水泥强度检验课件.ppt

材料物理性能检验(水泥),1.水泥强度的形成。2.通用硅酸盐水泥的强度等级要求。3.水泥胶砂强度检验所需仪器设备，工作环境。4.水泥胶砂流动度的检测过程。5水泥的成型及养护。6水泥强度试验。7数值修约。,水泥,水泥的定义：加水拌合成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。,水泥的分类,水泥按其用途及性能分三类：1通用水泥一般土木建筑工程采用的水泥。硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥等2专用水泥专门用途的水泥。油井水泥，道路硅酸盐水泥等3特性水泥某种性能比较突出的水泥。快硬硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥,一.水泥强度的形成,影响水泥强度的因素很多:如熟料的矿物组成,燃烧程度,冷却速度,水泥细度,混合材掺入量,石膏的掺量,试体成型时的加水量,环境的温湿度,外加剂及水泥贮存的时间,条件等.影响水泥强度检验准确性的因素?,一.水泥强度的形成,1 原料石灰质原料粘土质原料校正原料铁质原料硅质原料铝质原料,一.水泥强度的形成,2 生料在窑内的物理化学变化干燥脱水碳酸盐分解固相反应烧成反应熟料的冷却,一.水泥强度的形成,水泥的水化水泥的凝结和硬化,通用硅酸盐水泥,以适当成分的生料烧至部分熔融所得到的硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料、适当的石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。由硅酸盐水泥熟料,0%-5%粒化高炉矿渣,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥即波特兰水泥,通用硅酸盐水泥的分类,通用硅酸盐水泥包括：硅酸盐水泥(P)、普通硅酸盐水泥(PO)、矿渣硅酸盐水泥(PS)、粉煤灰硅酸盐水泥(PF)、火山灰质硅酸盐水泥(PP)、复合硅酸盐水泥(PC)。,二.通用硅酸盐水泥的强度等级要求水泥等级是用水泥胶砂硬化试体一定龄期的抗压强度值来表示的.(标准中规定等级时,往往有几个龄期的指标,某等级水泥除了要表示该等级的龄期抗压强度达到规定的强度值外,还要达到相应的其他龄期规定的强度值),GB175-2007通用硅酸盐水泥的变化,1取消了等级PO32.5、PO32.5R普通硅酸盐水泥。2限制了混合材料的品种及掺量3增加了水泥胶砂流动度的检测4增加了水泥中氯离子的检测要求5增加了水泥中碱含量的相关技术要求,水泥企业材料物理性能检验,水泥胶砂流动度及强度试验方法,三水泥胶砂强度检验所需仪器设备，工作环境。水泥胶砂强度检验的仪器设备设备的运行环境和维护保养,水泥胶砂强度成型检验的仪器设备。电动水泥胶砂流动度跳桌 行星式水泥胶砂搅拌机水泥胶砂试模水泥胶砂试体成型振实台水泥胶砂试体成型振动台水泥胶砂电动抗折试验机水泥胶砂强度自动压力试验机40mm40mm水泥抗压夹具,一、水泥流动度的检验：,概念流 动 度:是人为规定的水泥砂浆和混凝土的一种特定的和易性状态。是指按一定比例配制的水泥和标准砂加水拌和后，在特制的跳桌上进行振动后，测量所得胶砂扩散后底部的直径，用mm来表示。检验目的：控制水泥胶砂成型时的加水量，使胶砂的物理性能的测试建立在准确可比的基础上。流动度测定的规定：为了使所有的水泥品种采用相同的强度试验方法，往往有些水泥不能使用通用的水泥水灰比，这些水泥的强度试验加水量一般通过测定胶砂流动来确定的，流动度则定将直接影响水泥强度试验结果。,在我国的现行的水泥产品标准中，水泥强度检验方法已经全部采用的GB/T17671-1999标准，在GB175-2007标准中规定，火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥和掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时需要测定流动度，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定.当流动度小于180 mm时,应以0.01的整数倍递增的方法调整加水量至胶砂流动度不小于180 mm。(按称样量为450g计算，那么就应该以.ml增加加水量),大多数的特种水泥都要测定流动度，它的基准水灰比是不一样的，比如快硬铝酸盐水泥，在JC933-2003标准中规定的就是水灰比0.47，流动度要求达到165mm-175mm,如不在这个范围，则要以0.01的整数倍增减。目的，是调整流动度达到所要求得范围。流动度的测定：GB/T2419-20051、仪器设备：流动度测定仪（跳桌）可跳动部分4.35kg0.15kg，落距：100.1mm,试模：由截锥圆模和模套组成。捣棒小刀卡尺试验方法：GB/T2419-2005称样量:水泥 450g,ISO标准砂1350g,按预定的水灰比计算并量取拌合用水，行星式搅拌机搅拌。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭与胶砂接触的用具，如：跳桌台面、捣棒、试模内壁等，然后将试模放在跳桌台面中央并用潮湿布覆盖。,将制备好的胶砂分两次装入试模中，第一次装至圆模高度的2/3处，用小刀在相互垂直的两个方向各划5次，捣压15次，捣压的深度为胶砂厚度的一半，装第二层，装至高出圆模的20mm,用小刀在相互垂直的两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心捣压10次，划实和捣压的深度不超过已捣实底层的表面，在装料和捣压时，用手扶稳试模，不能发生移动。捣压完毕后，取下模套，用小刀由中间向边缘已近水平的角度分两次将高出截锥圆模的胶砂刮去，擦去落在桌面上的胶砂，将截锥圆模垂直向上轻轻提起，立刻开动,跳桌，以每秒一次跳动25次，跳动完毕用卡尺测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，取整数，单位为毫米，该平均值即为该水量的水泥胶砂流动度。水泥胶砂流动度的检验从加水拌和时算起全过程在6分钟内完成。影响流动度试验结果的主要因素：跳桌跳动部分的总重量：4.35kg 0.15kg，在使用中应严格控制。跳桌可跳动部分的落距为100.2mm，落距不符合要求时，可调整推杆上端螺纹与圆盘底部连接处的螺纹距离。,跳桌安装基座为整体结构，由混凝土浇注而成，并且桌面应呈水平状态。人员操作的影响装料的多少，捣压的手法及力度，测量的准确等。,水泥强度检验 基础知识：水泥强度：是水泥重要的物理力学性能之一，是硬化了的水泥石能够承受外力破坏的能力。以MPa表示,1MPa=1(N/mm2)根据受力情况的不同，可以分为抗压强度、抗折强度、抗拉强度三种。在我国通常以抗压强度和抗折强度来表示水泥强度的。抗压强度：水泥硬化胶砂试体承受压缩破坏时的最大应力抗折强度：水泥硬化胶砂试体承受弯曲破坏时的最大应力,检验水泥强度的目的：一方面是为了确定水泥等级，评定水泥质量的好坏，另一方面是为设计混凝土强度提供依据。在实施了ISO强度后，对于通用水泥将强度等级改为直接用28天的抗压强度值来表示等级，对于不同的水泥，龄期的规定也不同。如硅酸盐水泥、普通水泥等五大水泥是用28天抗压强度值来表示的，而快硬硅酸盐水泥是用3天抗压强度来表示的。,每两个相邻的等级之间一般相差10MPa,如32.5、42.5等，但是，在标准中决定水泥等级时往往有几个龄期的指标，某一强度等级的水泥强度值，除了要达到表示等级的龄期的抗压强度值外，根据产品标准要求，还要达到相应的其它龄期规定的强度值。如42.5PO水泥，除了28天抗压强度要达到42.5MPa外，28天抗折强度要达到6.5MPa，3天抗折、抗 压强度分别要达到3.5MPa和17.0MPa，才能判定该水泥达到了42.5强度等级要求，否则，只能降低等级（如达不到42.5强度等级水泥可以降为32.5PC水泥）或判为不合格水泥。,应当指出，水泥强度是一个相对值，同样的水泥用不同的检验方法就会有不同的强度值，为了正确反映水泥的强度并使其具有可比性，应制定标准的强度检验方法。所以我国从1999年开始水泥强度试验方法已逐步改成了ISO法，到目前已全部改成ISO法，而且规定用统一技术要求的标准砂，在我国规定采用厦门艾思欧标准砂厂生产的ISO标准砂。,水泥强度检验 设施和试验条件养护箱：因为在测定水泥强度时，刚成型后的试件不具有抗水性，所以不能马上浸泡于水中，同时又不能使拌和水的水分损失，因此水泥试件的初期养护总是放在相对湿度大于90，温度恒定在201的养护箱中养护。,养护箱的构造没有同一的规定，可以购买成品，也可自行制造，但是，除了能满足温湿度要求外，还要保证密封良好，壁板水平，如果壁板不平，因为刚成型的水泥试件还没硬化，如果不平容易造成水泥试件一边倒，这样就会影响检验结果的准确性。养护水 水泥试件在水中养护是水泥强度和其它一些性能试验的重要环节，会直接影响试验结果。GB/T17671-1999标准中规定用容量相对少的水槽。而且规定，它的水温必须恒定在201，这一点可以通过控制室温来做到，最好的办,法是将水槽放在一个大的水池中来控制养护水温，这样可以保证水温的均匀性。实验室温湿度的要求：实验室温湿度对水泥物理性能的影响很大，因此各国水泥检验方法中对温湿度都有严格的规定，我国现采用的水泥胶砂强度检验方法GB/T17671-1999中规定：实验室温度202，相对湿度50%，养护柜温度201，相对湿度90%，养护水温度201，并且规定试验室的温湿度在工作期间每天至少记一次，养护柜的温湿度至少每4小时记录一次。,胶砂强度检验：试验前的准备工作样品的准备：虽然GB/T17671中没有明确规定水泥样品要过筛，但根据我国的实际情况应在取样后通过0.9mm方孔筛，然后再进行各项检验，这样可以避免仪器设备的损坏。用于检验的水、标准砂、水泥的温度应和实验室的温度一致，即202，一般情况下，用于检验的水泥样品要提前一天送到试验室。用于检验的ISO标准砂为厦门艾思欧标准砂生产的，砂子,质量的好坏对水泥强度的检验结果的准确性影响很大，所以一定要用正规渠道进的标准砂。我们所用的ISO标准砂粒径在0.08mm-2.0mm,分细砂粒径在0.08mm-0.5mm,中砂粒径在0.5mm-1.0mm,粗砂粒径在1.0mm-2.0mm共3级，重量分别为450g，加起来1350g的级配砂。试验用仪器设备天平在水泥企业管理规程中明确规定，水泥强度检验须有两台天平，一台用于称水泥试样，最大称量1000g，感量1g。,另一台最大称量为2000g，感量2 g的天平，用来校准标准砂，因为我们用的标准砂都是定量包装，每袋的重量都在13505g 的范围内，如果砂子和水泥的重量不准，对水泥强度检验结果易造成误差。搅拌机：GB/T17671中规定搅拌机采用的是行星式搅拌机，行星式搅拌锅不转，搅拌叶作自转（顺时）和公转（逆时）。搅拌机工作程序分自动和手动两种：自动：低速30s1S,再低速30s1S同时自动加砂在此时间内完成，高速30s1S，停90s1S，高速60s1S。,手动：手动控制高、中、低三档速度及加砂功能按钮。叶片与锅底、锅壁的间隙：3mm1mm,可以通过两个不同细度2mm、4mm的铁丝检测。振实台：标准中规定振实台为伸臂式振实台，或者振幅0.750.02mm振动台代替，试验结果有矛盾时，以振实台为准振实台的安装对水泥强度的检验结果影响较大，振动台的安装要注意两个方面，一是必须安装在混凝土基座上，不要安装在用砖砌成的台子上或者空心的台子上。二是：安装时设备应成水平状态。,振实台振幅15mm0.3mm，检查时可用厂家提供的厚度为14.7mm和15.3mm两个量块来检查振幅是否符合要求。抗折强度试验机：GB/T17671标准中规定，检验抗折强度时的加荷速度为5010N/S,或0.117 0.0117MPa/S,我国现用的加荷速度一般为505N/S，所以完全能满足要求。抗压强度试验机：GB/T17671标准中规定，抗压强度试验机要有1的精度。而且要满足2400200N/S加荷速度,因加荷速度对水泥,强度检验结果有很大的影响，所以加荷速度一定要控制在标准规定的范围内，为了达到这一目的，最好用恒应力自动控制压力机，也可用带有限速盘的手动压力机,如果是2000年以后购买的手动压力机，出厂时机器本身就带有不同的限速装置，只要调到相应的速度就行了，可以用秒表掐一下时间。,注意：无论选择哪一个度盘，都要遵循一个原则，试件破坏时的荷载指示，要落在表盘的下方(压力机度盘的20%-80%为有效读数)这时指针的读数为有效读数，否则，要重新调整相应的度盘，而且要满足2400200N/S的加荷速度要求。抗压夹具 标准中规定抗压夹具为双臂式结构，受压面积40mm40mm,放夹具时，应把它放在压力机的上下压板之间并与压力机处于同一轴线，以便荷载传递至胶砂试件表面。胶砂的制备配合比：灰砂比1:3 水泥：450g,砂子：1350g 水灰比：根据标准的相关要求或流动度确定成型操作及注意事项 成型操作前应将所有的仪器进行检查和试车，确认仪器工作正常时才能投入使用。,胶砂搅拌：搅拌机分手动和自动两种。一只锅只能在一台搅拌机上使用。往加砂器上加时，要小心不能外撒，要检查加砂时间是否255S流完,如果不能在规定的时间内流完，胶砂组成将发生变化，自然要影响强度值。刮锅时应在静停的90S的前15S内完成，可以放下来刮。搅拌同一品种水泥时可以不檫洗锅。水泥搅拌时，先加水后加水泥。水的量取精确至1ml.振实成型：a试模：模腔宽度39.9-40.05mm高度40-40.1mm,重量;6-6.5kg.每年要检查一次。,模子的擦洗试模在振实台上定位。通过模套来完成，胶砂搅拌完成后，应先翻动搅拌几次，分两层加入试模，分别振60次。刮平 分两步：以拉锯的方式从一端向另一端移动，直至完全离开试模，接着将直尺擦拭干净以近乎水平的方式将胶砂表面抹平，移动方向最好和锯割方向相反，遇到较干的胶砂锯割动作要慢。（作标记）湿气养护和编号,养护 养护温度和湿度、篦板的水平编号：脱模、下水养护脱模水中养护值得注意的是 每个养护水槽只能养护化学成分类似的同一天成型的水泥试件。养护期间不允许全部换水。放入水中养护的试件，彼此之间要保持一定的间距，让水与试件的六个面接触，而且养护水面要高出试件5mm以上,强度试验：试体的龄期是从加水搅拌开始试验时算起，不同的龄期要在规定的时间里进行破型。24h15min,48h30min,72h45min,7d2h,28d8h。所有的试块都要求在试验前15min捞出，并用湿布覆盖。抗折强度检验：调零，检查三个圆柱轴是否转动。选面调整杠杆高度。选面试验，读数。读到0.01位。F：计算：公式：Rf=3PL/2bh2 Rf=(R1+R2+R3)/3,检查3条试体的抗折强度值是否超过10,然后计算该组试块强度例题：1、有一组试块，3天抗折强度破坏值分别为（MPa）：5.55、5.51、5.40，计算该组试块强度。解：Rf=5.55+5.51+5.40/3=5.485.5 MPa+10 6.05-10%4.95所以：该组试块的3天抗折强度为5.5 MPa。2、有一组试块28天抗折破坏值，7.25 8.60 8.35，求Rf=?解：Rf=7.25+8.60+8.35/3=8.068.1+10 8.91-10%7.29 所以剔除7.25最后Rf8.60+8.358.478.5 MPa,3.有一组试块，28天抗折强度破坏值分别为（MPa）：7.98、6.20、4.98，计算该组试块强度。解：Rf=7.98+6.20+4.98/3=6.386.4 MPa+10 7.02-10%5.74剔除7.98,4.98两值所以：该组试块的3天抗折强度为6.2MPa。,抗压强度试验：A、检查折断后6个断块的尺寸。B.加压面及试块放置的位置。C加荷速度的控制。开始和最后的控制。D读数、计算：Rc=Fc/A Rc-抗压强度MPa Fc-破坏时的最大载荷，NA-受压部分面积 40mm40mm=1600mm2Rc=F读数1000/1600=F读数/1.6检查6块试体的抗压强度值是否超过10。然后计算该组试块强度，至少有5块不超差，否则要重做。,例题：例一 28天读数值分别为（KN）：83.2、85.1、84.9、84.3、82.6、82.6计算Rc=？解：单块值分别为：52.00、53.18、53.06、52.68、51.62、51.62平均值：52.3652.4+10 57.64-10%47.16 例二 3天抗压强度破坏荷载分别为：27.7、32.9、32.4、32.8、31.7、32.9计算Rc=？单块值分别为;17.31、20.56、20.25、20.50、19.81、20.56平均：19.8+10 20.88-10%17.82 剔除17.31余下5个值求和/5=20.3MPa,例三 28天读数值分别为（KN）：53.2、60.5、53.1、53.2、53.1、80.8计算Rc=？解：单块值分别为：33.25、37.81、33.18、33.25、33.18、50.50平均值：36.86+10 40.55-10%33.17 剔除50.50余下5个值求和/5=34.13报出?+10 37.55-10%30.72剔除37.81此组试验结果超差,作废.,检验中影响水泥强度试验准确性的因素*：1、标准砂的影响。2、仪器设备：搅拌机、振实台、抗压夹具、试模、压力机等。3、实验室的温湿度。4、水养护条件5、试验操作：1称样 2搅拌 3振实 4刮平 5还要考虑加荷速度（开始和最后的控制）以及夹具必须合格。可以归纳为以下几方面(水灰比,试体成型方法,养护条件,操作和时间),标准偏差：是人们总结和推导出来的一个衡量总体分散程度的度量值，用S表示。标准偏差值反映了水泥质量的波动情况，缩小标准偏差可以确保出厂水泥在达到100合格的基础上，减少超标号水泥的数量，从而降低 成本。企业管理规程中要求水泥28天抗压强度标准偏差S1.65.变异系数：标准偏差与平均值的比值即为变异系数，它表示的是偏差或误差的相对值的大小。用C v表示。Cv=S/X平均100,水泥企业管理规程中规定，28天抗压强度月平均变异系数Cv目标值不大于4.1，均匀性试验的28天抗压强度变异系数Cv目标值不大于3.0 均匀性试验要求企业每季度必须做一次，它是对一个编号水泥10个分割样做28天强度，然后计算标准偏差。,数字修约与有效数字：有效数字：指保留末一位不准确数字，其余数字均为准确数字的一种数字。确定有效数字的方法：数字1-9都为有效数字。数字前面的数字“0”作为数字定位，不是有效数字。如0.0032中32前的“0”均不是有效数字。数字之间的“0”和数字末尾的“0”都是有效数字。如1.0090它的有效位数为5位。以“0”结尾的正整数，有效位数不确定。如：4500为不确定，而写成4.50103有效数字为3位，4.500103有效数字为四位数。,数字修约规则：1、进舍规则：口诀：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零识奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一。例如：4.2551修约成3位有效数字为4.26,如果是4.25001 修约成三位有效数字为4.25,如果是4.235000则为4.24,如果是4.24500则为4.24。2、负数修约与前面相同。只是在数字前面加“”号。如-4.245修约成三位有效数字时为-4.243、不允许连续修约。例如:15.4546修约成两位有效数字为15,而当连续修约时,则成 15.4546-15.455-15.46-15.5-16,比实际数多了1，所以当进行修约时,应该一步修约到位。,修约间隔：是确定修约保留位数的一种方式，修约间隔一经确定，修约值即为该数值的整数倍。如指定修约间隔为0.1,修约值即为0.1的整数倍,也就是修约成一位小数；如指定修约间隔为0.2，修约值则为0.2的整数倍，即修约值能被0.2整除，如2.457修约成两位有效数字则为2.6。全数值修约法：只有碰到检测数值修约后，与标准要求值一样时才用到全数值修约，如标准要求SO3不大于3.5，而我们检测值为3.52，修约后为3.5，这样就判为合格，就出现了错误，遇到这种情况就必须用全数值修约，修约后记为3.5（+），判为不合格。当检出结果为3.49时，应记为3.5（）,有效数字的计算1、加、减法则：几个数相加减，以小数位数最少的为准，其余各数修约成比该数多一位小数的数，然后运算，运算的结果修约成与小数位数最少的相同。如：50.8+3.83+4.581=50.8+3.83+4.58=59.21=59.22、乘除法则：几个数相乘除，以有效位数最少的为准，其余各数修约成比该数多一位有效位数的数，然后运算，运算结果以有效位数最少的为准，与小数点的位置无关。如：12.750.083=12.80.083=1.0624=1.1 12.750.083=12.80.83=15.4=150.79951.24510.10=0.8001.250.10=0.100=0.10注意:无论是加减还是乘除,都要先修约后运算,运算的结果再修约,运算的过程中,有效位数不能增加,应比最少的数多一位。,谢谢大家!,