第四章水泥標準稠度、凝結時間、安定性的測定4－1水泥標準稠度的測定一、水泥需水性水泥需水性是指水泥凈漿、砂漿和混凝土達到一定的可塑性和流動度時所需的水量的性質。相應有三種表示方法：1．水泥標準稠度用水量；2．水泥膠砂流動度；3．混凝土塌落度或工作度。二、水泥標準稠度用水量水泥標準稠度用水量，是按國家標準規定的方法和指定的儀器，將水泥調制成具有標準稠度的凈漿所需的用水量。水泥標準稠度是以用水量與水泥質量的百分數來表示的。（一）基本原理標準稠度測定有調整水量和固定水量兩種方法，如有爭議時以調整水量方法為準。調整水量法：是改變拌和用水量，找出使拌制成的水泥凈漿達到特定塑性狀態時所需要的數量。當一定質量的標準試錐，在規定時間內，在凈漿中自由沉落時，以試錐下沉深度S(mm)的大小，反映水泥凈漿稠度（％）的大小，以試錐下沉凈漿深度規定值S=28±2mm時的稠度為標準稠度，以P調(%)表示。標準稠度凈漿可用來測定水泥凝結時間和安定性。固定水量法：是將不同種類水泥，按相同的需水量142.5mI水，調制好500g的水泥凈漿，測其試錐下沉深度，此時測出的百分數即為水泥的標準稠度，以P固表示。（二）儀器設備1．水泥標準稠度、凝結時間測定儀2．水泥凈漿攪拌機（1）主要技術參數（2）操作（3）調整與保養三、水泥標準稠度的測定方法1．水泥凈漿的拌制用符合GB3350.8的水泥凈漿攪拌機，攪拌鍋和攪拌葉用濕布擦過。稱取500g水泥倒入鍋內，將鍋放到攪拌機鍋座上，升至攪拌位置，開動機器，同時徐徐加入拌和水，慢速攪拌120S,停15S，再快速攪拌120S后停機。當采用調整水量方法時，拌和水量按經驗找水。采用固定水量時，拌和水量為142.5mI，精確至0.5mI。2．標準稠度的測定將上述拌和好的水泥凈漿立即裝入錐模內，用小刀插搗，振動多次，刮去多余凈漿，抹平后迅速放到試錐下面固定位置上，將試錐尖端降至凈漿表面，立即擰緊螺絲，然后突然放松，讓試錐靠自重自由下降沉入凈漿中，觀察在1.5min內試錐下沉深度（整個操作過程應在攪拌后1.5min內完成）。用固定水量法測定的標準稠度P固,按下面經驗公式計算或看儀器上標尺讀數。P固＝33.4－0.185S式中：P固――用固定水量法測定的水泥凈漿標準稠度（％）33.4――經驗公式中的截距0.185――經驗公式中的斜率S――試錐下沉深度（mm）當試錐下沉深度小于13mm時應改用調整水量法測定。用調整水量法測定時，以試錐下沉深度S＝28±2mm時的凈漿拌和用水量為該水泥的標準稠度用水量。如試錐下沉深度大于或小于上述值時，應調整水量重新試驗，以達到上述值時為止。用調整水量法測定的標準稠度P按下式計算：P調＝m/500式中：P調――用調整水量法測定的水泥標準稠度（％）m――測定標準稠度時拌和水的質量（g）500――國家規定稱量水泥的質量（g）§4－2膠砂流動度的測定一、原理水泥膠砂流動度用跳桌法測定，膠砂流動度以膠砂在跳桌上按規定進行跳動試驗后，底部擴散直徑mm數表示。以擴散直徑大小表示流動性好壞。膠砂流動度是水泥膠砂可塑性的反映。測定水泥膠砂流動度是檢驗水泥需水性的一種方法。二、儀器1．膠砂攪拌機2．手動式跳桌及附件3．電動式跳桌及附件三、流動度的測定1．水泥與砂的比例水泥與砂的比例為1：2.5，一次試驗需稱取水泥300g，軟練標準砂750g。2．膠砂制備將稱好的水泥和膠砂放入攪拌鍋內，放在攪拌機上攪拌，拌和好后將水泥膠砂迅速地分兩層裝入模內，按規定要求搗實，取下試模進行跳動試驗，跳動30次完畢后，用游標卡尺測量底部擴散的直徑，取兩互相垂直的直徑的平均值作為該水泥膠砂流動度，以mm表示。對于摻火山灰混合材的普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥的流動度測定結果以擴大直徑不小于116mm為準。一、影響因素與注意事項1．跳桌必須符合GB2419中的規定；2．跳桌要保持清潔，滑動部分要順暢；3．膠砂攪拌完后，測定流動度要在2min內完成；4．壓搗時用力要均勻，力量大小要適當，搗棒要垂直；5．跳桌在使用前應先空跳一次，以檢查是否正常。§4－3水泥凝結時間的測定一、概述水泥和水后，發生一系列物理與化學變化，隨著水泥水化反應的進行，水泥漿體逐漸失去流動性、可塑性，進而凝固成具有一定強度的硬化體，這一過程稱為水泥的凝結。凝結時間是水泥的重要性質之一，對于工程施工具有重要意義，因此，水泥凝結過程的控制十分重要，為保證施工正常進行，并使混凝土具有一定的強度，要求水泥凝結時間不能太快或太慢。二、影響凝結時間的因素礦物組成、石膏、混合材的種類及摻加量、細度、水灰比、養護條件、儲存時間及外加劑等。1．礦物組成2．石膏3．混合材4．細度5．水灰比6．養護條件7．儲存時間8外加劑三、水泥的假凝和瞬凝1．假凝的特征2．瞬凝的特征水泥凝結時間反常，可歸納為三種原因四、凝結時間的測定1．儀器水泥凝結時間測定儀，應符合GB3350.6的規定。2．凝結時間的測定方法測定凝結時間的試針由鋼制成，其有效長度初凝針為50mm±1mm、終凝針為30mm±1mm、直徑為1.13mm±0.05mm的圓柱體。儀器滑動部分總質量300±1g。裝凈漿的圓模上口內徑65mm±0.5mm，下口內徑75mm±0.5mm,高40mm±0.2mm。平板玻璃厚≥2.5mm。（1）將圓模放在玻璃板上，在內側涂上一層機油。調整試針接觸玻璃板時，指針應對準標尺的零點。（2）按規定方法制成水泥標準稠度凈漿后，一次裝入圓模振動數次刮平，放入養護箱內養護。記錄加水時間，作為凝結時間的開始時間。（3）初凝時間的測定：從加水后30min進行第一次測定，取出圓模放到試針下，使試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲，然后突然放松，試針自由沉入凈漿，當試針停止下沉或釋放試針30s時指針的讀數。當試針下沉到距底板4±1mm時，即為水泥達到初凝狀態，由開始加水至初凝的時間為水泥的初凝時間，用min表示。（4）終凝時間的測定：為了準確觀測試針沉入的狀況，在終凝針上了一個環形附件。在完成初凝時間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下翻轉180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養護箱中繼續養護，臨近終凝時間時每隔15min測定一次，當試針沉入試體深度在0.5mm時，即環形附件開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態，由水泥全部加入水中至終凝狀態的時間為水泥的終凝時間，用min表示。五、注意事項1．在最初測定時應扶持金屬棒，使其徐徐下降，以免試針撞彎，測定結果仍以自由下落為準。2．試針插入的位置至少距圓模內壁10mm。3．臨近初凝時，每隔5min測定一次，臨近終凝時，每隔15min測定一次。到達初凝或終凝狀態時應立即重復測定一次，當兩次測定結果相同時，才能定為到達初凝或終凝狀態。1．每次測定不得讓試針插入原針孔內。2．每次測定完后，應將試針擦凈，將圓模放回養護箱內。3．在翻轉圓模時，圓模要平移脫離玻璃板后再翻轉。§4－4水泥安定性檢驗－試餅法和雷氏夾法一、安定性的意義反映水泥硬化后體積變化均勻性物理性質的指標，稱為水泥的體積安定性，簡稱水泥安定性。水泥和水后在硬化過程中，一般都會發生體積變化，如果這種變化是在水泥、混凝土硬化后發生，就會破壞水泥、混凝土的結構，引起嚴重的質量事故。二、影響水泥體積安定性的因素1．熟料中MgOMgO+H2O→Mg(OH)2MgO水化生成Mg(OH)2，固相體積增大2.48倍。2．水泥熟料中f—CaOCaO+H2O→Ca(OH)2CaO與水反應生成Ca(OH)2，固相體積增大1.98倍。3.水泥中SO3C3A+3CaSO42H2O+26H2O=C3A3CaSO432H2O生成的鈣礬石固相體積增大到2.22倍。一、水泥安定性的檢驗安定性的測定可用試餅法或雷氏夾法。如有爭議以雷氏夾法為準。1．按規定方法制成水泥標準稠度凈漿。2．試餅的成型方法將制好的凈漿取出一部份，分成兩等份放在玻璃板上，輕輕振動玻璃板，用小刀由邊緣向中央抹動，做成直徑70～80mm，中心厚度10mm左右，邊緣漸薄，表面光滑的試餅，將試餅放入養護箱內養護24±2h。3．雷氏夾試件的制作方法把雷氏夾放在擦過油的玻璃板上，將制備好的凈漿裝滿試模，一手扶持試模，一手用小刀均勻插搗15次左右，插到試模高度的2/3即可，然后刮平，刮平應由中心向兩邊刮，最多不超過6次，蓋上涂油的玻璃板，放入養護箱內養護24±2h。4．沸煮24h后從玻璃板上取出試件，檢查試件是否合格，如不合格不用沸煮，試件檢查合格后放入沸煮箱的蓖板上，調整好沸煮箱內的水位，保證整個沸煮過程中水都沒過試件，不能中途加水，要保證在30±5min內升至沸騰，并恒溫3h±5min。5．結果判定沸煮結束，將沸煮箱內的水放掉，打開箱蓋待箱體冷卻至室溫，取出試件進行鑒定。試餅法：目測未發現裂紋，用直尺檢查沒有彎曲，此試件為安定性合格；反之為不合格。雷氏夾法：測量試件指針尖端的距離，記錄至小數點后一位。當兩個試件沸煮后所增加的距離的平均值不大于5.0mm時，該水泥安定性合格；當兩個試件沸煮后所增加的距離的平均值大于5.0mm時，該水泥安定性不合格。當兩個試件沸煮后所增加的距離的值相差超過4.0mm時，要重做試驗。§4－5實驗三水泥標準稠度的測定水泥標準稠度的測定方法一、水泥標準稠度用水量水泥標準稠度用水量，是按國家標準規定的方法和指定的儀器，將水泥調制成具有標準稠度的凈漿所需的用水量。水泥標準稠度是以用水量與水泥質量的百分數來表示的。二、基本原理標準稠度測定有調整水量和固定水量兩種方法，如有爭議時以調整水量方法為準。調整水量法：是改變拌和用水量，找出使拌制成的水泥凈漿達到特定塑性狀態時所需要的數量。當一定質量的標準試錐，在規定時間內，在凈漿中自由沉落時，以試錐下沉深度S(mm)的大小，反映水泥凈漿稠度（％）的大小，以試錐下沉凈漿深度規定值S=28±2mm時的稠度為標準稠度，以P調(%)表示。標準稠度凈漿可用來測定水泥凝結時間和安定性。固定水量法：是將不同種類水泥，按相同的需水量142.5mI水，調制好500g的水泥凈漿，測其試錐下沉深度，此時測出的百分數即為水泥的標準稠度，以P固表示。三、儀器設備1．水泥標準稠度、凝結時間測定儀儀器應符合國家GB3350.6標準中的規定，如用凝結時間自動測定儀測定，在有爭議時應以人工測定為準。2．水泥凈漿攪拌機攪拌機應符合國家GB3350.8－89標準中規定的主要技術參數。四、水泥標準稠度的測定方法1．水泥凈漿的拌制用符合GB3350.8的水泥凈漿攪拌機，攪拌鍋和攪拌葉用濕布擦過。稱取500g水泥倒入鍋內，將鍋放到攪拌機鍋座上，升至攪拌位置，開動機器，同時徐徐加入拌和水，慢速攪拌120S,停15S，再快速攪拌120S后停機。當采用調整水量方法時，拌和水量按經驗找水。采用固定水量時，拌和水量為142.5mI，精確至0.5mI。2．標準稠度的測定將上述拌和好的水泥凈漿立即裝入錐模內，用小刀插搗，振動多次，刮去多余凈漿，抹平后迅速放到試錐下面固定位置上，將試錐尖端降至凈漿表面，立即擰緊螺絲，然后突然放松，讓試錐靠自重自由下降沉入凈漿中，觀察在1.5min內試錐下沉深度（整個操作過程應在攪拌后1.5min內完成）。二、記錄水泥名稱試驗日期水泥質量（g）加水量（mI）下沉深度（mm）標準稠度P(%)六、標準稠度的計算用固定水量法測定的標準稠度P固,按下面經驗公式計算或看儀器上標尺讀數。P固＝33.4－0.185S式中：P固――用固定水量法測定的水泥凈漿