下,方可将试饼放在沸煮箱的水中篾板上,然后在(30±5)min内升温至沸开,并恒沸(180±5)min。
5. 结果判别
沸煮结束,即放掉沸煮箱中的水,打开水箱盖,待箱体冷却到室温,取出试样,如目测未发现裂纹,用直尺检查也没有弯曲,则此试饼为安定性合格;反之为不合格。当两个试饼判别有矛盾时,则该水泥的安定性为不合格。
I. 水泥稠度用水量的测定
一.目的意义
水泥净浆标准稠度是为使水泥凝结时间、体积安定性等的测定具有准确的可比性而规定的,在一定测试方法下达到统一规定的稠度。达到这种稠度时的用水量为标准稠度用水量。通过本实验测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量,作为水泥的凝结时间、安定性试验用水量的标准。
实验的目的: ① ② ③
进一步了解标准稠度、标准稠度用水量的概念 测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量
分析标准稠度用水量对水泥凝结时间、体积安定性等的影响。
二.基本原理
水泥标准稠度净浆对标准试杆(或试锥)的沉入具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性,以确定标准稠度净浆中所需加入的水量。水泥标准稠度用水量的测定有标准法和代用法两种方法。目前通用方法为标准法。 三.实验器材
1. 标准法测定水泥标准稠度用水量
采用标准法时,测定水泥标准稠度和凝结时间的维卡仪如图1
所示。其
中的试杆和试针如图2所示。标准稠度的试杆有效长度为(50±1)mm,直径为φ(10.00±0.05)试针[图2(a)]。测定凝结是按取下试杆,用试针代替试杆。试针由钢制成,如图2(b)、(c)所示,其有效长度初凝针为(50±1)mm,终凝针为(30±1)mm,直径为φ(1.13±0.05)mm的圆柱体。滑动部分的总质量为(300±1)g。与试杆、试针联结的滑动杆表面应光滑,能靠重力自由下落,不得有紧涩和晃动现象。采用代用法时,维卡仪则应符合JC/T727要求。
盛水泥净浆试模的底内径为(75.0±0.5)mm,顶内径为(65.0±0.2)mm,高(40.0±0.2)mm。每个试模应配备一个大于试模,厚度≥2.5mm的平板玻璃底板。
2. 水泥净浆搅拌机
ISO国际通用型净浆搅拌机如图3所示。主要由搅拌锅、搅拌叶片。传动机构和控制系统组成(图4)。搅拌叶片在搅拌锅内作旋转方向相反的公转和自转,并可在竖直方向调节。搅拌锅可以升降,传动结构保证搅拌叶片按规定的方向和速度运转,控制系统具有按程序自动控制与手动控制两种功能[自动控制程序为:慢速(120±3)s,停拌(15±1)s,快速(120±3)s]。搅拌叶片转速见表1-1。
搅拌时叶片与锅底,锅壁的最小间隙为(2±1)mm。
表1-1 搅拌叶片转速
搅拌速度 慢速 快速
四.试验步骤
搅拌叶片
公转速度/(r/min)自转速度/(r/min)
62±5 140±5 125±10 285±10
1.标准法测定水泥标准稠度用水量
① 试验前必须检查仪器金属杆应能自由滑动,试杆至试模顶面位置时,指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。且实验室温度为(20±2)℃,相对湿度不低于50%。水泥试杆、拌和水、仪器和用具的温度与实验室一致。
② 搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,首先将拌和水倒入搅拌锅内,然后将称好的500g水泥试样置于搅拌锅内。拌和时,先将锅放到搅拌机锅座上,升至搅拌位置,开动机器,慢速搅拌120s,停拌15s,接着快速搅拌120s后停机。
③ 拌和完毕,立即将水泥净浆一次装入已置于玻璃底板的试模中,用小刀插捣,并振动数次,刮去多余净浆,抹平后,迅速将试模和底板移动到维卡仪上,并将其中心定在试杆下。将试杆降至与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝1~2s后,然后突然放松,让试杆垂直自由沉入水泥净浆中。到试杆停止下沉或释放试杆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。以标准试杆沉入净浆并距底板(6±1)mm时的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量极为该水泥的标准稠度用水量(P),按水泥质量百分比计。
④ 如下沉深度超出范围,需另称试样,调整水量,重做试验,直至达到标准试杆沉入净浆距底板(6±1)mm时为止。
2.代用法测定水泥标准稠度用水量
① 试验前必须检查仪器金属棒应能自由滑动,调整试锥接触试模顶面时应能对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。 ② 水泥净浆制备同标准法。
③ 采用代用法测定水泥标准稠度用水量时有调整水量和固定水量两种方法,如有争议时以调整水量法为准。采用调整水量法时拌和水量按经验找水,采用固定水量法时拌和水量为142.5mL。
④ 拌和完毕,立即将拌制好的水泥净浆一次性装入锥型试模中,用小刀插捣,并振动数次,刮去多余净浆,抹平后,迅速将试模放到试锥下面的固定位置上。将试锥降至水泥净浆表面,拧紧螺丝1~2s后,突然放松,让试锥垂直自由
沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30s时,记录试锥下沉的深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 五.结果及评定
1.标准法
以标准试杆沉入净浆并距底板(6±1)mm时的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),以水泥质量百分数计。
P=
2.代用法
采用调整水量测定方法时,当试锥下沉深度达到规定值S时[S=(28±2)mm],净浆的稠度即为标准稠度。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P),以水泥质量百分数计。如下沉深度超出范围,需另称试样,调整水量,重做实验,直至达到(28±2)mm时为止。
采用固定水量方法测定时,根据测得的试锥下沉深度S(mm),可按式(1-2)计算标准稠度用水量P(%)。
P=33.4-0.185S (1-2) 当试杆下沉深度S小于13mm时,应改用调整水量方法测定。
当采用两种方法所测得的标准稠度用水量发生争议时,以调整水量法为准。
拌和用水量
×100% (1-1)
水泥质量
II.水泥净浆凝结时间的测定
一.目的意义
水泥从加水到开始失去流动性所需的时间称为凝结时间。凝结时间快慢直接影响到混凝土的浇筑和施工进度。测定水泥达到初凝和终凝所需的时间可以评定是水泥的可施工性,为现场施工提供参数。
本试验的目的:
① 进一步了解水泥初凝和终凝的概念 ② 测定水泥凝结所需的时间 ③ 分析凝结时间对施工质量的影响
二.基本原理
水泥凝结时间用净浆标准稠度与凝结时间测定仪测定。当试针在不同凝结程度的净浆中自由沉落时,试针下沉的深度随凝结程度的提高而减小。根据试针下沉的深度就可判断水泥的初凝和终凝状态,从而确定初凝时间和终凝时间。 三.实验器材
① 标准稠度与凝结时间测定仪(见图1) ② 试模:采用的试模如图1(a)所示
③ 试针:如图2(b)、(c)所示
④ 湿气养护箱:应能使温度控制在(20±1)℃,相对湿度不低于90%。
四.实验步骤
① 将试模内侧稍涂上一层油,放在玻璃板上,调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准标尺零点。
② 水泥净浆的拌制。搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,首先将按标准稠度用水量量取的水倒入搅拌锅内,然后将称好的500g水泥试样加入搅拌锅内。当水泥全部加入水中的同时记下时间,该时间作为凝结时间的起始时间。然后进行拌和制成标准稠度净浆(慢速搅拌120s,停拌15s。再快速搅拌120s后停机)。之后,将标准稠度净浆立即一次装入试模,用小刀插捣,振动数次,刮平,立即
放入湿气养护箱内。
③ 对通用水泥,试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。对特种水泥,则应根据经验确定第一次测定时间间隔。
④ 测定时,从养护箱中取出试模放到试针下,降低试针与净浆面接触[图5(a)],拧紧螺丝1~2s后突然放松,使试针垂直自由地沉入净浆,观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针沉入净浆中距底板(4±1)mm时,即为水泥达到初凝状态。
最初测定时应轻轻扶持金属杆,使试针徐徐下降,以防撞弯,但结果以自由下落为准;在整个测试过程中试针贯入的位置至少要距试模内壁10mm。临近初凝时,每个5min测定一次。每次测试完毕应将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内,测定全过程中要防止试模受到振动。
⑤ 在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上取下,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,每个15min测定一次。为了准确观测试针沉入状况,在终凝针上安装一个环形附件。当试针沉入0.5mm时,即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时,为水泥达到终凝状态。
到达初凝或终凝状态时应立即重复测一次,当两次结论相同时才能定为达到初凝或终凝状态。 五.结果与评定
由水泥全部加入水中至试针沉入净浆中距底板(4±1)mm时,所需时间为水泥的初凝时间[图5(b)],用“min”表示。
由水泥全部加入水中至终凝状态时所需的时间为水泥的终凝时间[图5(c)],用“min”表示。
III.水泥安定性的测定
一.目的意义
反映水泥硬化后体积变化均匀性的指标称为水泥的体积安定性。简称水泥安定性。
在水泥和水后的硬化过程中,一般都会发生体积变化。如果这是因为水泥中的某些有害成分的作用,则水泥、混凝土硬化后,在水泥石内部会产生剧烈的不均匀体积变化,使建筑物混凝土内产生破坏应力,导致建筑物强度下降。若破坏应力
超过建筑物的强度,就会引起建筑物开裂、崩溃。倒塌等严重质量事故。所以测定水泥的安定性是十分重要的。
安定性的测定有雷氏夹法(标准法)和试饼法(代用法)两种方法。试饼法是通过观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来减压水泥的体积安定性。雷氏夹法是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值来检验水泥的体积安定性。如有争议时以雷氏夹法为准。
本实验的目的:
① 进一步了解水泥体积安定性的概念 ② 学习水泥体积安定性的测试方法 ③
分析影响水泥体积安定性的因素 二.基本原理
无论是试饼法还是雷氏夹法,其实质都是通过观察水泥净浆试体沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性,基本原理是一样的。
水泥中游离氧化钙在常温下水化速度缓慢,随着温度的升高,水化速度加快。预养后的水泥净浆试件经3h沸煮后,绝大部分游离氧化钙已经水化。由于游离氧化钙水化产生体积膨胀,因此对水泥的安定性产生影响。根据煮沸后试饼变形情况或试件膨胀值即可判断水泥安定性是否合格。 三.实验器材
1. 雷氏夹膨胀值测量仪
雷氏夹膨胀值测量仪是由支架、标尺、底座等零件组成,如图6所示。
雷氏夹由铜质材料制成,其结构如图7所示。
2. 沸煮箱
主要由箱盖、内外箱体、箱蔑、保温层、管状加热器、管接头、铜热水嘴、水封槽、罩壳、电器箱等组成。FZ-31型沸煮箱如图8所示。
四.试验步骤
安定性的测定有试饼法和雷氏夹法两种方法,其试验步骤分述如下。
(一)、 雷氏夹法(标准法)
1. 测定前的准备工作
测试前需对雷氏夹进行检验。将其一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上,另一根指针的根部再挂上300g的砝码,两根指针针尖的距离增加应在(17.5±2.5)mm范围内,且当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。否则雷氏夹不合格,不可用于安定性测试。每个雷氏夹需配备质量为75~85g的玻璃两块,每个试样需成型两个试件。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要稍稍涂上一层油。
2. 水泥标准稠度净浆的制备
用标准稠度用水量加水,按水泥净浆拌制规定操作方法制成标准稠度净浆。
3. 试件的准备方法
将预先准备好的雷氏夹放在已稍稍涂上一层油的玻璃板上,并立即将已制备好的标准稠度净浆装满试模。装模时一只手轻轻扶持试模,向下压住雷氏夹的两根指针的焊接点处;另一只手用宽约10mm的小刀均匀地插捣数次,然后抹平,盖上稍稍涂油的玻璃板,接着立即将试模移至湿气养护箱内,养护(24±2)h。
4. 沸煮
①沸煮前,事先调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都没过试件,不要中途添补试验用水,同时有保证能在(30±5)min内升温至沸腾。 ②脱去玻璃板,取下试件。先测量试件雷氏夹的指针尖端间的距离(A),将带试件的雷氏夹放在膨胀值测量仪的垫块上,指针朝上。放平后在指针尖端标尺读数,精确到0.5mm。
③接着将试件放入水中篾板上,雷氏夹的指针朝上,试件之间互不交叉,然后在(30±5)min内升温至沸开,并恒沸(180±5)min。
5. 结果判别
沸煮结束,即放掉沸煮箱中的水,打开水箱盖,待箱体冷却到室温,取出试样,测量雷氏夹指针尖端间的距离(C),记录小数点后一位,然后计算膨胀值。 当两个试件沸煮后所增加的距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格。
当同组两个试件的(C-A)值相差超过4.0mm时,应用同一样品立即重做一次试验,再如此,则认为该水泥不合格,表1-2所示。
表1-2 水泥判别标准
水泥
编号 A B C D
雷氏夹号 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0
沸前指针距离A/mm 12.0 11.0 11.0 11.5 12.0 12.0 12.5 11.0
沸后指针距离
C/mm
15.0 14.5 14.0 18.0 14.0 19.0 18.0 17.0
增加距离(C-A)
/mm
3.0 3.5 3.0 6.5 2.0 7.0 5.5 6.0
平均值/mm 3.2 4.8 4.5 5.8
两个结果差值(C-A)/mm
0.5 3.5 5.0 -
结果判别 合格 合格 重做 不合格
(二)、 试饼法(代用法) 1. 测定前的准备工作
每个试样需准备两块尺寸(长×宽)为100mm×100mm的玻璃板。每个试样需成型两个试件。与水泥净浆接触的玻璃板表面要稍稍涂上一层油。
2. 水泥标准稠度净浆的制备
按标准稠度用水量加水,按水泥净浆拌制规定操作方法制成标准稠度净浆。
3. 试件的准备方法 将已制备好的标准稠度净浆取出一部分,分成两等份,用刀具抹成球形,放在预先准备好的玻璃板上,并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、表面光滑的试样,接着将试样饼放入湿气养护箱内,养护(24±2)h。
4. 沸煮
①沸煮前,事先调好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都没过试件,不要中途添补试验用水,同时有保证能在(30±5)min内升温至沸腾。 ②脱去玻璃板,取下试样。
③首先检查试饼是否完整,如试饼有弯曲、崩溃、裂纹(开裂、翘曲)现象时,要查明原因,如确证无其他原因时,该试饼已属于不合格,则不必沸煮。在经检查过的试饼没有发现任何缺陷的情况下,方可将试饼放在沸煮箱的水中篾板上,然后在(30±5)min内升温至沸开,并恒沸(180±5)min。
5. 结果判别
沸煮结束,即放掉沸煮箱中的水,打开水箱盖,待箱体冷却到室温,取出试样,如目测未发现裂纹,用直尺检查也没有弯曲,则此试饼为安定性合格;反之为不合格。当两个试饼判别有矛盾时,则该水泥的安定性为不合格。