水運工程材料工程試驗考試復習資料(水泥部分)

1、1 水泥一、基本理論1、水泥定義：硅酸鹽水泥是指以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料（05%石灰石或?；郀t礦渣）共同磨細制成的水硬性膠凝材料。2、水泥分類：通用水泥、專用水泥、特性水泥硅酸鹽水泥（P·和P·），其中P·不摻混合材料，P·摻混合材料；普通硅酸鹽水泥（P·O），615%混合材料，其中摻活性混合材料時，最大摻量不得超過15%，摻非活性混合材料時，最大摻量不得超過水泥質量的10%；礦渣硅酸鹽水泥（P·S），其中?；郀t礦渣摻量，按質量百分比計為20%70%；火山灰質硅酸鹽水泥（P·P），其中火山灰質混合材料摻量按質

2、量百分比計為20%50%；粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F），其中粉煤灰摻量按質量百分比計為20%40%；復合硅酸鹽水泥（P·C）。3、水泥熟料礦物組成及特性性能指標熟料礦物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝結硬化時間快慢最快快28d水化熱多少最多中強度早期高低低低后期高高低低港工混凝土質量控制標準規(guī)定，采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥時其熟料中C3A含量宜在6%12%范圍內，含量適當增大對保護鋼筋阻止銹蝕有利。4、主要技術指標（1）強度等級：采用水泥膠砂強度檢驗方法，測定水泥膠砂3d和28d的抗折強度和抗壓強度。根據測定結果，硅酸鹽水泥分為42.5，42.5R，52.5

3、，52.5R，62.5，62.5R等6個強度等級。普通硅酸鹽水泥增加32.5及32.5R等級但無62.5及62.5R等級。水泥強度等級是由規(guī)定齡期的水泥膠砂抗折強度和抗壓強度兩項指標來確定的。水泥凝結硬化過程分四階段：起始期、誘導期、加速期、衰退期。水泥的強度主要取決于水泥熟料礦物成分的相對含量和水泥的細度。受溫濕度、齡期、加水量、試件尺寸、試驗方法等多個因素的影響。（2）細度：細度是指水泥的粗細程度。硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg，其它80m方孔篩篩余不得超過10%。（3）凝結時間：初凝時間：從加水拌合起至水泥漿開始失去塑性所需的時間；終凝時間：從加水拌合起至水泥漿完全失去塑性并開始

4、產生結構強度所需的時間。硅酸鹽水泥：初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h；其它水泥：初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。（4）標準稠度用水量：指水泥凈漿達到所規(guī)定稠度時所需的拌合水量，它以拌合水占水泥質量的百分率來表示。硅酸鹽水泥一般在24%30%之間。（5）水泥的體積安定性：指水泥在凝結硬化過程中體積均勻變化的性能。水泥硬化后若產生不均勻的體積變化，稱為體積安定性不良。沸煮法檢驗必須合格。（6）不溶物：型硅酸鹽水泥不得超過0.75%，型硅酸鹽水泥不得超過1.50%。（7）燒失量：型硅酸鹽水泥不得大于3.0%，型硅酸鹽水泥不得大于3.5%，普通硅酸鹽水泥不得大于5.0%。（8）

5、氧化鎂：不宜超過5.0%，如水泥經壓蒸安定性試驗合格，允放寬到6.0%。（9）三氧化硫：礦渣水泥不得超過4.0%，其它水泥不得超過3.5%。（10）堿含量：按Na2O+0.658K2O計算值表示。低堿水泥不得大于0.60%或由供需雙方商定。（11）水化熱：水泥熟料礦物的水化是放熱反應，在水化過程中放出的熱量為水化熱。5、檢驗規(guī)則及取樣方法出廠按同品種、同強度等級編號和取樣。120萬噸生產能力以上的，不超過1200噸為一編號；60萬噸120萬噸的，不超過1000噸為一編號；30萬噸60萬噸的，不超過600噸為一編號；10萬噸30萬噸的，不超過400噸為一編號；10萬噸以下的，不超過200噸為一編

6、號。散裝水泥，按500t為一批，隨機從不少于三個車罐中采取等量水泥，經混拌均勻后稱取不少于12kg；袋裝水泥，按200t 為一批，取樣應有代表性，可連續(xù)取，也可從20個以上不同部位取等量樣品，總量不少于12kg。6、廢品與不合格品的判定廢品：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中任一項不符合標準規(guī)定時，均為廢品。不合格品：（硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥）細度、終凝時間、不溶物和燒失量中任一項不符合標準規(guī)定或混合材料摻量超過最大限量和強度低于商品等級要求時為不合格品。水泥包裝中水泥品種等級、生產者名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品；7、交貨驗收交貨時如以實物試驗結果為依據的，按GB12573進行取

7、樣20kg，一式兩份，一份由賣方保存40天，另一份買方進行試驗。交貨時由水泥廠檢驗報告為依據的，抽取的試樣雙方簽封后保存三個月，三個月內如買方有疑問，則雙方將簽封的試樣送省級或省級以上國家認可的水泥質量監(jiān)督檢驗機構進行仲裁試驗。 二、主要試驗1 水泥標準稠度、凝結時間、安定性（GB/T1346-2001）儀器設備：凈漿攪拌機、沸煮箱、濕氣養(yǎng)護箱（溫度控制在20±1，濕度大于90%）、天平（稱量1000g，感量1g）、雷氏夾、凈漿標準稠度與凝結時間測定儀、量水器（150ml，最小刻度0.5ml）。準備工作：首先將天平調零，檢查拌機是否運轉正常，控制時間有無偏差，標準稠度測定儀的金屬棒能

8、否自由滑動，試桿接觸玻璃板時指針對準標尺零點，雷氏夾兩根指針應平行不得彎曲、銹蝕，雷氏夾彈性值應在17.5±2.5mm之間，一切檢查正常方可試驗。試驗步驟：1）水泥凈漿拌制：用水泥凈漿攪拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌葉先用濕布擦過，將拌和水倒入攪拌鍋內，然后在5s10s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，先將鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停15s，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120s停機。2）標準稠度測定：拌和結束后,立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于玻璃底板上的試模中.用小刀插搗,輕輕振動數次,刮去多余的凈漿

9、;抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上,并將其中心定在試桿下,降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸擰緊螺絲1s2s后,突然放松,使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦凈；整個操作應在攪拌后1.5min內完成。以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量（P），按水泥質量的百分比計。3）凝結時間的測定初凝時間的測定試件在濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護至加水30min時進行第一次測定。測定時，從濕氣養(yǎng)護箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿的表面接觸。擰緊螺絲1s2s后，突然放松，試針

10、垂直自由地沉入水泥凈漿。觀察試針停止下沉或釋放試針30s時指針的讀數。當試針沉至距底板4mm±1mm時，為水泥達到初凝狀態(tài)；由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時間，用“min”表示。終凝時間的測定為了準確觀測試針沉入的狀況，在終凝試針上安裝了一個環(huán)形附件。在完成初凝試針的測定后，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(yǎng)護箱中繼續(xù)養(yǎng)護，臨近終凝時間時每隔15min測定一次，當試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達到終凝時間，由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的

11、終凝時間，用“min”表示。測定時應注意，在最初測定的操作時應輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防試針撞彎，但結果以自由下落為準；在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內壁10mm。臨近初凝時，每隔5min測定一次，臨近終凝時每隔15min 測定一次，到達初凝或終凝時應立即重復一次，當兩次結論相同時才能定為到達初凝或終凝狀態(tài)。每次測定不能讓試針落入原針孔，每次測試完畢必須將試針擦凈并將試模放回濕氣養(yǎng)護箱內，整個測試過程要防止試模受振。4）安定性的測定：安定性測定可以用試餅法也可用雷氏法，有爭議時以雷氏法為準。將制好的凈漿取出一部分分成兩等份，使之呈球形，放在預先準備好擦過油的玻璃板上，輕輕振

12、動玻璃板用濕布擦過的小刀由邊緣向中央抹動，做成直徑7080mm，中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，接著將試件放入濕氣養(yǎng)護箱養(yǎng)護24±2h。養(yǎng)護完畢，試餅法應先檢查試餅是否完整，（如已開裂翹曲要檢查原因，確證無外因時，試餅已屬不合格不必沸煮）。當用雷氏法時，先測量試件指針尖端間的距離（A），精確到0.5mm。接著將試餅或雷氏夾、試件放入沸煮箱中的篦板上，雷氏夾指針朝上，在30±5min內加熱至沸并恒沸3h±5min。數據結果判斷：（1）安定性若為試餅，目測未發(fā)現裂縫，用直尺檢查也沒有彎曲的試餅為安定性合格。反之為不合格，當兩個試餅判別結果有矛盾時，該水泥的

13、安定性為不合格。若雷氏夾，測量試件指針尖端間的距離（C），記錄至小數點后一位，兩個試件煮后增加距離（CA）的平均值不大于5.0mm時，該水泥安定性為合格，當兩個試件（CA）值相差超過4mm時，應重新試驗一次。確定安定性不合格判為廢品水泥。（2）凝結時間凝結時間的判斷，初凝早于45min，判為廢品。復合、普通、礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥的終凝遲于10h，硅酸鹽水泥遲于390min，判為不合格品。2 細度（GB/T1345-2005）原理：采用45m方孔篩和80m方孔篩對水泥試樣進行篩析試驗，用篩上篩余物的質量百分數來表示水泥樣品的細度。儀器設備：負壓篩析儀、電子天平（200g，感量0.01g

14、）、篩子（篩孔0.080mm或0.045mm）。試驗步驟：1）試驗用篩保持清潔，負壓篩應保持干燥。試驗時，80m篩析試驗稱取試樣25g，45m篩析試驗稱取試樣10g。2）篩之前，先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(jié)負壓至40006000Pa范圍內。3）稱取試樣精確到0.01g，置于潔凈的負壓篩中，放在篩座上，蓋上篩蓋，放在篩座上，開始篩析儀連續(xù)篩2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕地敲擊，使試樣落下，篩畢，用天平稱量全部篩余物。數據結果計算處理： 1）水泥試樣篩余百分數結果修正計算：其中：Fc=C·FRt¾水泥試樣篩余質量；W¾水

15、泥試樣的質量；F¾水泥試樣修正前的篩余百分數；Fn¾標準樣給定的篩余百分數；Ft¾標準樣在試樣篩上的篩余百分數；C¾試驗修正系數；Fc¾水泥試樣修正后的篩余百分數。2）每個樣品稱取兩個試樣分別篩析，取篩余平均值為篩析結果。若兩次篩余結果絕對誤差大于0.5%時（篩余值大于5.0%時可放至1.0%）應再做一次試驗，取兩次相近結果的算術平均值作為最終結果。3）細度結果判斷：對硅酸鹽水泥，試樣篩余百分數結果乘以修正系數后超過10.0%時，定為不合格品。3 膠砂強度試驗（GB/T17671-1999）儀器設備：行星式水泥膠砂攪拌機、振實臺、一個金屬模套、

16、二個播料器、試模及刮平直尺、天平（1000g，感量1g）、量筒250ml、抗折機、抗壓機。成型步驟：1）水泥稱450±2g、標準砂1350±5g、水225±1g。先把水加入鍋里，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置，然后立即開動機器，低速攪拌30s。在第二個30s開始的同時均勻地將砂子加入。當各級砂是分裝時，從最粗級開始，依次將所需的每級砂量加完。把機器轉至高速再拌30s。2）停拌90s，在第一個15s內用膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間。在高速下繼續(xù)攪拌60s。各攪拌階段、時間誤差應在±1s之內。3）膠砂制備后立即進行成型。振實臺成型；將

17、空試模和模套固定在振實臺上。用勺子從攪拌鍋里將膠砂分二層裝入試模。裝第一層時，每個槽內約放300g膠砂。用大播料器來回一次將料播平。振實60次，裝入第二層膠砂后用小播料器播平，再振實60次。移走模套，從振實臺上取下試模，用一金屬直尺以近似90°架在試模頂部的一端，用橫向鋸割動作慢慢移至另一端，一次將超出試模部分的膠砂刮去。用一直尺以近乎水平向將試體表面抹平。編號時應將試模中三條試體分在二個以上的齡期內。編號、齡期、破型日期寫在試體兩端。4）脫模及養(yǎng)護a）將試模放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護，對24h齡期的應在破型試驗前20min內脫模，對24h以上齡期應在成型后20-24h之間脫模。b）水中養(yǎng)護，試

18、件水平式或豎直放在20±1水中養(yǎng)護。水平放置時刮平面朝上。試件彼此相距一定間距。試件6個面接觸水。水深大于試件表面5mm以上。不允許養(yǎng)護期間全部換水。養(yǎng)護池只養(yǎng)護同類水泥試件。5）抗折、抗壓破型試驗不同齡期強度試驗在下列時間進行：24h±15min；48h±30min；72h±45min；7d±2h；28d±8h抗折強度破型試驗步驟：1）調整抗折機零點，檢查抗折夾具的三根圓柱是否能自由轉動。2）應檢查當天破型的編號、齡期、破型日期與原始記錄本上的內容是否相符。試體從養(yǎng)護水池中取出后，先用濕布覆蓋，破型時用抹布擦去水珠，刷去砂粒。3）試

19、體寫字面對準操作者，檢查上下面氣孔，氣孔多的一面向上作為加荷面，氣孔少的一面向下作為受折面。4）試體放入夾具中，應使側面與圓柱接觸，并根據試體齡期和強度等級，將杠桿調整到一定的高度，使其在試體折斷時杠桿盡可能接近平衡位置。5）加荷速度應控制在0.05±0.01kN/s范圍內。數據結果處理：抗折強度計算結果精確到0.1MPa，抗折強度結果以3條試體平均值為準，當三個強度值中有一個超過平均值的±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果?？箟簭姸仍囼灢襟E：1）根據試體的最大破壞荷載，合理選擇測量范圍。開機檢查、調零。2）檢查抗折三條試體的編號，齡期與原始記錄內容是否相符。

20、檢查三條試體抗折時，六個斷塊的尺寸受到壓面長度方向小于6.25cm的斷塊應易除，不能做抗壓試驗。當剔除的斷塊超過兩塊時，此六個斷塊作廢。3）清除抗壓夾具上下壓板的砂粒與雜物，試驗時以試體的側面為受壓面，試體的底面緊靠夾具的定位銷。加荷速度以2400N/s±200N/s均勻加荷直至破壞。4）試驗完畢寫好機器設備記錄，試驗結束后，立即關閉電源，清潔機器及夾具，涂上防銹油。數據結果處理：抗壓強度計算結果精確到0.1MPa，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為試驗結果。如六個測量值中有一個超出六個平均值的±10%，剔除這個結果，以剩下五個的平均數為結果。如果5個測量值中再有超過它們平均數的10%的，則此組結果作廢。注：1）整個試驗結束后，樣品保留3個月。2）在試驗過程中，如儀器設備出現故障時，應立即停機檢查，有備用儀器可繼續(xù)檢驗，如需修理的應立即上報室主任處理。3）正在做抗折試驗時，立即將未做抗折試驗的試件放入水池中，將折斷的試件用濕布蓋好放到養(yǎng)護室里，如在破型時間內能使機器恢復正常，可繼續(xù)試驗，假如不能在破型時間內修復機器，試件作廢重新試驗。4）如突發(fā)停電，沸煮箱正在沸煮安性定，立即將試餅或雷氏夾移到鍋爐內，放到煤氣上繼續(xù)沸煮。5）如停電時間較長，會影響?zhàn)B護池水溫，在熱天可在