水泥胶砂综合性能实验.doc

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1、实验三、水泥胶砂综合性能实验分实验一 水泥胶砂流动度一、实验目的1、掌握GB / T 241994水泥胶砂流动度的检验方法；2、正确使用仪器并熟悉性能。二、实验原理胶砂流动度是人为规定水泥砂浆处于一种特定的和易状态，它反映的出水泥胶砂的可塑性。用流动度来控制加水量，使胶砂物理性能的测试准确可比，用流动度来控制水泥胶砂强度成型加水量，所测得的水泥强度与混凝土强度之间有较好的相关性。胶砂流动度是通过规定的流动度跳桌来确定，单位mm。三、实验仪器材料1、实验仪器：胶砂搅拌机符合 GB 177 有关规定。水泥胶砂流动度测定仪（简称跳桌）。试模：用金属材料制成，由截锥圆模和模套组成。截锥圆模内壁应光滑，

2、尺寸为：高度600.5mm ; 上口内径700.5mm ; 下口内径1000.5mm ; 下口外径120mm ; 模套与截锥圆模配合使用。捣棒：用金属材料制成，直径为200.5 mm，长度约 200mm。 捣棒底面与侧面成直角，其下部光滑，上部手柄滚花。卡尺：量程为200mm，分度值不大于0.5 mm。小刀：刀口平直，长度大于80mm 。2、试验材料及条件一次试验用的材料数量为：水泥450g（540g），标准砂1350g，水量按预定水灰比计算。水泥试样、标准砂和试验用水应符合 GB 177 有关规定。试验条件应与 GB 177 有关规定一致。四、实验操作步骤 1、跳桌在试验前先进行空转，以检验

3、各部位是否正常。2、胶砂制备按 GB 177 有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。3、将拌好的胶砂分两层迅速装入流动试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划 5 次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压 15 次，如图 1 ；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约 20 mm ，用小刀划 10 次再用捣棒由边缘至中心均匀捣压 10 次，如图 2 。捣压力量应恰好足以使胶砂充满截锥圆模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二分之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳

4、试模，不要使其移动。4、捣压完毕，取下模套，用小刀由中间向边缘分两次将高出截锥圆模的胶砂刮去并抹平，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，约每秒钟一次，在 30 1s 内完成 30 次跳。5、跳动完毕，用卡尺测量胶砂底面最大扩散直径及与其垂直的直径，计算平均值，取整数，用单位表示。即为该水量的水泥胶砂流动度。流动度试验，从胶砂拌和开始到测量扩散直径结束，应在 5min 内完成。6、电动跳桌与手动跳桌测定的试验结果发生争议时，以电动跳桌为准。图1图2五、操作注意事项 1、胶砂搅拌结束后应立即进行流动度测定，装模、压捣等制样工作应在2min 内完成，若不及时进行检验，流动

5、度随时何延长而减小。2、湿度的影响：在流动度试验的全过程中，试套和滚轮表面抹上优质机油，以保持光洁度。3、压捣时用力要均匀，力量大小要适当，捣棒应垂直。用力大了，可能造成截锥下边泌水，流动度结果就小；用力小了，砂浆捣实不好，有空洞，发散、振动时不是往下塌落，而是散落直径无法测量。因此，要多多练习，用力适当、合理捣实，否则流动度不准，得不出真实数据。4、润滑： 在操作中必须在跳桌的凸轮、推杆、轴正常。5、跳桌在使用前应先空跳一次犷以检查跳桌是否验室搅拌锅、截锥模和圆柱捣棒都要求有一定的湿度。操作中差别太大，有的把抹布拧得特别干，有的随便拧一下，有的干脆不拧，带水擦锥模和搅拌锅，为统一操作，抹布不

6、要拧得特别干，但是也不能带水擦，要适度拧一下就可以了。6、试验室搅拌锅、跳桌台面、试模内壁、捣棒及与胶砂强度。如温度偏高，将造成水泥标号的虚假，温度偏低，强度发挥慢，测试结果偏低。养护箱的篦板要经常检查是否水平，如不水平要及时调平，以防养护时试模中胶砂向低的一方流动，使试体出现一头高、一头低的现象，使试体强度测定结果不准确。六、实验记录及结果处理表1 胶砂流动度实验记录次数水泥的质量（g）水（mL）标准砂的质量（g）胶砂流动度（mm）12平均思考题：1、水泥胶砂流动度和水泥净浆稠度用水量有何异同？分实验二 水泥机械强度的测定水泥的强度在使用中具有重要的意义。水泥强度是指水泥试体在单位面积上所承

7、受的外力，它是水泥的主要性能指标。水泥是混凝土的重要胶结材料，水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源。检验水泥各龄期强度，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号。水泥强度检验主要是抗折与抗压强度检验。一、实验目的1、学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；2、分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素。二、实验原理1、抗折图1 测试原理示意图在水泥胶砂试体抗折强度测试中，两支承圆柱的中心距离L0.1m；试样宽度b0.04m；试样高度l0.04m。代入材料抗折强度计算公式则中得Rf2.34P。采用电动抗折仪进行测定，其测试原理如图1所示。在这种情况下，力

8、矩M与各量的关系为：M1PLlM2SL2M3SAM4QB平衡状态时M1M2即PSL2L1M3M4即SBQA由于仪器设定为：力臂L1l长度单位(1cm)，Al长度单位(1cm)；L25长度单位(5cm)，Al，B10长度单位(10cm)。则P=50Q Rf=117Q应当注意的是，水泥胶砂试体是由晶体、胶体、未完全水化的颗粒、游离水和气孔等组成的不均质结构体。而且在硬化过程的不同龄期，试体内晶体、胶体、未完全水化的颗粒等所占的比率不同，导致试体的强度也不相同。因此，水泥胶砂试体不是均质弹性体，而是“弹粘塑性体”，用上式计算出的强度不完全代表水泥胶砂试体的真实抗折强度值，但这种近似值已能满足工程测试

9、的要求。2、抗压强度检验抗压强度一般采用轴心受压的形式。按定义，其计算公式为：式中RC为抗压强度，MPa；A为受压面积，m2；P为作用于试体的破坏荷重，kN。在水泥胶砂试体抗压强度测试中，用抗折试验后的两个断块立即进行抗压试验，因此试体的受压面积：A0.04m0.04m2。三、实验器材(1)、JJ195B型水泥胶砂搅拌机，如图2所示。图2 JJ195B型水泥胶砂搅拌机1电机；2联轴套；3蜗杆； 4砂罐；5传动箱盖；6蜗轮；7齿轮；8主轴；9齿轮； 10传动箱；1l内齿轮；12偏心座：13行星齿轮；14搅拌叶轴；15调节螺母；16搅拌叶；17搅拌锅；18支座；9底座；20手柄；21立柱 (2)、

10、ZS15型水泥胶砂振实台，如图185所示。振实台应安装在高度约为400mm的混凝土基座上。需防外部振动影响振动效果时，可在整个混凝土基座上放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。图3 ZS15型水泥胶砂振实台1定位套：2止二动器；3凸面；4台面；5凸轮；6红外线 (3)、试模：试模由三个水平的模槽组成(如图4所示)，可同时成型三条截面为40mm40mml60mm的棱形试体。图4 试模 (4)、播料器和金属刮平尺：为控制料层厚度和刮平胶砂应备有两个播料器和一金属刮平直尺。(5)、自动抗折仪。(6)、抗压强度试验机。四、试验步骤1、试体成型(1)、将试模擦净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防

11、止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。胶砂的质量配合比应为1份水泥、3份标准砂和0.5份水(水灰比为0.50)。一锅胶砂成3条试体，每锅材料需要量见表工85所示。(2)、先使搅拌机处于待工作状态，然后再按以下的程序进行操作。把量好的水225(精确1mL)加入锅里，再加入称好的水泥450(精确1g)，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动搅拌机，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。把机器转至高速再拌30s，停拌90s，在第1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在ls以内。(3)、胶砂制备后应立即进行成型。预先

12、将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，再振实60次。再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90o的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。最后在试模上标记。2、试体养护(1)、脱模前的养护：将试模放入养护箱养护温度(203)，相对湿度大于90。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜

13、料笔对试体进行编号，对两个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的3条试体分在两个以上龄期内。(2)、脱模：对于24h龄期的，应在破型试验前20min内脱模；对于24h以上龄期的，应在成型后2024h之间脱模。脱模应小心，以免损伤试体。对于已确定作为24h龄期试验的已脱模试体，应用湿布覆盖至做试验时为止。(3)、水中养护：将编号的试体立即水平放在(201)水中养护，放置时刮平面应朝上。试体之间间隔和试体上表面的水深不得小于5mm。注意：试体放置的箅子不宜用木料制成，每个养护池只养护同类型的水泥试体，在养护期间换水，水量不够时可加水至恒定水位。3、强度试验(1)、各龄期的试体必须按表1规定时间进

14、行强度试验。表1测定时间与龄期的关系龄 期时 间龄 期时 间24h24h土15min7d7d土2h48h48h土30min28d28d士8h72h72h土45min(2)、试体从水中取出后，在强度试验前应用湿布覆盖。(3)、抗折强度测定：擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面杂物试体一个侧面放在抗折仪的支撑圆柱上，通过加荷，圆柱以(5010)N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。记录抗折强度值(记录至0.1MPa)。(4)、抗压强度测定：抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验。抗压试验须用抗压夹具进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在0.5mm内，整个

15、加荷过程中应以(2400200)Ns的速率均匀地加荷直至破坏，记录抗压强度值(记录至0.1MPa)并进行水泥强度的计算：抗折强度：抗折强度计算，精确至0.1MPa。以一组3个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当3个强度值中有超出平均值10时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。抗压强度：抗压强度计算，精确至0.1MPa。以一组3个棱柱体上得到的6个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如6个测定值中有1个超出6个平均值的10，就应剔除这个结果，而以剩下5个的平均数为结果。如果5个测定值中再有超过它们平均值10的，则此组结果作废，应重做这组试验。五、操作注意事项1、实验室温度为(202)，

16、相对湿度为50。2、养护箱温度为(201)，相对湿度为90，养护水的温度为(201)。3、ISO基准砂： SiO2含量不低于98的天然圆形硅质砂；4、水泥：当试验水泥从取样至试验要保持24h以上时，应把它贮存在基本装满和气密的容器里，这个容器应不与水泥起反应。5、水：试验可用饮用水，仲裁试验或其他重要试验可用蒸馏水。6、抗折强度试验机要定期检查其灵敏度及抗折夹具的尺寸和要求是否符合标准的规定。抗压试验机要定期检查其误差是否超出范围，一般误差不得超过2。7、当抗压夹具不带球座时，抗压试验机应带球座，并保持灵敏、润滑、清洁、夹具上下压板的尺寸和要求必须符合标准的规定。8、试体按编号和龄期从养护水槽中取出后，必须与原始记录本上的编号、日期一致，在强度试验前应用湿布覆盖，防止水分蒸发，要在规定的时间内进行强度试验。 六、试验记录表2水泥胶砂强度试验记录项目次数抗折破坏载荷（MPa）抗压坏载荷（KN）强度等级3d7d28d3d7d28d12平均思考题：1、 养护池的水温对水泥强度有何影响？2、 如何判断抗折、抗压强度测定值是否为有效数据？