膠凝材料學試驗水泥性質（驗證性實驗）一、實驗意義和目的水泥呈粉末狀，與水混合后，經過物理化學反應過程能由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。鑒于水泥在工程中的廣泛利用，掌握各種水泥的性質具有重要意義。本實驗方法適用于通用硅酸鹽水泥。本實驗的目的，使學生了解通用硅酸鹽水泥的國家標準（GB175－2007），學會水泥品質檢驗的操作方法及強度試件的制作，掌握水泥品質各技術指標的實際工程意義。二、實驗原理水泥的性質包括細度、標準稠度用水量、凝結時間、安定性和水泥膠砂強度等方面。標準稠度用水量是1克水泥達到標準稠度狀態時的加水量。體積安定性不良是指在水泥已經硬化后，產生不均勻體積變化的現象。體積安定性不良，一般是由于熟料中所含的游離氧化鈣過多。或由于熟料中所含的游離氧化鎂過多或摻入的石膏過多造成的。國家標準規定，用沸煮法檢驗水泥的安定性。沸煮法起加速氧化鈣熟化的作用，所以只能檢查游離氧化鈣所引起的水泥安定性不良。而游離氧化鎂在蒸壓下才加速熟化，石膏的危害則需長期在常溫水中才能發現，兩者均不便于快速檢驗。所以，國家標準規定水泥熟料中游離氧化鎂含量不得超過5.0％，水泥中的三氧化硫含量不超過3.5％，以控制水泥的體積安定性。水泥的強度是水泥的重要指標。根據國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175－2007）和《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T17671－1999）的規定，水泥和標準砂按照1：3混合，用0.5的水灰比，按規定的方法制成試件，在標準溫度（20±1℃）的水中養護，測定3d和28d的強度。根據測定結果，將硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等六個等級；普通硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個等級；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥的強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個等級。三、試驗內容：提供一份礦渣硅酸鹽水泥，要求同學對其標準稠度用水量、凝結時間、體積安定性、強度和細度進行檢驗，根據試驗結果判斷所檢項目是否符合國家標準。四、實驗裝置標準稠度測定儀、水泥凈漿攪拌機、濕汽養護箱、沸煮箱、膠砂振實臺、抗折強度試驗機、抗壓試驗機、抗壓夾具、天平等。

圖1水泥標準稠度測定儀

圖2沸煮箱

圖3水泥凈漿攪拌機

圖4水泥膠砂振實臺

圖5抗折強度試驗機

圖6抗壓試驗機五、實驗方法和步驟（一）標準稠度用水量試驗（不變水量法）1、標準稠度用水量可用調整水量和不變水量兩種方法的任一種測定，如發生爭議時以調整水量方法為準。2、試驗前須檢查：儀器的金屬棒應能自由滑動;試錐降至模頂面位置時指針應對準標尺零點;攪拌機應運轉正常。3、水泥凈漿拌和前，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕棉布擦過，將拌和水倒入攪拌鍋內，然后在5-10秒內小心將稱好的500g水泥加入水中，防止水和水泥濺出；拌和時，先將攪拌鍋(1)每齡期取出三條試件先做抗折強度測定。測定前須擦去試件表面的水分和砂粒。清除夾具上圓柱表面粘著的雜物。試件放入抗折夾具內，應使試件側面與夾具接觸。（2）啟動儀器分別對三條試件進行試驗。(3)抗折強度測定時的加荷速度為50N/s±10N/s。(4)以一組三個試件測定值的算術平均值作為抗折強度的試驗結果(精確至0.lMPa)。當三個強度值中有超出平均值±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。3.2抗壓強度測定(1)抗折強度測定后的兩個斷塊應立即進行抗壓強度測定。抗壓強度測定須用抗壓夾具進行，使試件受壓面積為40mm×40mm。測定前應清除試件受壓面與加壓板間的砂粒或雜物。測定時以試件的側面作為受壓面。(2)整個加荷過程中以2400N/s±200N/s的速率均勻加荷直至破壞。(3)抗壓按下式計算(計算至0.1MPa)式中Rc——單個試件抗壓強度，MPa；Fc——破壞時的最大荷載，N；A——受壓部分面積，即40mm×40mm=1600mm2。(4)以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度測定值的算術平均值作為抗壓強度的試驗結果(精確至0.1MPa)。如六個測定值中有一個超出六個平均值士10%，應剔除這個結果，而以剩下五個的平均數為試驗結果。如果五個測定值中再有超過它們平均數±10%的，則此組結果作廢。（六）細度測定：（負壓篩法）篩析試驗前應把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統，調節負壓至4000-6000Pa范圍內。用80微米篩析試驗時，稱取試樣25g,(精確0.01g)置于潔凈的負壓篩中，放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，開動篩析儀連續篩析2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕敲擊篩蓋，使試樣落下。篩畢，用天平稱量全部篩余物。計算篩余百分數，結果精確至0.1%五、實驗數據記錄與處理水泥品種及標號：_______

生產廠及出廠日期：_______試驗室溫度：___________

濕度：_________（一）水泥標準稠度用水量測定（固定用水量）試驗次數水泥試樣重

（g）加水量（ml）試錐下沉深度S

（mm）標準稠度用水量P

（%）

（二）水泥安定性檢驗試樣編號標準稠度用水量P（%）試件制作日時檢驗日期日時檢驗結果安定性是否合格

（三）水泥膠砂強度檢驗成型日期____月____日試驗日期____月____日齡期____天試件編號抗折試驗抗壓試驗破壞荷載

（N）抗折強度

(MPa)平均強度

（MPa）受壓面積

（mm2）破壞荷載

（N）抗