水泥模块Word文档下载推荐.docx
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4CaO·
Al2O3·
Fe2O3+7H2O=3CaO·
6H2O+CaO·
Fe2O3·
H2O（胶体）
石膏与部分水化铝酸钙反应，生成难溶的水化硫铝酸钙的针状晶体。
水化硫铝酸钙的存在，延缓了水泥的凝结时间。
（钙矾石）
综上所述，硅酸盐水泥水化反应后，生成的水化产物有胶体和晶体，其结构称为水泥凝胶体。
水化产物水化硅酸钙、水化铁酸钙的胶体和水化铝酸钙、水化铁酸钙、、水化硫铝酸钙、氢氧化钙的晶体，主要水化产物水化硅酸钙的胶体。
（2）凝结与硬化
塑性失去，强度产生，洛赫尔三阶段理论来解释：
1 加水至初凝：
水化产物小，数量少，呈可塑状态。
2 初凝至24h：
水化加快，水化物大量形成，各颗粒交错连接成网，水泥凝结。
3 24h至水化结束：
石膏耗尽，结构致密，强度提高。
水泥的水化和硬化过程是连续的。
水化是凝结硬化的前提,而凝结硬化是水化的结果。
凝结标志着水泥浆失去流动性而具有了塑性强度，硬化则表示水泥浆固化后的网状结构具有了机械强度。
5.1.3、硅酸盐水泥的技术性质和技术标准
（一）化学性质与标准
1、氧化镁含量水泥中氧化镁水化慢，生成物体积膨胀，含量不宜超过5.0%。
2、三氧化硫含量水泥中三氧化硫（石膏掺入或含于原料中）的含量不得超过3.5%。
3、烧失量锻烧不理想或受潮，Ⅰ型硅酸盐水泥≤3.0%，Ⅱ型硅酸盐水泥≤3.5%。
4、不溶物残渣，影响粘结质量
（二）物理、力学性质
1、细度硅酸盐水泥比表面积勃氏法测定值应大于300m2/kg，细度是指水泥颗粒的粗细程度。
颗粒愈细，表面积愈大，因而水化较迅速，凝结硬化快，早期强度高，但硬化后体积收缩大。
而水泥颗粒过粗，不利于强度的发展。
2、标准稠度用水量指将水泥净浆调制成标准稠度时所需的水量。
标准稠度用水量是作为测定水泥的凝结时间和安定性等所用拌和水量的依据。
测试结果具有可比性。
各种水泥其值在23～31%之间。
采用试杆法测试，以试杆沉入净浆深度距底板6mm±
1mm为水泥浆的用水量，旧标准试锥法。
3、凝结时间（从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间）硅酸盐水泥初凝不早于45min，终凝不迟于6.5h。
分为初凝和终凝。
初凝时间为从水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；
终凝时间则为从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。
初凝不宜过早，以便有足够的时间完成混凝土和砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等施工操作；
国家标准规定硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min。
水泥的终凝不宜过迟，以使混凝土施工完毕后，尽快达到规定的强度，以利下一步施工的进行，国家标准规定硅酸盐水泥终凝时间≤390min。
4、体积安定性
危害：
在硬化中产生不均匀的体积变化，使水泥石产生膨胀裂纹、疏松、崩溃，影响工程质量，甚至引起事故。
原因：
过量的游离氧化镁和氧化钙或掺入过多的石膏所致。
控制措施：
（1）氧化镁和石膏由生产配料控制
（2）氧化钙由炉温控制，不易控制，用试验检测。
测试方法：
沸煮法
旧标准规定可用试饼法，也可用雷氏夹法。
新标准规定用雷氏夹法：
养护24±
2h，30min±
5min加热至沸，恒沸3h±
5min，测张口张开小于5mm，合格
规定：
六种通用水泥中MgO的含量不大于5.0%，SO3的含量不大于3.5%（矿渣水泥4.0%），安定性试验合格，则为合格品，否则为废品。
（GB/T1346—2001）
5、强度和强度等级（标号）
重要性：
一项重要的技术指标。
标准：
GB/T17671—1999
水泥：
标砂：
水=1：
3：
0.5制成160mm×
40mm×
40mm的试件，标准养护（20℃±
1℃，湿度大于90%）测3d、28d的抗压和抗折强度
注意问题：
（1）任一强度不得低于标准规定，否则为不合格，降级使用。
（2）等级中字母“R”代表早强型。
（3）标准规定的是这一强度按一定保障率的低值。
6、水化热
水泥在凝结硬化过程中放出的热量（化学热）称为水泥的水化热。
水化放热对大体积混凝土会有内热外凉的温度裂缝产生,是有害的，对建筑的冬期施工则是有利的。
7、废品与不合格品
（1）废品
水泥中，凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合国家标准规定的均视为废品。
（2）不合格品
水泥出厂后，凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合国家标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于规定时为不合格品。
水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产单位名称和出厂编号不全的也属于不合格品。
5.1.4包装、标志、运输与贮存
（1）包装
水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99%；
随机抽取20袋总质量（含包装袋）应不少于1000kg。
其它包装形式由供需双方协商确定，但有关袋装质量要求，应符合上述规定。
水泥包装袋应符合GB9774的规定。
（2）标志
水泥包装袋上应清楚标明：
执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净含量。
包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色，矿渣硅酸盐水泥采用绿色；
火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥采用黑色或蓝色。
（3）运输与贮存
水泥在运输与贮存时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮运中避免混杂。
5.2水泥试验
5.2.1水泥细度试验
1）试验目的
水泥的细度对水泥的凝结时间与强度都有重要影响，本次试验通过采用筛析法检验水泥的细度，从而保证水泥的活性，来判定水泥质量好坏。
2）参照的标准
《水泥细度检验方法筛析法》GB1345-2005。
（注：
对于采用比表面积法测定水泥细度的试验应参照《水泥比表面积测定方法—勃氏法》GB/T8074-2008）
3）试验原理
通过用45μm方孔筛或80μm方孔筛对水泥试样进行筛分析试验，用筛余（%）来表示水泥样品的细度。
4）主要仪器设备
（1）试验筛：
试验筛由圆形筛框和筛网组成，分负压筛、水筛和手工筛三种。
本试验采用负压筛，负压筛的结构尺寸见图11—1。
负压筛应附有透明筛盖，筛盖与筛上口应有良好的密封性。
筛网应紧绷在筛框上，筛网和筛框接触处应用防水胶密封，防止水泥嵌入。
1—筛网2—筛框1—喷气嘴2—微电机3—控制板开口4—负压表接口
5—负压源及收尘器接口6—壳体
图负压筛图负压筛析仪筛座示意图
（2）负压筛析仪：
由筛座、负压筛、负压源及吸尘器组成，其中筛座由转速为（30
±
2）r／min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体构成，见图11—2。
筛析仪负压可调范围为4000Pa～6000Pa。
喷气嘴上口平面与筛网之间距离为2mm～8mm，负压源和吸尘器由功率≥600w的工业吸尘器和小型旋风收尘筒组成，或用其他具有相当功能的设备。
（3）水筛架和喷头：
水筛架和喷头的结构尺寸应符合JC/T728规定。
（4）天平：
最小分度值不大于0.01g。
5）试验步骤
（1）试样准备：
试验前所用试验筛应保持清洁，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10g。
（2）负压筛析法
①筛析试验前，应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4000Pa～6000Pa范围内。
（如图所示）
图11-3负压筛析仪示意图
②称取水泥试样，精确至0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，
开动筛析仪连续筛析2min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击筛盖使试样落下。
③筛毕，用天平称量筛余物的质量。
④当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。
（3）水筛法
①筛析试验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转，并控制喷头底面和筛网之间距离为35mm～75mm。
②称取水泥试样，精确至0.01g，置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为0.05MPa±
0.02MPa的喷头连续冲洗3min。
③筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干并用天平称量筛余物。
（4）手工筛析法
①在没有负压筛析仪和水筛的情况下，允许用手工筛析法测定。
②称取水泥试样，精确至0.01g，倒入手工筛内，用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，往复摇动和拍打过程应保持近于水平状态。
拍打速度每分钟约120次，每40次向同一方向转动60°
，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.03g为止。
③筛毕，用天平称量筛余物。
（5）试验筛的清洗
试验筛必须经常保持洁净，筛孔通畅，使用10次后要进行清洗。
金属框筛、铜丝网筛清洗时应用专门的清洗剂，不可用弱酸浸泡。
6）结果评定
（1）水泥试样筛余百分数按下式计算（结果精确至0.1％）：
F=R0／W×
100％（11-1）
式中：
F——水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数（﹪）；
R0——水泥筛余物的质量，单位为（g）；
W——水泥试样的质量，单位为（g）。
（2）筛余结果修正，试验筛的筛网会在试验中磨损，因此筛析结果应进行修正。
修正时采用试验筛修正系数方法修正上述计算结果，修正的方法是将以上结果乘以该试验筛标定后得到的有效修正系数，即为最终结果。
修正系数的确定按GB／T1345—2005中附录A进行。
（3）合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，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。
（4）负压筛析法、水筛法与手工筛析法测定的结果发生争议时，以负压筛析法为准。
5.2.2水泥标准稠度、凝结时间和安定性试验
1）参照的标准
《水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验方法》GB/T1346—2011
2）试验要求
（1）试验用水必须是洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准。
（2）试验室工作时温度为20℃±
2℃，相对湿度应不低于50﹪；
标准养护箱的温度为20℃±
1℃，相对湿度应不低于90﹪。
试件养护池水温度应在20℃±
1℃范围内。
（3）水泥试样、标准砂、拌和用水、仪器和用具的温度应与试验室温度一致。
3）标准稠度用水量测定（标准法）
（1）试验目的
测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，为测定水泥的凝结时间和安定性提供依据。
（2）试验原理
水泥标准稠度净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定的阻力。
通过试验不同含水量的水泥净浆对试杆的阻力不同，以确定达到水泥标准稠度时所需加入的水量。
（3）主要仪器设备
①水泥净浆搅拌机
②标准法维卡仪：
如图11—4（a）所示。
标准稠度测定用试杆[见图11—4（c）]有效长度为（50±
1）mm，由直径为Ф（10±
0.05）mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。
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，不得有紧涩和旷动现象。
图测定水泥标准稠度和凝结时间用的维卡仪
盛装水泥净浆的试模[见图11—4（a）]应由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。
试模为深（40+0.2）mm、顶内径Ф（65±
0.5）mm、底内径Ф（75±
0.5）mm的截顶圆锥体。
每只试模应配一个大于试模、厚度≥2.5mm的平板玻璃底板。
③量筒或滴定管：
精度±
0.5mL。
②玻璃板，宽约25mm直边刀。
④天平：
最大称量不小于1000g，分度值不大于1g。
（4）试验步骤
①试验前必须做到维卡仪的金属棒能自由滑动；
调整至试杆接触玻璃板时指针应对准零点；
净浆搅拌机能正常运行；
试模和玻璃底板用湿布擦试。
②拌制水泥净浆用净浆搅拌机搅拌水泥净浆，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5~10s内小心将称好的500g水泥加入水中，注意防止水和水泥溅出；
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后停机；
③拌和结束后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余的净浆；
再从试模边沿轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。
在锯掉多余净浆的操作过程中，注意不要压实净浆；
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1～2s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。
（5）结果评定
以试杆沉入净浆并距底板（6±
1）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）。
水泥的标准稠度用水量，是指水泥净浆达到标准稠度时的用水量，以水占水泥质量的百分数表示。
如测试结果不能达到标准稠度，应增减用水量，并重复以上步骤，直至达到标准稠度为止
4）标准稠度用水量测定（代用法）
采用立即将拌制好的水泥净浆一次性装入已置于玻璃底板上的试模中，用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，其余操作过程同标准法。
此时可采用以下两种方法进行测定。
①调整水量法：
以试锥下沉深度30mm±
1mm时的净浆为标准稠度净浆。
②不变水量法:
测定时，根据测得的试锥下沉深度S（mm）。
按公式P=33.4-0.185S计算得到标准稠度用水量（P）。
注意：
试杆法和试锥法发生争议时，以试杆法即标准法为准。
5）凝结时间测定
水泥的凝结时间对工程施工具有重要意义，通过试验测定水泥的凝结时间，并确定其能否达到标准要求。
凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。
①水泥净浆搅拌机、试模、量水器和天平等仪器同标准稠度用水量的要求
见图所示，测定凝结时间时取下试杆，用试针代替试杆。
试针由钢制成，其有效长度初凝针为（50±
1）mm、终凝针为（30±
1）mm、直径为Ф（1.13±
0.05）mm的圆柱体。
与试杆、试针连接的滑动杆表面应光滑，能靠重力自由下落，不得有紧涩和旷动现象。
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试件的制备：
以标准稠度用水量制成标准稠度水泥净浆，一次装满试模，振动数次刮平，立即放入标准养护箱中。
记录水泥全部加入水中的时间为凝结时间的起始时间。
③初凝时间的测定：
试件在标准养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。
测定时，从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，拧紧螺钉l～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杆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。
④终凝时间的测定：
为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件[见图11—4（e）]。
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，再放入标准养护箱中继续养护，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，为水泥达到终凝状态；
由水泥全部加水至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。
⑤测定注意事项：
在最初测定的操作时应轻轻扶持金属杆，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下降为准；
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（或更短时间）测定一次，临近终凝时每隔15min（或更短时间）测定一次。
达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能确定到达初凝状态。
到达终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能确定到达终凝状态。
每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回标准养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。
由水泥全部加入水中起，至试针沉至距底板4mm±
1mm时，所需时间为水泥的初凝时间，用“min”表示；
至试针沉入试体0.5mm时，所需时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。
5）安定性测定（标准法）
水泥体积安定性不均匀变化会引起膨胀，裂缝或翘曲现象。
通过试验测定水泥的体积安定性，来确保其质量。
通过观测雷氏夹两个试针的相对位移，确定水泥标准稠度净浆体积膨胀的程度。
图沸煮箱
1—篦板2—阀门3—水位箱
②沸煮箱：
见图，有效容积约为410mm×
240mm×
310mm，篦板的结构应不影响试验结果，篦板与加热器之间的距离大于50mm。
箱的内层由不易锈蚀的金属材料制成，能在（30±
5）min内将箱内的试验用水由室温加热至沸腾并保持沸腾状态3h以上，整个试验过程不需要补充水量。
③雷氏夹：
由铜质材料制成，其结构见图。
当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质量的砝码时，两根指针针尖距离增加应在（17.5±
2.5）mm范围以内，即2x=（17.5±
2.5）mm，见图11-7，当去掉砝码后两根指针针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。
1—指针2—环模3—玻璃板
图雷氏夹
图雷氏夹受力示意图
④雷氏夹膨胀值测定仪：
见图，标尺最小刻度为0.5mm。
⑤量水器和天平同凝结时间
图雷氏夹膨胀测定仪
（4）试验步骤
①测定前的准备工作：
每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备两个边长或直径约80mm、厚度4mm～5mm的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油（注：
有些油会影响凝结时间，矿物油比较合适）。
②雷氏夹试件的制备：
将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立刻将已制备好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试模移至标准养护箱内养护（24±
2）h。
③沸煮时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，不需中途补试验用水，同时又能保证在（30±
5）min内水温升至沸腾。
将养护好的试件脱去玻璃板，取下试件，先测量雷氏夹指针尖端之间的距离A，精确至0.5mm，接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在（30±
5）min内加热至沸腾，并恒沸3h±
5min。
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。
测量雷氏夹指针尖端之间的距离C，精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离（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，则认为该水泥为安定性不合格。
5.2.3水泥胶砂强度试验
通过试验测定水泥的胶砂强度，评定水泥的强度等级或判定水泥的质量。
《水泥胶砂强度检验方法》（ISO法）GB/T17671-1999
采用40mm×
160mm水泥胶砂棱柱体的抗压强度和抗折强度表示水泥的抗压强度和抗折强度。
（1）试验筛
（2）行星式水泥胶砂搅拌机：
应符合JC／T681要求，见图。
用多台搅拌机工作时，搅拌锅与搅拌叶片应保持配对使用。
叶片与锅之间的间隙，是指叶片与锅壁最近的距离，应每月检查一次。
图搅拌锅与搅拌叶片示意图
（3）试模：
由三个水平的模槽组成，见图。
可同时成型三条截面为40mm×
40mm，长160mm的棱柱形试体，其材质和制造尺寸应符合JC／T726要求。
当试模的任何一个公差超过规定的要求时，就应更换。
在组装备用的干净模型时，应用黄油等密封材料涂覆模型的外接缝。
试模的内表面应涂上一薄层模型油或机油。
成型操作时，应在试模上面加有一个壁高20mm的金属模套。
当从上往下看时，模套壁与模型内壁应该重叠，超出内壁不应大于1mm.
为了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，见图11-11所示。
图水泥胶砂强度检验试模
图典型的播料器和刮平尺
（4）振实台：
振实台应符合JC／T682要求。
振实台应安装在高度约400mm的混凝土基座上。
混凝土体积约为0.25m3，重约600kg。
需防外部振动影响振实效果时，可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。
将仪器用地脚螺丝固定在基座上，安装后设备成水平状态，仪器底座与基座之间要铺一层砂浆以保证它们完全接触。
（5）抗折强度试验机：
应符合JC／T724的要求。
试件在夹具中的受力状态见图11-12。
通过三根圆柱轴的三个竖向平面应该平行，并在试验时继续保持平行和等距离垂直试体的方向，其中一根支撑圆柱和加荷圆柱能轻微地倾斜使圆柱与试体完全接触，以便荷载沿试体宽度方向均匀分布，同时不产生任何扭转应力。
图抗折强度测
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