項目3水泥性能檢測（重點）主講:葉承敏§典型工作任務1水泥細度的篩析試驗§典型工作任務2水泥標注稠度用水量試驗§典型工作任務3水泥凝結時間測定試驗（重點）§典型工作任務4水泥安定性試驗§典型工作任務5水泥膠砂強度試驗（重點、難點）項目3水泥性能檢測目錄§3.5.1通用硅酸鹽水泥的強度等級（重點）§3.5.2強度試驗原理§3.5.3水泥膠砂流動度測定§3.5.4水泥膠砂強度試驗（難點）

典型工作任務5水泥的膠砂強度試驗目錄水泥強度是水泥的主要技術性質，是評定其質量的主要指標。強度等級按3d和28d的抗壓強度和抗折強度來劃分，有代號R的為早強型水泥。硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R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。3.5.1通用硅酸鹽水泥的強度等級品種強度等級抗壓強度抗折強度3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸鹽水泥42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0礦渣硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥32.5≥10.0≥32.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.5為提高水泥早期強度，我國現行標準將水泥分為普通型和早強型（或稱R型）兩個型號。早強型水泥3d的抗壓強度較同強度等級的普通型強度提高10%～24%；早強型水泥的3d抗壓強度可達28d抗壓強度的50%。水泥混凝土路面用水泥，在供應條件允許時，應盡量優先選用早強型水泥，以縮短混凝土養護時間，提早通車。3.5.1通用硅酸鹽水泥的強度等級3.5.2強度試驗原理我國現行標準《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB17671－1999）規定：將水泥、標準砂及水按規定的比例（水泥：標準砂：水＝1：3：0.5），用規定方法制成40mm×40mm×160mm的標準試件，在標準條件（24h之內在溫度20℃±1℃，相對濕度不低于90％的養護箱或霧室內，24h后在20℃±1℃的水中）下養護，測定其3d和28d的抗折強度和抗壓強度相對濕度：空氣中實際所含水蒸氣密度和同溫度下飽和水蒸氣密度的百分比值。并按照3d強度的大小分為普通型和早強型（用R表示）。用抗折強度試驗機以中心加荷法測定抗折強度。在折斷后的棱柱體上進行抗壓試驗，受壓面是試體成型時的兩個側面，面積為40mm×40mm。3.5.2強度試驗原理強度測定方法有兩種主要用途，即合格檢驗和驗收檢驗。火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質混合材料的普通硅酸鹽水泥在進行膠砂強度檢驗時，其用水量按0.50水灰比和膠砂流動度不小于180mm來確定。當流動度小于180mm時，須以0.01的整倍數遞增的方法將水灰比調整至膠砂流動度不小于180mm。膠砂流動度試驗是通過測量一定配比的水泥膠砂在規定振動狀態下的擴展范圍來衡量其流動性。膠砂流動度試驗按GB/T2419《水泥膠砂流動度測定方法》進行，其中膠砂制備按GB/T17671進行。3.5.2強度試驗原理1.儀器設備（1）試驗篩（2）攪拌機（3）水泥膠砂流動度測定儀(簡稱跳桌)（4）試模（5）搗棒（6）卡尺（7）小刀（8）天平3.5.3水泥膠砂流動度測定行星式攪拌機3.5.3水泥膠砂流動度測定跳桌結構示意圖單位：mm1-機架；2-接近開關；3-電機；4-凸輪；5-滑輪；6-推桿；7-圓盤桌面；8-搗棒；9-模套；10-截錐圓模。3.5.3水泥膠砂流動度測定凸輪示意圖單位：mm3.5.3水泥膠砂流動度測定2.跳桌的安裝和潤滑、檢定（1）跳桌宜通過膨脹螺栓安裝在已硬化的水平混凝土基座上。基座由容重至少為2240kg/m3的重混凝土澆筑而成，基部約為400mm×400mm見方，高約690mm。（2）跳桌推桿應保持清潔，并稍涂潤滑油。圓盤與機架接觸面不應該有油。凸輪表面上涂油可減少操作的摩擦。（3）跳桌安裝好后，采用流動率標準樣（JBW01-1-1《水泥膠砂流動度標準樣》）進作檢定，測得標樣的流動度值如與給定的流動度值相差在規定范圍內，則該跳桌的使用性能合格。3.5.3水泥膠砂流動度測定方孔邊長（mm）累計篩余（%）方孔邊長（mm）累計篩余（%）方孔邊長（mm）累計篩余（%）2.01.607±51.00.533±567±50.160.0887±599±13.ISO基準砂顆粒分布砂的篩析試驗應用有代表性的樣品來進行，每個篩子的篩析試驗應進行至每分鐘通過量小于0.5g為止。砂的濕含量是在105～110℃下用代表性砂樣烘2h的質量損失來測定，以干基的質量百分數表示，應小于0.2％。

3.5.3水泥膠砂流動度測定4.試驗過程1）.如跳桌在24h內未被使用，先空跳一個周期25次。2）.制備膠砂：（1）配合比膠砂的質量配合比應為一份水泥、三份標準砂和半份水(水灰比為0.5)。每鍋材料需要量為：通用硅酸鹽水泥（450±2）g，標準砂（1350±5）g，水（225±1）ml。（2）配料（3）攪拌3.5.3水泥膠砂流動度測定4.試驗過程3）.在制備膠砂的同時，用潮濕棉布擦拭用具。4）.將拌好的膠砂分兩層迅速裝入試模，第一層裝至截錐圓模高度約三分之二處，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓15次；隨后，裝第二層膠砂，裝至高出截錐圓模約20mm，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，再用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓10次。搗壓后膠砂應略高子試模。搗壓深度，第一層搗至膠砂高度的二分之一，第二層搗實不超過已搗實底層表面。裝膠砂和搗壓時，用手扶穩試模，使其不移動。3.5.3水泥膠砂流動度測定a-第一層搗壓位置示意圖b-第二層搗壓位置示意圖搗壓位置示意圖3.5.3水泥膠砂流動度測定4.試驗過程5）.搗壓完畢，取下模套，將小刀傾斜，從中間向邊緣分兩次以近水平的角度抹去高出截錐圓模的膠砂，并擦去落在桌面上的膠砂。將截錐圓模垂直向上輕輕提起。立刻開動跳桌，以每秒鐘一次的頻率，在25s±1s內完成25次跳動。6）.流動度試驗，從膠砂加水開始到測量擴散直徑結束，應在6min內完成。3.5.3水泥膠砂流動度測定5.結果與計算跳動完畢，用卡尺測量膠砂底面互相垂直的兩個方向直徑，計算平均值，取整數，單位為毫米。該平均值即為該水量的水泥膠砂流動度。3.5.3水泥膠砂流動度測定1.儀器設備（1）試驗篩：（2）攪拌機：（3）試模（4）振試臺（5）抗折強度試驗機（6）抗壓強度試驗機（7）抗壓強度試驗機用夾具2.材料的準備與“水泥膠砂流動度測定”相同3.5.4水泥膠砂強度試驗鋸割式刮平方向典型的試模單位:mm3.5.4水泥膠砂強度試驗典型的播料器和金屬刮平尺單位:mm3.5.4水泥膠砂強度試驗1—突頭；2—凸輪；3—止動器；4—隨動輪典型的振試臺單位:mm3.5.4水泥膠砂強度試驗抗折強度測定加荷圖單位:mm3.5.4水泥膠砂強度試驗1—滾珠軸承；2—滑塊；3—復位彈簧；4—壓力機球座；5—壓力機上壓板；6—夾具球座；7—夾具上壓板；8—試體；9—底板；10—夾具下墊板；11—壓力機下壓板典型的抗壓強度試驗夾具3.5.4水泥膠砂強度試驗3.膠砂制備4.試件的制備（1）尺寸應是40mm×40mm×160mm的棱柱體。（2）用振試臺成型5.試件的養護6.抗折強度測定7.抗壓強度測定3.5.4水泥膠砂強度試驗8.抗折強度的確定抗折強度按下式計算：

（MPa）式中Ff——折斷時施加于棱柱體中部的荷載(N)；

L——支撐圓柱之間的距離（mm）；

b——棱柱體正方形截面的邊長（mm）。3.5.4水泥膠砂強度試驗1.抗折強度的確定結果評定：以一組三個棱柱體抗折結果的平均值作為試驗結果。當三個強度值中有一個超出平均值±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。計算精確至0.1MPa。3.5.4水泥膠砂強度試驗9..抗壓強度的確定抗壓強度按下式計算：

(MPa)式中Fc——破壞時的最大荷載(N)；A——受壓部分面積(mm)(40mm×40mm=1600mm)。3.5.4水泥膠砂強度試驗2.抗壓強度的確定結果評定：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。如六個測定值中有一個超出六個平均值的±10%，就應剔除這個結果，而以剩下五個的平均數為結果。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。計算精確至0.1MPa。3.5.4水泥膠砂強度試驗

三、水泥砂膠砂強度試驗水泥膠砂攪拌機水泥膠砂試模水泥膠砂振實臺

拓

展電動抗折試驗機壓力試驗機

1、抗折強度的確定抗折強度按下式計算：（Mpa）式中Ff-折斷時施加于棱柱體中部的荷載（N）；L-支撐圓柱之間的距離（mm）；b-棱柱體正方形截面的邊長（mm）

結果評定：以一組三個棱柱體抗折結果的平均值作為試驗結果。當三個強度值中有一個超出平均值±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。拓

展

三、水泥砂膠砂強度試驗2、抗壓強度的確定抗壓強度按下式計算：（Mpa）式中：Fc-破壞時最大的荷載部（N）；A-受壓部分的面積（mm2）（40×40=1600mm2）

結果評定：以一組三個棱柱體得到的六個抗壓強度測定值得算術平均值為試驗結果。

如六個測定值中有一個超出六個平均值的±10%時，就應剔除這個結果，而以剩下五個的平均數為結果，如果五個測定值再有超過它們平均數10%的，則此組結果作廢。

計算精確至0.1Mpa。四、石

膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料，當石膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。石膏制品優點：質量輕、抗火、隔音、絕熱、生產工藝簡單、資源豐富。用途：內墻、吊頂等。

1、

石膏的分類及生產

1）石膏種類根據石膏中硫酸鈣含有結晶水的多少不同可分為：（1）二水石膏（ＣaSO4·2H2O）：是生產建筑石膏的主要原料。來源：①天然石膏礦，又稱為軟石膏或生石膏；②化工石膏：含有大量ＣaSO4·2H2O的化學工業副產品。四、石

膏（2）無水石膏（ＣaSO4）：結晶緊密，質地較硬，是生產硬石膏水泥的原料。來源：①天然石膏礦，即硬石膏；②二水石膏高溫后煅燒后的產物。（3）半水石膏（ＣaSO4·1/2H2O）也稱熟石膏或建筑石膏。來源：由生石膏加工而成的，根據其內部結構不同可分為α型半水石膏和β型半水石膏。四、石

膏2）、建筑石膏的生產建筑石膏通常是由天然石膏經壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到107℃～170℃，可產生β型建筑石膏：

（二水石膏） （β型半水石膏）125℃條件下壓蒸（0.13MPa大氣壓）加熱可產生α型建筑石膏：

（二水石膏） （α型半水石膏）四、石

膏α型半水石膏與β型半水石膏相比，結晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此又稱為高強石膏。當加熱溫度超過170℃時，可生成無水石膏，只要溫度不超過200℃，此無水石膏就具有良好的凝結硬化性能。四、石

膏2、建筑石膏的水化與硬化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消失而發生凝結，此后進一步產生和發展強度而硬化。建筑石膏與水之間產生化學反應的反應式為：四、石

膏隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產生結晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，這一現象稱為石膏的初凝；而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現象為石膏的終凝。因為二水石膏溶解度僅為半水石膏的溶解度1/5，故二水石膏以膠體微粒自水中析出。四、石

膏石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發，形成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。四、石

膏3建筑石膏的技術性質

1）、等級及質量標準：建筑石膏的技術要求有強度、細度和凝結時間。并按強度和細度分為優等品、一等品和合格品。具體技術要求見GB9776-1988。“土木工程材料P34表3-2”）建筑石膏產品的標記順序為產品名稱、抗折強度、標準號。例如，抗折強度為2.5MPa的建筑石膏標記為建筑石膏2.5GB9776四、石

膏2）、建筑石膏的特性（１）凝結硬化速度快建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很快。一般石膏的初凝時間不小于為6min左右，終凝時間不超過30min，在室內自然干燥條件下，一星期左右完全硬化，這對于普通工程施工操作十分方便。有時需要操作時間較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等。四、石

膏（２）凝結硬化時的膨脹性建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹（0.05%~0.15%），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開裂。四、石

膏（３）硬化后的孔隙率大，表觀密度、強度低建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于水分的蒸發，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內部的大量微孔（孔隙率50%~60%），使其重量減輕，但是抗壓強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為８00kg／ｍ3～1000kg／ｍ3，抗壓強度約為３ＭPa～5ＭPa。建筑石膏粉易吸潮，儲存和運輸必須防潮，儲存時間不超過3個月。四、石

膏（