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。本實驗方法適用于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥。
本實驗的目的，是使學生了解水泥的國家標準，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。
Y二、試驗儀器原理
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。
水泥顆粒的粗細程度對水泥的性質有很大影響。水泥顆粒粒徑一般在7～200μm范圍內，顆粒愈細，水化較快而且較完全，早期強度和后期強度較高。在國家標準中規定水泥的細度可用篩析法和比表面積法檢驗。細度檢驗采用篩孔直徑為80μm的試驗篩。
凝結時間分為初凝和終凝。初凝為水泥加水拌和起至標準稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間；終凝為水泥加水拌和起至標準稠度凈漿完全失去可塑性并開始產生強度所需的時間。國家標準規定，水泥的凝結時間是以標準稠度的水泥凈漿，在規定溫度及濕度環境下用水泥凈漿凝結時間測定儀測定。硅酸鹽水泥標準規定，初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h。
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《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175－1999）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，將硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和 62.5R等六個強度等級。
Y三、實驗裝置和儀器
負壓篩析儀、水篩、干篩、標準稠度測定儀、水泥凈漿攪拌機、凝結時間測定儀、濕汽養護箱、沸煮箱、雷氏夾、雷氏夾膨脹值測定儀、膠砂振實臺、抗折強度試驗機、抗壓試驗機、
水泥膠砂攪拌機
Y四、實驗方法和步驟
（1）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。
稱取試樣25g，置于潔凈的負壓篩中，蓋上篩蓋，放在篩座上，開動篩析儀連續篩析2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕地敲擊，使試樣落下。篩畢，用天平稱量篩余物。
當工作負壓小于4000Pa時，應清理吸塵器內水泥，使負壓恢復正常。
試驗結果 ：
水泥試樣篩余百分數按下式計算：
F——水泥試樣的篩余百分數，%；
Rs——水泥篩余物的質量，g；
W——水泥試樣的質量，g。
結果計算至0.1%。
清洗試驗篩。
（2）標準稠度用水量試驗
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。
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。
水泥凈漿拌和前，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕棉布擦過，將稱好的500g水泥試樣倒入攪拌鍋內。拌和時，先將攪拌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，停拌15s，接著快速攪拌120s后停機。
采用調整水量方法時拌和水量按經驗找水，采用不變水量方法時拌和水量用 142.5ml水，水量精確至0.5ml。 拌和結束后，立即將拌好的凈漿裝入錐模內，用小刀插搗，振動數次，刮去多余凈漿，抹平后迅速放到試錐下面固定位置上，將試錐降至凈漿表面擰緊螺絲，然后突然放松，讓試錐自由沉入凈漿中，到試錐停止下沉時記錄試錐下沉深度。整個操作應在攪拌后1.5min內完成。
用調整水量方法測定時，以試錐下沉深度28±2mm時的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。如下沉深度超出范圍，須另稱試樣，調整水量，重新試驗，直至達到28±2mm時為止。
用不變水量方法測量時，根據測得的試錐下沉深度S (mm)按下式(或儀器上對應標尺)
計算得到標準稠度用水量P(%)。
P=33.4－0.185S
注：當試錐下沉深度小于13mm時，應改用調整水量方法測定。
（3）凝結時間的測定
測定前，將圓模放在玻璃板上，在內側稍稍涂上一層機油，調整凝結時間測定儀使試針接觸玻璃板時，指針對準標尺零點。
稱取水泥試樣500g，以標準稠度用水量按測定標準稠度時制備凈漿的方法，制成標準稠度凈漿，立即一次裝入圓模，振動數次后刮平，然后放入濕汽養護箱內。記錄開始加水的時間作為凝結時間的起始時間。
凝結時間的測定：試件在濕汽養護箱中養護至加水后30min時進行第一次測定。測定時，從養護箱中取出圓模放到試針下，使試針與凈漿面接觸，擰緊螺絲 1～2s后突然放松，試針垂直自由沉入凈漿，觀察試針停止下沉時指針讀數。當試針沉至距底板2～3mm時，即為水泥達到初凝狀態;當下沉不超過1～0.5mm時為水泥達到終凝狀態。由加水開始至初凝、終凝狀態的時間分別為該水泥的初凝時間和終凝時間，用小時(h)和分鐘(min)來表示。測定時應注意，在最初測定的操作時應輕輕扶持金屬棒，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貫入的位置至少要距圓模內壁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，到達初凝或終凝狀態時應立即重復測一次，當兩次結果相同時才能定為到達到初凝或終凝狀態。每次測定不得讓試針落入原針孔，每次測試完畢須將試針擦凈并將圓模放回養護箱內，整個測定過程中要防止圓模受振。
Y五、實驗結果分析與討論
1.根據國標規定，所檢水泥是否合乎工程使用？為什么？
2.根據試驗數據，所檢水泥應定為什么強度等級？為什么？
3.水泥的標準稠度是不是檢驗水泥質量的必要指標？測定它的目的何在？
Y六、任選思考題
1.超過貯存期的水泥應如何處理？
2.技術性質不合格的水泥都應作廢品處理嗎？試說明理由。
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