水泥性能

水泥性能（共12篇）

水泥性能 篇1

水泥是重要的建筑材料,目前水泥市场竞争十分激烈,为了在市场上站稳脚跟,水泥企业拼质量,拼成本,拼价格。而质量对水泥企业显得尤为重要,现在水泥中混合材的掺量都比较大,目的是为了降低成本,在这种情况下,怎样把熟料,混合材的潜能激发出来,提高水泥的强度显得十分重要。水泥熟料和混合材必须磨到一定细度状态下才具有胶凝性并最终具有强度,水泥细度直接影响着水泥的凝结,水化等一系列物理性能。目前水泥细度的状态一般用以下三种方式表达;筛析法,比表面积法,颗粒级配法,如80μm和45μm的筛析法,它只是简单反映水泥中粗颗粒的含量,而比表面积法主要反映水泥中的细颗粒含量,以上两种方法对水泥强度发挥起主要作用的3~32μm颗粒的含量则不清楚,而颗粒级配法则可以全面反映水泥中颗粒大小的分布情况,是当前水泥企业调整控制水泥性能的先进手段。水泥颗粒太细,企业能耗增大,成本高,且水泥水化热也增大,混凝土耐久性差,施工过程需水量大,混凝土易开裂。水泥细度细,在空气中也极易水化,降低标号,不能较长时间保存,水泥细度粗,水泥熟料只是表面水化,材料的活性不易激活,只是相当一个没有活性的填充料,水泥的早期和后期强度都比较低。造成能源的浪费。在水泥所有的颗粒中,3~32μm的颗粒它的活性最高,它不仅使水泥早期强度高,且后期强度也高,因此提高3~32μm颗粒的含量是水泥企业一个努力的方向。

2015年下半年,江西建材产品质检站遵照江西省工信委建材处《关于开展全省水泥颗粒级配和碱含量摸底调查工作的通知》的文件指示,对全省水泥企业进行了一次水泥颗粒级配及碱含量抽样检测。共抽样197批次,其中普通水泥42.5级及以上等级水泥69个,复合水泥32.5级(含复合32.5R)118个,白水泥32.5级10个,现把三种水泥颗粒级配情况对比如表1。

(1)带辊压机的磨机过粉碎现象要好于不带辊压机的。

(2)带选粉机的过粉碎现象很少。

(3)水泥中3~32μm的颗粒含量,普通42.5的水泥高于复合32.5水泥。

(4)水泥中3~32μm的颗粒含量超过65%比较少。现在一般认为理想的水泥颗粒级配为小于3μm的含量不应超过10%,3~32μm的含量应超过65%,大于65μm的颗粒越少越好。从普通水泥42.5级的统计情况来看小于3μm的颗粒含量,69个批次中超过10%有22个占32%,比较高,存在较明显的过粉碎现象。3~32μm的含量,69个中超过65%有28个占41%不到一半,有一个批次3~32μm的含量低于60%,大于65μm的颗粒不多,但都存在一些。

从复合水泥32.5级总的情况来看118个水泥中小于3μm的超过10%有34个占29%,比普通水泥42.5级略低一些,但也存在相当过粉碎现象,3~32μm含量超过65%有24个占20%,只有普通水泥42.5级的一半比例太低了。有11个批次3~32μm的含量低于60%,同普通水泥42.5级一样,大于65μm的颗粒也都存在一些。从以上情况看,我省企业的水泥中3~32μm颗粒的含量总体偏低,为此提出如下建议,供参考。

为改善水泥颗粒级配,提高3~32μm含量,降低小于3μm及大于65μm含量宜采用以下五条措施:(1)提高辊压机的辊压效果:控制进入辊压机物料的最大粒度,一般控制在60mm以下,控制入辊物料综合水分不超过1%~1.5%,稳定喂料量,控制合适的辊压力,减少辊压机的边缘效应;(2)提高打散分机分选效果:及时更换磨损的撒料盘衬板和反击板,修补或更换破损内锥体及筛网、风轮,必要时调整内筒高度来提高入磨细粉量;(3)球磨机系统的优化:通过改变仓长、适当延长末仓(研磨仓)的长度,降低球径的方法,来提高研磨能力,同时防止过粉碎现象的发生;(4)磨内物料流速和通风量的控制:料风平衡,以保持合理的磨内物料流速;(5)企业可以购买激光粒度仪开展水泥颗粒级配检测,这项检测每次所耗时间不长,且操作起来也比较简单,现在市场上销售的有干法和湿法两种仪器,干法仪器虽然一次投资大些,但用起来方便简单,成本低,更适应生产控制。企业通过不断的试验,探索出方便可行的方法来。水泥颗粒级配优化了,水泥的潜能就能充分地发挥出来,水泥企业的效能也能进一步地增长,同时水泥的使用性能更好了,产品也更受用户的欢迎。

摘要：水泥是建筑工程中的重要材料,用途广,用量大广泛用于工业及民用工程,现在水泥市场竞争日益激烈,水泥企业如何改进生产控制方法,提高水泥产品的质量和施工性能,且降低成本,来适应这一新形势?笔者通过对江西省2015年全省水泥颗粒级配抽样结果的统计分析,提出了一些建议。

关键词：水泥,颗粒级配,水泥性能

水泥性能 篇2

一、判断改错题

1、水泥为气硬性胶凝材料。（×）

2、因水泥是水硬性胶凝材料，所以运输和贮存时不怕受潮。（×）

3、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（×）

4、生产水泥的最后阶段还要加入石膏，主要是为调整水泥的凝结时间。（√）

5、硅酸盐水泥熟料的主要矿物成份是硅酸钙。（√）

6、普通硅酸盐水泥的强度等级分为 32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R五个等级。（×）

7、矿渣硅酸盐水泥的烧失量要求小于等于5.0%。（×）

8、低碱水泥中的碱含量应不大于0.6%或由买卖双方协商确定。（√）

9、硅酸盐水泥初凝时间不小于45 min，终凝时间不大于390 min。（√）

10、普通硅酸盐水泥的细度以80μm方孔筛筛余表示，筛余应不大于10%。（×）

11、矿渣硅酸盐水泥进行胶砂强度检验时，应根据胶砂流动度来调整用水量。（×）

12、凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合GB175-2007标准规定时，均为废品。（×）

13、水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起3Od以内完成。（×）

14、水泥试体成型试验室的温度应保持在20℃±2℃，相对湿度应不低于50%。（√）

15、水泥试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃，相对湿度不低于95%。（×）

16、水泥试件成型振实台只要安放在稳固的基座上即可。（×）

17、水泥胶砂试件成型时配合比为水泥：标准砂：水＝1：2.5：0.5。（×）

18、水泥胶砂试件成型时配料用的天平精度应为±1g。（√）

19、水泥胶砂试件成型时向搅拌机中加料的顺序为水泥、水、砂。（×）20、水泥胶砂试件振实成型时，水泥胶砂应分三次装入试模。（×）

21、水泥试件水平放置于水中养护时，刮平面应向上。（√）

22、水泥试件养护时，每个养护池可以养护不同类型的水泥试件。（×）

23、水泥试件应在试验前30min从水中取出，用湿布覆盖，直到试验结束。（×）

24、水泥凝结时间用针为直径1.13mm±0.05mmm的圆柱体。（√）

25、测定水泥标准稠度用水量时，以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm时的用水量为水泥的标准稠度用水量。（√）

26、测量水泥的凝结时间，在临近终凝时应每隔15min测定一次。（√）

27、GB175-2007通用硅酸盐水泥标准中取消了有关废品水泥的判定。（√）

28、P．S．B类矿渣硅酸盐水泥中可以掺加大于50%的粒化高炉矿渣。（√）

29、P．S.A类矿渣硅酸盐水泥中可以掺加大于50%的粒化高炉矿渣。（×）30、水泥的体积安定性主要是由于游离氧化钙造成的。（√）

31、用于水泥细度检验用的负压筛的负压调节范围为4000Pa~6000Pa。（√）

32、水泥细度检验时，如果两次筛余结果绝对误差大于0.2%时，应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。（×）

33、水泥细度检验时，负压筛析法、水筛法和手工筛析法测定的结果发生争议时，以负压筛析法为准。（√）

34、水泥细度试验筛修正系数超出0.80~1.20范围时，试验筛应予淘汰。（√）

35、水泥胶砂流动度测定用的跳桌可安装于任意稳固的基座上。（×）

36、流动度试验，从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在10min内完成。（×）

37、袋装水泥取样时，应从每一个编号内随机抽取不少于20袋水泥，采用袋装水泥取样器取样。（√）

38、水泥胶砂搅拌时，标准砂是在低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀加入。（√）

39、一组水泥抗折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的试验结果。（√）

40、一组水泥抗压强度值中，如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。（√）

二、单项选择题：

1、通用硅酸盐水泥按 A 的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。A、混合材料 B、硅酸盐熟料 C、原材料 D、原材料的矿物成份

2、普通硅酸盐水泥的代号为 C。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．O D、P.P

3、火山灰质硅酸盐水泥的代号为 D。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

4、粉煤灰硅酸盐水泥的代号为 B。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

5、复合硅酸盐水泥的代号为 A。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

6、水泥活性混合材料用粉煤灰的强度活性指数应不小于 C。A、50% B、60% C、70% D、80%

7、掺入普通硅酸盐水泥中的活性混合材料，允许用不超过水泥质量 B 的非活性混合材料代替。

A、5% B、8% C、10% D、15%

8、掺入普通硅酸盐水泥中的活性混合材料，允许用不超过水泥质量 A 的窑灰代替。

A、5% B、8% C、10% D、15%

9、普通硅酸盐水泥中混合材料的掺量为 A %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>5且≤30 D、>5且≤50

10、矿渣硅酸盐水泥P.S.A中混合材料的掺量为 D %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>5且≤30 D、>20且≤50

11、矿渣硅酸盐水泥P.S.B中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤70 D、>20且≤50

12、火山灰质硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

13、粉煤灰硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

14、复合硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 D %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

15、硅酸盐水泥分 C 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

16、普通硅酸盐水泥分 A 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

17、复合硅酸盐水泥分 C 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

18、硅酸盐水泥终凝时间不大于 C min。A、300 B、360 C、390 D、450

19、普通硅酸盐水泥终凝时间不大于 D min。A、300 B、360 C、390 D、600 20、矿渣硅酸盐水泥初凝时间不小于 A min。A、45 B、60 C、30 D、40

21、强度等级为42.5的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 B MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

22、强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 A MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

23、强度等级为42.5R的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、22

24、强度等级为42.5R的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 C MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

25、强度等级为52.5的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、23

26、强度等级为52.5的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

27、强度等级为52.5R的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 B MPa。A、15 B、27 C、19 D、23

28、强度等级为52.5R的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、23

29、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于 A 2m/kg。

A、300 B、350 C、370 D、400 30、复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于 B。A、8% B、10% C、12% D、15%

31、矿渣硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其45μm方孔筛筛余不大于 C。A、10% B、20% C、30% D、35%

32、粉煤灰硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于 D 来确定。A、150mm B、160mm C、170mm D、180mm

33、复合硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，当流动度小于180 mm时，应以 A 的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180 mm。A、0.01 B、0.1 C、0.001 D、0.02

34、水泥年生产能力为200万吨以上时，应以 D 吨为一编号。A、600 B、1000 C、2400 D、4000

35、标准稠度用水量和安定性按照 C 进行检验。A、GB/T1345-2001 B、GB/T1345-2005 C、GB/T1346-2001 D、GB/T1346-2005

36、水泥试体成型试验室的温度应保持在 A，相对湿度应不低于50%。A、20℃±2℃ B、20℃±1℃ C、20℃±3℃ 20℃±0.5℃

37、水泥试体带模养护的养护箱或雾室相对湿度不低于 B。A、95% B、90% C、50% D、80%

38、水泥抗折强度试验时，试验机的加荷速度为 A。A、50N/S±10N/S B、30N/S±10N/S C、40N/S±10N/S D、100N/S±10N/S

39、水泥抗压强度试验时，试验机的加荷速度为 C。A、50N/S±10N/S B、2000N/S±50N/S C、2400N/S±200N/S D、100N/S±10N/S 40、胶砂试件脱模后，养护期间，试体间距不得小于 A A.5mm B.10mm C.50mm D.20mm

三、多项选择题：

1、硅酸盐水泥的代号为 A B。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．O D、P.P

2、矿渣硅酸盐水泥的代号为 C D。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．S．A D、P.S.B

3、硅酸盐水泥熟料由主要含 ABCD 的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。A、CaO B、SiO2 C、Al2O3 D、Fe2O3

4、GB175-2007同GB175-1999相比，普通硅酸盐水泥的强度等级删去了 AB。A、32.5 B、32.5R C、42.5 D、42.5R

5、AB 在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180 mm来确定。

A、火山灰质硅酸盐水泥 B、粉煤灰硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、硅酸盐水泥

6、水泥出厂前按 AB 等级编号和取样。A、同品种 B、同强度等级 C、同品种、同强度等级 D、同一条生产线

7、水泥的出厂检验项目为 ABCD。A、化学指标 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

8、水泥的 ABCD 满足GB175-2007规定的为合格品 A、化学指标 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

9、水泥的 BCD 不满足GB175-2007规定的为不合格品 A、碱含量 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

10、水泥的化学指标包括 ABC。A、不溶物 B、烧失量 C、三氧化硫 D、碱含量

11、水泥的物理指标包括 CD。A、不溶物 B、烧失量 C、凝结时间 D、安定性

12、AB 水泥的细度用比表面积表示。A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、粉煤灰硅酸盐水泥

12、CD 水泥的细度用筛余表示。A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、粉煤灰硅酸盐水泥

13、水泥胶砂成型振实台的基座要求描述正确的有： AB。A、高约400mm B、重约600kg C、体积约为0.5m D、长度为2米

14、对胶砂搅拌机工作程序描述正确的有： ACD。A、标准砂在第二个30S开始时加入 B、标准砂在开始搅拌时即加入 C、停拌时间为90S D、调整搅拌时间为60S

15、对振实台成型描述正确的有： ABD。

A、胶砂分二层装入试模 B、装入第一层后要振实60次 C、胶砂一次装满试模 D、振实后应用直尺刮平

16、对水泥胶砂试件带模养护描述正确的有： CD。A、试件可在成型室中自然养护 B、养护时试模可叠放在一起 C、养护时的温度为20℃±1℃ D、养护时的相对温度为90%以上

17、可用于水泥细度检验用的试验筛的规格有 AB。A、45μm B、80μm C、1.25mm D、30μm

18、水泥细度检测方法有 ABCD。3A、勃氏法 B、负压筛法 C、水筛法 D、手工筛析法

19、对负压筛检测水泥细度描述正确的有： BC。A、80μm筛析试验样品量为10g B、45μm筛析试验样品量为10g C、调节负压至4000~6000Pa范围 D、筛析时间为3min 20、对水筛法检测水泥细度描述正确的有： ABD。A、80μm筛析试验样品量为25g B、45μm筛析试验样品量为10g C、水压为0.2MPa D、筛析时间为3min

21、对手工筛法检测水泥细度描述正确的有： ABC。A、80μm筛析试验样品量为25g B、45μm筛析试验样品量为10g C、拍打速度为每分钟120次 D、筛析时间为3min

22、对测定标准稠度用试杆描述正确的有 AC。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

23、对测定凝结时间初凝用试针描述正确的有 AD。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

24、对测定凝结时间终凝用试针描述正确的有 BD。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

25、对标准稠度用水量标准方法描述正确的有： ABD。A、水泥用量为500g B、整个操作过程应在3分钟内结束 C、以试杆沉入净浆并距底板为5mm±1mm时的用水量为标准稠度用水量 D、标准稠度用水量按水泥质量的百分比计

26、对凝结时间的测定描述正确的有： ABD。A、第一次测定应在加水后30min时进行

B、当试针距底板为4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态 C、临近终凝时每隔30min测一次

D、当环形附件不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态

27、对雷氏夹测定水泥安定性描述正确的有 AB。A、净浆装入雷氏夹后应在养护箱内养护24h±2h B、试件需要进行沸煮 C、沸煮时间为4h D、沸煮时指针向下

28、对试饼法测定水泥安定性描述正确的有： BC。A、试饼的直径为60mm±10mm B、试饼中心厚约10mm C、沸煮时恒沸时间为180min±5min D、试饼无裂纹，即认为水泥安定性合格

29、对胶砂流动度测定描述正确的有 ABD。A、如跳桌在24 h内未被使用，先空跳一个周期25次 B、胶砂要分两次装入试模 C、跳桌的跳动频率为每分钟30次 D、流动度试验应在6分钟内结束

30、进行水泥比表面积测定用的样品要先进行预处理，下列说法那种正确： AB。

A、先用0.9 mm方孔筛进行过筛 B、在110℃±5℃条件下烘干1h C、烘干后马上进行测试 D、不用进行烘干

31、对比表面积测定，下列说法正确的有 ABC。A、试验用仪器至少每年校准一次 B、需要测定水泥的密度

C、水泥比表面积应由二次透气试验结果的平均值确定。如二次试验结果相差2%以上时，应重新试验

D、当同一水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时，以自动勃氏透气仪测定结果为准。

32、测定水泥密度时，下列说法正确的有 ABD。A、试样先用0.9 mm方孔筛进行过筛

B、试验时应恒温，水温应控制在李氏瓶刻度时的温度 C、试样量为50g D、试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02g/cm33、水泥活性混合材料用粉煤灰，出厂时应检验 ABC。A、烧失量 B、含水量 C、三氧化硫 D、需水量比

34、粉煤灰按煤种分为。A、Ⅰ类 B、Ⅱ类 C、F类 D、C类

35、水泥中掺加的活性混合材料包括 ABC。A、粒化高炉矿渣 B、粉煤灰 C、火山灰质混合材料 D、窑灰

36、硅酸盐水泥的基本组成材料包括 ABC 等。A、水泥熟料 B、石膏 C、混合材料 D、石英砂

37、下列关于水泥胶砂试件养护池，正确的说法是 ABD。A、每个养护池只养护同类型的水泥试件

B、不允许在养护期间全部换水，只是补充水至恒定水位

C、养护期间，试体之间的间隙和试体上表面的水深不得小于2mm D、3d、28d强度试件应在破型前15min从水中取出

38、抗压强度结果的处理正确的是 ABC。A、以一组六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果

B、若六个测定值中有一个超出六个平均值的±10％时，应剔除这个结果，以剩下五个的平均数为结果

C、若五个测定值中再有超过它们平均数±10％的，则此组结果作废 D、不存在B、C的处理方法。

39、对水泥抗压强度试验机的要求，下列说法正确的有 ABD。

A、抗压荷载应有±1％的精度 B、加荷速率2400N/S±200 N/S C、指示器能在卸荷后显示破坏荷载 D、不能人工操作加荷速度 40、水泥出厂前取样时，正确的取样规定是 ABC。A、按同品种、同强度等级取样 B、袋装和散装水泥分别取样 C、每一编号为一个取样单位

D、同一生产线且不超过规定批量的水泥为一个取样单位。

四、简答题

1、什么是通用硅酸盐水泥？

答：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

2、简述通用硅酸盐水泥的分类

答：通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

3、请写出通用硅酸盐水泥各品种的代号。答：硅酸盐水泥：P.Ⅰ、P.Ⅱ

普通硅酸盐水泥：P.O 矿渣硅酸盐水泥：P.S.A、P.S.B 火山灰质硅酸盐水泥：P.P 粉煤灰硅酸盐水泥：P.F 复合硅酸盐水泥：P.C

4、代号为P.Ⅰ和P.Ⅱ的硅酸盐水泥在组分上有什么区别？ 答：代号为P.Ⅰ的硅酸盐水泥完全由水泥熟料和石膏组成。

代号为P.Ⅱ的硅酸盐水泥由水泥熟料、石膏以及掺量小于等于5%的粒化高炉矿渣或石灰石组成。

5、代号为P.S.A和P.S.B的矿渣硅酸盐水泥在组分上有什么区别？

答：代号为P.S.A的矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣的掺量为大于20%且小于等于50%。代号为P.S.B的矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣的掺量为大于50%且小于等于70%。

6、什么是硅酸盐水泥熟料？

答：由主要含CaO、Si02、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物含量(质量分数)不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。

7、硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。

8、普通硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。

9、矿渣硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：矿渣硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

10、火山灰质硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：火山灰质硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

11、粉煤灰硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：粉煤灰硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

12、复合硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

13、通用硅酸盐水泥的化学指标都包括那些指标？

答：包括：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子？

14、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国家标准中对凝结时间有什么要求？ 答：硅酸盐水泥初凝时间不小于45 min，终凝时间不大于390 min。

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45 min，终凝不大于600min。

15、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国家标准中对细度有什么要求？ 答：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于300m/kg;矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。

16、什么是合格品水泥？

答：凡是化学指标、凝结时间、安定性、强度符合GB175-2007规定的为合格品水泥。

17、什么是不合格品水泥？

答：凡是检验结果不符合GB175-2007中化学指标、凝结时间、安定性、强度中任何一项技术要求的为不合格品水泥。

18、GB175-2007中对安定性的仲裁检验有何要求？

答：水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。

19、简述水泥净浆稠度测定的原理。

答：水泥标准稠度净浆对标准试杆(或试锥)的沉人具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加人的水量。20、简述凝结时间测定的原理。

答：凝结时间以试针沉人水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。

21、简述雷氏法测定水泥安定性的原理。

答：雷氏法是观测由二个试针的相对位移所指示的水泥标准稠度净浆体积膨胀的程度。

22、简述试饼法测定水泥安定性的原理。

答：试饼法是观测水泥标准稠度净浆试饼的外形变化程度。

23、什么是水泥的体积安定性？引起水泥体积安定性不良的原因是什么？

答：水泥的体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性。即水泥硬化浆体能保持一定的形状，具有不开裂、不变形、不溃散的性质。

引起水泥体积安定性不良的原因是：1.熟料中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。2.掺入石膏过多。

24、标准稠度用水量测定前应做那些准备工作？ 答：（1）维卡仪的金属棒能自由滑动;（2）调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点;（3）搅拌机运行正常。

25、水泥胶砂制备时每锅胶砂的材料用量是多少？

答：水泥：450±2g；标准砂：1350±5g；水：225±1g。

26、水泥振实台的安装有什么要求？

3答： 振实台应安装在高度约400mm的混凝土基座上。混凝土体积约为0.25m，重约600kg。需防外部振动影响振实效果时，可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。

27、水泥成型和养护的温湿度有何要求？

答：试体成型试验室的温度应保持在(20±2)℃，相对湿度应不低于50%。试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在(20±1)℃，相对湿度不低于90%。试体养护池水温度应在(20±1)℃范围内。

28、什么是水泥的比表面积？它的单位如何表示？

2答： 水泥的比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的总表面积，它的单位以cm/g2或m/kg来表示。

29、水泥胶砂流动度测试用跳桌的安装有何要求？

答：跳桌宜通过膨胀螺栓安装在已硬化的水平混凝土基座上。基座由容重至少为2240 3kg/m的重混凝土浇筑而成，基部约为400mm×400mm见方，高约690 mm。30、简述水泥密度测定的原理。

答：将水泥倒入装有一定量液体介质的李氏瓶内，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的液体体积，从而算出水泥单位体积的质量即为密度，为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。

五、论述题

1、试述硅酸盐水泥胶砂强度试件的制备方法（用振实台成型）。

答：（1）配料：胶砂的质量配合比应为一份水泥三份标准砂和半份水(水灰比为O.5)。用精度为±1g的天平称取水泥450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL。

(2)搅拌：每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后按以下的程序进行操作: 把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动机器，低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀地将砂子加人。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30S。

停拌90S，在第1个15S内用一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±1S以内。

（3）成型：胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装人试模，装第一层时，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，接着振实60次。再装人第二层胶砂，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90°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，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

2、试述粉煤灰硅酸盐水泥胶砂强度试件的制备方法（用振实台成型）。

答：（1）配料：胶砂的质量配合比应为一份水泥三份标准砂和半份水(水灰比为O.5)。用精度为±1g的天平称取水泥450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL。

(2)搅拌：每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后按以下的程序进行操作: 把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动机器，低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀地将砂子加人。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30S。

停拌90S，在第1个15S内用一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±1S以内。

（3）胶砂搅拌完成后马上按GB/T2419-2005进行胶砂流动度试验。如果胶砂流动度不小于180mm，则可以进行成型。如果胶砂流动度小于180mm, 应以0.01的整倍数递增的方法调整水灰比，重新制备胶砂，直至胶砂流动度不小于180 mm。

（4）成型：胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装人试模，装第一层时，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，接着振实60次。再装人第二层胶砂，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90°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，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

3、试述水泥以抽取实物试样的检验结果为验收依据时的验收过程。答：以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按GB 12573进行，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按标准规定的项目和方法进行检验。

在40d以内，买方检验认为产品质量不符合本标准要求，而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。

4、试述水泥胶砂试件脱模前的处理及养护。答：去掉留在模子四周的胶砂。立即将作好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，湿空气应能与试模各边接触。雾室或养护箱的温度应控制在(20±1)℃，相对湿度不低于90%。养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其他标记。二个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在二个以上龄期内。

5、试述水泥胶砂试件在水中养护的方法。

答：将做好标记的试件立即水平或竖直放在(20±1)℃水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件放在不易腐烂的蓖子上，并彼此间保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。每个养护池只养护同类型的水泥试件。最初用自来水装满养护池(或容器)，随后随时加水保持适当的恒定水位，不允许在养护期间全部换水。

除24h龄期或延迟至48h脱模的试体外，任何到龄期的试体应在试验(破型)前15min从水中取出。揩去试体表面沉积物，并用湿布覆盖至试验为止。

6、试述水泥胶砂试体的抗折试验方法。

答：将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷

圆柱以50N/s±10N/s的速率均匀的将荷载垂直的加在棱柱体相对侧面上直至折断。

7、试述负压筛析法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

筛析试验前应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000Pa~6000Pa范围内。

称取试样精确至0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，开动筛析仪连续筛析2min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击筛盖使试样落下。筛毕，用天平称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

8、试述水筛法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

筛析试验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转，并控制喷头底面和筛网之间距离为35 mm~75 mm。

称取试样精确至0.01g,置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为0.05MPa±0.02MPa的喷头连续冲洗3 min。筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干并用天平称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

9、试述手工筛析法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

称取水泥试样精确至0.01g，倒入手工筛内。

用一只手持筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，往复摇动和拍打过程应保持近于水平。拍打速度每分钟约120次，每40次向同一方向转动60°，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.03g为止。称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

10、试述水泥标准稠度用水量（标准法）的测定步骤。

答：水泥净浆拌和结束后，于即将拌制好的水泥净浆装入已置玻璃地板上的试模中，用小刀插捣，轻轻震动数次，刮去多余的净浆；刮平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s-2s后，突然放松，使试杆垂直自由的沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时，记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成，以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆，其拌和水量为该谁你的标准稠度用水量，按水泥质量的百分比计。

11、试述水泥初凝时间的测定方法。

答：试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放在试针下，降低试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s~2s后，突然放松，试针垂直自由的沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试件30s时指针的读数。当试针沉入距底板4mm±1mm时，为水泥到达初凝状态，由水泥全部加入到水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间,用“min”表示。

测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准;在整个测试过程中试针沉人的位置至少要距试模内壁10 mm。临近初凝时，每隔5 min测定一次，到达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝状态。每次测定不能让试针落人原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。

12、试述水泥终凝时间的测定方法。

答：为了准确观测试针沉人的状况，在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放人湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔15 min测定一次，当试针沉人试体0.5 mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，由水泥全部加人水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。

到达终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达终凝状态。每次测定不能让试针落人原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。

13、试述安定性（标准法）的测定方法。答：（1）测定前的准备工作

每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备质量约75g~85g的玻璃板两块，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。

(2)雷氏夹试件的成型

将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约10 mm的小刀插捣数次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24 h±2 h。

（3）沸煮

调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30 min±5 min内升至沸腾。

脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离(A)，精确到0.5mm，接着将试件放人沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在30 min±5 min内加热至沸并恒沸180 min±5min。

（4）结果判别:沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。测量雷氏夹指针尖端的距离(C)，准确至0.5 mm，当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0 mm时，即认为该水泥安定性合格，当两个试件的(C-A)值相差超过4.0 mm时，应用同一样品立即重做一次试验。再如此，则认为该水泥为安定性不合格。

14、试述安定性（代用法）的测定方法。答：（1）测定前的准备工作

每个样品需准备两块约100mm ×100mm的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油。

（2）试饼的成型方法

将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹，做成直径70 mm~80 mm、中心厚约10 mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放人湿气养护箱内养护24 h±2 h。

（3）沸煮

调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30 min±5 min内升至沸腾。

脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，然后在30 min±5 min内加热至沸并恒沸180 min±5 min。

（4）结果判别:沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲(使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲)的试饼为安定性合格，反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。

15、试述水泥胶砂流动度的测定方法。答：（1）如跳桌在24 h内未被使用，先空跳一个周期25次。（2）胶砂制备按GB/T 17671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人试模，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;随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20 mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次。捣压后胶砂应略高于试模。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，用手扶稳试模，不要使其移动。

(4)捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并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，以每秒钟一次的频率，在25S±1s内完成25次跳动。

(5)流动度试验，从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。

16、试述水泥密度的测定步骤。答：（1）将无水煤油注入李氏瓶中至0到1 mL刻度线后(以弯月面下部为准)，盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中(水温应控制在李氏瓶刻度时的温度)，恒温30 min，记下初始(第一次)读数。

（2）从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。（3）水泥试样应预先通过0.90 mm方孔筛，在110±5 ℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。称取水泥60g,称准至0.01g。

（4）用小匙将水泥样品一点点的装入李氏瓶中，反复摇动(亦可用超声波震动)，至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min，记下第二次读数。

（5）第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2 ℃。

17、试述水泥比表面积的测定方法。答 ：（1）测定水泥密度

按GB/T 208测定水泥密度。（2）漏气检查

将透气圆筒上口用橡皮塞塞紧，接到压力计上。用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体，然后关闭阀门，观察是否漏气。如发现漏气，可用活塞油脂加以密封。

（3）空隙率(ε)的确定

PⅠ、PⅡ型水泥的空隙率采用0.500±0.005，其他水泥或粉料的空隙率选用0.530±0.005。

当按上述空隙率不能将试样压至规定的位置时，则允许改变空隙率。（4）7.4确定试样量

试样量按下式计算:

式中: m—需要的试样量，单位为克(g);—试样密度，单位为克每立方厘米(g/cm3);v—试料层体积，单位为立方厘米(cm3);—试料层空隙率。（5）试料层制备 将穿孔板放入透气圆筒的突缘上，用捣棒把一片滤纸放到穿孔板上，边缘放平并压紧。称取确定的试样量，精确到0.001g，倒人圆筒。轻敲圆筒的边，使水泥层表面平坦。再放人一片滤纸，用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环与圆筒顶边接触，并旋转1~2圈，慢慢取出捣器。

穿孔板上的滤纸为笋12.7 mm边缘光滑的圆形滤纸片。每次测定需用新的滤纸片。(6)透气试验

把装有试料层的透气圆筒下锥面涂一薄层活塞油脂，然后把它插人压力计顶端锥型磨口处，旋转1~2圈。要保证紧密连接不致漏气，并不振动所制备的试料层。

打开微型电磁泵慢慢从压力计一臂中抽出空气，直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭阀门。当压力计内液体的凹月面下降到第一条刻线时开始计时，当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时，记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间。以秒记录，并记录下试验时的温度(℃)。每次透气试验，应重新制备试料层。

18、试述水泥检测报告至少应包括那些内容：

答：答：至少应包括：报告名称、报告编号、样品编号、样品状态、委托单位、工程名称、工程部位、代表批量、生产厂家、检测日期、检测依据、产品标准、检测环境的温湿度、实验室地址、水泥品种、代号、强度等级、力学性能检测结果、结论、签发日期、主检人、校核人、批准人、检测单位等。

19、试述一下砌筑水泥保水率的测定方法。答：（1）、将空的干燥的试模称量，精确到0.1g;将8张未使用的滤纸称量精确到0.1g。（2）、称取450g±2g水泥，1350g±5gISO标准砂，量取225 mL±1 mL水，按GB/T17671制备砂浆，并按GB/T2419测定砂浆的流动度，调整水量以水泥胶砂流动度在180mm~190 mm范围内的用水量为准。

（3）、当砂浆的流动度在180mm~190mm范围内时，将搅拌锅中剩余的砂浆在低速下重新搅拌15s，然后用刮刀将砂浆装满试模并抹平表面。

（4）、将装满砂浆的试模称量精确到0.1g。用滤网盖住砂浆表面，并在滤网顶部放上8张已称量的滤纸，滤纸上放上刚性底板，将试模翻转180°倒放在一平面上并在倒转的试模底上放上质量为2kg的铁砣。5min±5s后拿掉铁砣，再倒放回去，去掉刚性底板、滤纸和滤网，并称量滤纸精确到0.1g。

（5）、计算求得保水率。

20、论述一下如何才能保证水泥抗压结果检测的准确性？ 答：（1）、首先是检验人员要具备熟练的检验技术、能熟练地进行水泥检测。

（2）、试验用的仪器设备应确保检定或自校合格，并满足标准的要求。这些设备包括搅拌机、振实台、试模、试验机等。

（3）、养护设施要满足标准的要求，包括成型间和标准养护室的温湿度要严格按标准要求进行控制。

（4）、成型时计量要准确。称量所用的天平要检定合格，天平的精度要满足标准的要求。（5）、试验所用的标准砂要采用符合国家标准的标准砂。（6）、试压时的抗压夹具、加荷方法等要满足标准的要求。

六、案例分析与计算题：

1、一组水泥试件28天抗折强度分别为7.2MPa、7.5 MPa、7.6 MPa，求该组试件的抗折强度。

答：（1）先求平均值：（7.2+7.5+7.6）/3=7.4MPa(2)求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（7.2-7.4）/7.4×100%＝-2.7%（7.5-7.4）/7.4×100%=1.4%(3)该组试件的抗折强度为7.4MPa。

2、一组水泥试件28天抗折强度分别为7.2MPa、7.5 MPa、8.9 MPa，求该组试件的抗折强度。

答：（1）先求平均值：（7.2+7.5+8.9）/3=7.9MPa(2)求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（7.2-7.9）/7.9×100%＝-8.9%（8.9-7.9）/7.9×100%=12.7%（3）剔除8.9MPa这个数值再求平均值（7.2+7.5）/2=7.4MPa(3)该组试件的抗折强度为7.4MPa。

3、一组水泥试件的28天抗压强度分别45.6MPa、46.3 MPa、46.1 MPa、44.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（45.6+46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/6=46.4MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（44.2-46.4）/46.4×100%=-4.7%(48.4-46.4)/46.4×100%=4.3%(3)该组试件的28天抗压强度为46.4MPa。

4、一组水泥试件的28天抗压强度分别40.1MPa、46.3 MPa、46.1 MPa、44.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（40.1+46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/6=45.5MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（40.1-45.5）/45.5×100%=-11.9%(48.4-45.5)/45.5×100%=6.4%（3）将最小值剔除掉再求平均值

（46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/5=46.6MPa（4）再求剩下的5个数值中最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（44.2-46.6）/46.6×100%=-5.2%(48.4-46.6)/46.6×100%=3.9%(5)该组试件的28天抗压强度为46.6MPa。

5、一组水泥试件的28天抗压强度分别40.1MPa、46.8 MPa、46.1 MPa、41.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（40.1+46.8+46.1+41.2+47.8+48.4）/6=45.1MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（40.1-45.1）/45.1×100%=-11.1%(48.4-45.1)/45.1×100%=7.3%（3）将最小值剔除掉再求平均值

（46.8+46.1+41.2+47.8+48.4）/5=46.1MPa（4）再求剩下的5个数值中最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（41.2-46.1）/46.1×100%=-10.6%(48.4-46.1)/46.1×100%=5.0%(5)该组试件的28天抗压强度结果作废。

6、在一次水泥密度的测试过程中，共进行两次试验，一次试样量为60.02g, 水泥排开无水煤油的体积为18.9mL，每二次称取的试样量为60.18g,水泥排开的无水煤油的体积为19.0mL。求该水泥试样的密度。

3答：第一次测得的水泥密度为：60.02/18.9=3.18g/cm 第二次测得的水泥密度为：60.18/19.0=3.17g/cm 由于两次测量结果之差不超过0.02 g/cm，所以取两次测量结果的平均值为该水泥样品的密度值：（3.18+3.17）/2=3.18 g/cm。

7、在一次水泥密度的测试过程中，共进行两次试验，一次试样量为60.02g, 水泥排开无水煤油的体积为18.9mL，每二次称取的试样量为59.98g,水泥排开的无水煤油的体积为19.1mL。求该水泥试样的密度。

3答：第一次测得的水泥密度为：60.02/18.9=3.18g/cm 第二次测得的水泥密度为：59.98/19.1=3.14g/cm 由于两次测量结果之差不超过0.02 g/cm，所以该试验应增加测试次数或重做。

8、在一次水泥细度的测试过程中，共进行两次试验。一次试验的试样量为25.12g,筛余量为1.02g;第二次的试样量为25.34g,筛余量为1.06g。筛子的修正系数为1.12,求该水泥样品的细度。

答：第一次测得的水泥细度为：1.02/25.12×100%＝4.1%

4.1%×1.12＝4.6% 第二次测得的水泥细度为：1.06/25.34×100%＝4.2%

4.2%×1.12＝4.7% 由于两次筛余结果绝对误差小于0.5%，所以取两次结果的平均值作为筛析结果。（4.6%+4.7%）/2=4.6%。

9、在一次水泥细度的测试过程中，共进行两次试验。一次试验的试样量为25.86g,筛余量为1.02g;第二次的试样量为25.04g,筛余量为1.1 8g。筛子的修正系数为1.12,求该水泥样品的细度。

答：第一次测得的水泥细度为：1.02/25.86×100%＝3.9%

3.9%×1.12＝4.4% 第二次测得的水泥细度为：1.18/25.04×100%＝4.7%

4.7%×1.12＝5.3% 由于两次筛余结果绝对误差大于0.5%，应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

10、当被测试样的密度、试料层中空隙率与标准样品相同，试验时的温度与校准温度之差为2℃时。标准试样的比表面积为348cm2/g，密度为3.18g/cm3，在试验时压力计中液面降落时间为75s.被测物料的密度为3.16g/cm3, 在试验时压力计中液面降落时间为102s.计算被测试样的比表面积。

答：

11、某一试验室接收了一份水泥委托检验任务，试验人员在接收委托后直接将试验样品拿到水泥检测室进行检验。在进行检测时，试验人员发现检测室温度为16度，于是该试验人员将检测室的空调打开，一边进行温度控制一边继续进行试验，并用精度为±2g的天平称取所取的材料进行成型操作。请问：该试验人员的检测过程符合标准的要求吗？如果不符合，请指出。

答：该试验人员的检测过程不符合标准的要求。

（1）标准要求试验室温度为20℃±2℃，相对饭度应不低于50%，水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致。因此，该试验人员应先对试验室的温湿度进行检查，当发现环境条件不满足要求时应先进行温湿度进行调整，调整到标准要求的温湿度，并将水泥样品在标准条件下存放一段时间，使之和与试验室温度一致后方可进行试验。

（2）称量所用的天平不满足要求，标准要求精度为±1g。

12、某试验室用试饼汉测定水泥的安定性。试饼成型完毕后将试饼放在成型室内养护24 h±2 h。然后脱脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，接通电源进行加热，沸煮箱在45min后沸腾并恒沸3小时。沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝。因此判水泥的安定性合格。请问：该试验室的安定性检测有何不当之处？

答：（1）试饼成型后应当在养护箱中养护，而不应该在成型室内养护。（2）沸煮时应当在在30 min±5 min内升至沸腾。

（3）结果判定时，除了目测试饼有无裂缝外，还应用钢直尺检查也没有弯曲。

13、某一试验室将同一天成型的普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥放入一个养护槽中进行养护。由于养护槽比较小，所以试验人员就将试件刮平面向下叠放在一起。养护到第20天时，试验人员发现试体上表面的水深只有2mm，于是，从自来水管中接水加到养护槽中以保持试体上表面的水深超过5mm。请问：该试验室对水泥试件的养护有何不当之处？

答：（1）不应将不同品种的水泥放在一个养护槽中养护。

（2）试件不应当叠放，试件彼此间应保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。

（3）水平放置时刮平面应朝上。

（4）应每天检测养护槽的水深，并保持试体上表面的水深不得小于5mm。

（5）不应从自来水管中接水直接加到养护槽中，而应该加入事先放在养护室中和养护室同的水。

14、某试验室进行水泥密度的检测，李氏瓶刻度时的温度为20 ℃。试验人员将无水煤油注入李氏瓶中至0到1 mL刻度线后，盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中，恒温30 min，并记下初始(第一次)读数，此时恒温水槽的温度为20.5℃。试验人员从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。然后试验人员从水泥样中用精度为±1g的天平称取60g水泥样品并将其一点点的装入李氏瓶中，并反复摇动，至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min，记下第二次读数，此时恒温水槽的温度为20.0℃。问：该密度检测过程有何不当之处？

答：（1）水泥试样应预先通过0.90 mm方孔筛，在110±5 ℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。而在该操作过程中没有进行这些预备工作。

（2）称量水泥用的天平的精度不够，应用精度为±0.01g的天平。

（3）第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差0.5℃，超过了0.2 ℃的标准要求。

15、某工地从水泥厂新购一批袋装水泥，双方商定以抽取实物试样的检验结果为验收依据。水泥到场后，双方人员从10袋水泥中取样20kg，缩分为二等份。一份由水泥厂保存，另一份则送到某市级工程质量检测站进行检验。等到第30天，工地人员取报告时发现水泥安定性和28天强度不合格。于是工地一方将检测结果通知水泥厂，并要求水泥厂进行赔偿。水泥厂不服，双方经协商后同意进行仲裁检验。于是双方将水泥厂保存的另一份样品送到同一检测站重新对不合格项进行检测。问：在这批水泥的验收过程中，那些过程是错误的？

答：（1）取样方法不正确。应至少从20袋水泥中取样混合组成混合样。（2）仲裁检验时不应再送到市级工程质量检测站进行检验。而应送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

砼的裂缝与水泥性能的关系 篇3

【关键词】裂缝；水泥性能

常见裂缝原因分析：人为因素：设计考虑不周、材料使用不当、施工方法不规范；客观原因：砼收缩（砼浇筑以后即开始产生一系列的收缩：泌水收缩、干燥收缩、化学减缩，这些收缩如果发生在砼硬化之前，会因砼的徐变而将应变松弛；如果发生在砼初凝以后，则成为产生裂缝的因素。同时，与上述这些收缩同时作用的是，砼早期的水化热引起的温升，造成的表面（外部）与内部存在温度梯度导致的温度应力等等。

水泥安定性不良

1. 典型现象

典型的水泥安定性不良，有一个明显发生体积膨胀的中心区域，以中心区域为圆心，裂缝呈同心圆状。水泥安定性不良裂缝不会沿某一个方向延伸发展，裂缝长度一般不超过10cm。

2. 常见原因

由于f-cao、方镁石、过量石膏这些发生体积膨胀化学反应的物质所导致的砼裂缝宽度、深度不定。

2.1 水泥中f-cao含量偏高，水泥安定性不良。原因一：是熟料中的f-cao偏高；一种少见的情况是水泥中添加了较多高钙粉煤灰。

2.2 水泥中MgO含量超过5%，SO3含量超过4%。

2.3 砼裂缝无论出现的时机如何，其原因皆为早期砼浆体硬化后产生的内应力因为受到约束无法释放。大部分后期裂缝的产生也因为早期内应力的积聚或早期已经产生了可见和不可见的裂缝

影响砼开裂的因素，涉及水泥的有4高：高R2O、高C3S、高C3A、高SO3。实际中还有水泥过细的不利影响。

水泥的抗裂性能目前还没有比较全面、可靠的检验方法，砼的开裂与水泥性能的关系大部分是定性的分析结果

1）水泥的水化热。水泥的水化热特别是早期水化热高是引起砼裂缝的来自水泥主要原因。主要熟料矿物的水化热见表1。水泥的水化热与熟料的矿物组成、水泥细度、水泥中碱含量、混合材料掺量有关。将中热水泥用于普通砼工程，产生裂缝的危险显著减小。

2）早期水化速率。水泥早期水化速率快，容易出现裂纹。过高的比表面积、碱含量（特别是可溶性碱）可以提高水泥的早期水化速率，但砼出现裂纹的危险性增加。通过掺入细度明显小于水泥的混合材料来改善水泥粒度分布，减低颗粒堆积的空隙率，可以明显提高早期强度。这种提高主要依赖的是物理的因素，水泥的水化热可以几乎保持不变，砼的开裂危险性没有增加。

3）碱含量。水泥的碱含量对于混凝土的开裂非常敏感，当水泥碱含量大于0.7%即显著增加混凝土开裂危险。其原因，一方面碱可以加速水泥的早期水化，加大水泥化学减缩；另一方面，碱使得水泥的水化产物C-H-S凝胶结构疏松，抗裂性差。

4）水泥中的细颗粒含量。水泥中的细颗粒（小于10μm）可以明显增加砼开裂的危险性。比表面积对水泥的细颗粒比较敏感，可以用来表征水泥中细颗粒含量。

5）水泥的化学减缩。水泥化学减缩的产生与外界湿度变化无关，与熟料矿物组成、水泥细度、碱含量有关。是指水化产物的绝对体积小于水化前水泥和水的总体积。化学减缩是通用水泥固有的性质，但不同的水泥收缩率不同。主要熟料矿物的收缩率见表2。

6） 水泥的早期强度。砼的开裂是由于砼的拉应力大于砼的抗拉强度，因此有一种观点认为提高水泥的强度有助于提高抗裂性。

事实正好相反，从实际工程的角度表征早期（也包括后期）砼易开裂性的最佳指标是砼的24h抗压强度值，这个值与收缩、弹模、极限拉应变、徐变度都密切相关。24h抗压强度越小，则早期收缩、弹模也越小，而徐变则较大，均有利于减小早期开裂风险。因此24h抗压强度可以看作是评价早期易开裂性的一个综合指标，对后期开裂性也应有重要参考意义。

24h抗压强度与开裂概率（风险）的关系曲线见右图。试验数据经回归得到的曲线拐点的24h抗压强度值大致在12MPa左右。美国和德国的一些作者建议用12h强度作为控制值，要求12h抗压强度不超过6MPa。虽然离开水灰比难以确定水泥强度与砼强度的关系，但是至少可以确定一个定性的趋势，即早期强度越高的水泥越容易开裂。建议42.5R水泥1d抗压强度最好不大于15.0MPa。

7）石膏的种类与掺量。我国水泥中石膏掺量多数是根据SO3-强度曲线确定的，没有考虑石膏对水泥的抗裂性、减水剂相容性的影响。从水泥的抗裂性、减水剂相容性的角度考虑，现在水泥的SO3含量（约2%左右）偏低。

降低出磨水泥温度改善水泥性能 篇4

1 出磨水泥温度高的原因

(1) 入磨物料 (熟料) 温度过高。销售旺季, 熟料库存较少, 周转期短, 导致入磨熟料温度偏高, 最高时将近110℃。

(2) 磨机设备的大型化, 单位水泥产量筒体的表面散热比例减小, 不能及时排走。

(3) 磨内通风不好, 风量不足, 不能及时排出磨内热量。

(4) 水泥细度要求过细或过粉磨现象严重, 磨机内物料流速降低, 使物料自身带走的热量较少, 水泥温度也随之升高。经检测, 水泥细度同出磨水泥温度的关系见表1。

2 出磨水泥温度高的危害

(1) 造成二水石膏脱水, 使水泥产生假凝, 导致质量事故。

(2) 严重损坏包装编织袋, 破损率增大, 工人劳动环境恶化。

(3) 对磨机机械设备不利, 如轴承温度升高, 润滑作用降低, 还会使筒体产生一定的热应力, 引起衬板螺丝折断。

(4) 易使水泥因静电吸引而聚结, 严重时会粘附到研磨体和衬板上, 产生糊球糊段, 使磨机产量降低。

(5) 使入选粉机物料温度增高, 选粉机的内壁及风叶等处的粘附加大, 物料颗粒间的静电引力更强, 影响到撒料后的物料分散性, 直接降低选粉效率, 加大粉磨系统循环负荷率, 降低水泥磨台时产量。

(6) 水泥温度高, 影响水泥的施工性能, 水泥混凝土同外加剂适应性降低, 易使水泥混凝土产生温差应力, 造成混凝土开裂等危害。P·O42.5级水泥不同水泥温度同外加剂适应性的关系见表2。

3 采取的措施及方法

(1) 确保合理的熟料储存量, 使用前温度应低于80℃;如果温度较高时, 可在入磨皮带上安装雾化喷头, 淋水降温。

(2) 改用比较粗的水管加大磨机筒体淋水, 降低磨机筒体温度, 从而降低水泥温度。

(3) 制作站立支架, 并用钢丝绳剪切安装成钢丝刷, 将磨机筒体上的污垢清除, 理论上1mm厚的污垢相当于40mm厚钢板。加大筒体散热。

(4) 加大对出磨水泥温度的检测频次, 每小时测定各品种出磨水泥温度, 及时反馈信息, 努力使出磨水泥温度小于95℃。

(5) 在保证出磨水泥安定性和水泥强度的前提下, 合理调整水泥细度控制指标, 缩短粉磨时间和减小过粉磨情况。

(6) 加强磨内通风, 这要根据不同厂家及磨况找出一套适合自身的控制参数。

4 结束语

水泥性能 篇5

硅酸盐水泥

1、早期及后期强度均高：适用于预制和现浇的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、预应力混凝土工程等。

2、抗冻性好：适用于严寒地区和抗冻性要求高的混凝土工程。

3、干缩小：可用于干燥环境。

4、耐磨性好：可用于道路与地面工程。

适用于配制高标号、超高标号混凝土及大跨度梁架等。普通硅酸盐水泥

特性：早期强度增长快、水化热略低、在低温情况下强度进展很快，耐冻性好、抗渗性好；和易性好。

适用于桥梁、码头、道路、高层建筑等各种建筑工程，一般工业与民用建筑，可配C30-C80不同标号混凝土。是应用最广的水泥 复合硅酸盐水泥

特性：耐腐蚀性耐热性好、水化热低、干缩性小、抗渗性较好；由于掺入了二种以上的混合材料，起到了互相取长补短的作用，其效果大大优于只掺一种混合材料。因而其用途更为广泛。

适用于一般工业与民用建筑。

使用注意事项

1、要注重存储管理，防止产品受潮。在运输、储存过程中要做好防护，雨天装车要注意车箱不能积水，要及时加盖防雨蓬布；水泥储存要放在干燥的环境中，避免水泥吸潮结块；使用时要坚持先进先用原则，且储存时间不宜过长，防止受潮，导致产品质量、性能下降；同时注意水泥不要与糖、化肥等有机物质混合在一起，避免引起不良反应。

2、不能混合使用。由于不同品种、强度等级水泥的质量、性能存在差异，要分开堆放，单独使用；同一厂家不同品种、不同等级水泥不能混合使用；同品种、同等级、但不同厂家的水泥也不得混合使用

3、合理地选择水泥品种及强度等级。在海螺水泥产品使用时，要根据施工部位和混凝土强度等级设计要求，合理地选择水泥品种及强度等级，避免选择高强度等级水泥配制低标号混凝土或用低强度等级水泥配制高标号混凝土，使水泥在混凝土中掺量不当，导致混凝土和易性差、坍落度损失大等不良现象产生，同时造成混凝土生产成本不经济

4、坚持预配试验工作。海螺水泥在使用时，由于不同工程、不同结构、不同部位的要求不同，要预先进行配比实验，确定最佳配合比,以确保混凝土质量稳定合格。

5、重视施工规范和养护工作。要严格控制好混凝土用砂、石、水等掺合料质量，水中不得含有有机物，砂石中含泥量要低，含硫、碱高的砂石及掺合物不得使用；混凝土配合比设计要按照施工规范进行设计；施工时搅拌要均匀，水灰比不能太大，振捣要适度，不能漏浆，避免混凝土出现水泥分布不均、离析、泌水等，使其强度下降。

6、在高温或低温天气搅拌混凝土时，要注意控制好掺合料的温度，避免混凝土凝结时间过快或过慢；浇筑的混凝土在失去塑性后，要及时浇水、覆盖，保持湿润，避免过于干燥使混凝土开裂，也要注意浇水不要过早、过多，以免混凝土表面粘结差、强度低，防止出现起砂、起皮现象。

针对农村市场使用32.5复合水泥，施工时混凝土常见的问题。

施工常见问题

1、砂石含泥量大，其所配制的混凝土凝结慢，强度低，也容易产生裂缝。措施：对沙石进行冲洗。

2、混凝土水灰比大，当水泥水化后，多余的水分残留在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，降低了混凝土强度。措施：混凝土水灰比大，主要是用水量多，应减少用水量。

3、混凝土浇筑凝固后，未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩不均匀，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，产生温度应力而出现裂缝。措施： 一般在夏季施工避开高温施工。混凝土浇筑凝固后，及时浇水养护降温。

4、混凝土水灰比大或振捣过度，多余的水分残留在混凝土的表面，配制的混凝土会造成凝结慢，强度降低，表面也容易划动。措施：

1、应减少用水量，用水量的控制一般在配制混凝土中不得超过水泥用量的一半

2、振捣要适度，避免骨料下沉，水浮在表面。

水泥性能 篇6

关键词：脱硫石膏；水泥性能；品质差异

中图分类号： TQ 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-70-2

0 引言

脱硫石膏品质与脱硫工艺中的氧化效率、脱硫效率和石灰石的品质等具有十分密切的关系，在化学成分和品质方面不同产地的脱硫石膏往往具有较大的差异。现阶段在脱硫石膏用作水泥缓凝剂的领域中人们进行了较多的应用和研究，但是却很少关注脱硫石膏的品质及其对水泥与外加剂的相容性、水泥本身体积的稳定性等性能的影响。基于此，本文分析并介绍了不同产地脱硫石膏的性能，以及水泥物理性能受到的脱硫石膏的影响。

1 试验设计

1.1 试验所用材料

在本次研究中选择不同矿相成分的两种水泥熟料作为研究对象，并且分别从重庆、内蒙两个地方选择脱硫石膏和天然石膏的样品。在正式进行试验的时候，在水泥样品中天然石膏和脱硫石膏均具有5%的掺量。

1.2 试验方法

①分析成分：首先，按照GB/T176 方法进行熟料成分分析，按照GB/T5483进行石膏成分分析。其次，亚硫酸钙检测：对1g脱硫石膏样品进行准确的称取，随后在150mL 烧杯中放入进去，将5mL硫酸溶液、50mL去离子水、过量的碘溶液加入；选择硫代硫酸钠溶液对过量碘溶液进行回滴，随后将5mL的2%淀粉溶液加入进去，继续滴，直到溶液变成无色。再次，检测石膏溶解速率：在200mL 锥形瓶专用放入0.3g石膏粉，随后将100mL溶液加入进去，将瓶口用橡皮塞盖紧，随后对其进行连续振荡。过滤溶液，并且吸取50mL的滤液，对其进行加热，然后将100mL沸水加入其中。采用不密滤纸对其进行过滤，并且用热水对其进行若干次洗涤。将5—6滴酚酞指示剂加入到滤液中，随后选择NaOH标准溶液，将其滴到红色为止。随后对溶液中CaSO4浓度进行计

算[1]。

②检测物理性能：首先，检测力学及流变性：以GB/T17671—1999为根据检测水泥胶砂强度；以GB/T1346—2001为根据检测水泥凝结时间和净浆标准稠度用水量；以GB/T 2419—2005为根据对水泥胶砂流动度进行检测。其次，以JC/T603—2004为根据检测干缩性；再次，以净浆流动度法为根据检测与外加剂相容性。其中具有0.8%的萘系高效减水剂 FDN掺量和0.30的水灰比。最后，检测保水性：对100mL水和100g水泥进行准确称取，以GB/T1346-2001为根据对其进行充分地搅拌。随后在量筒内倒入水泥净浆，然后密封筒口，对水泥净浆初始体积V0进行记录。在（20±2）℃环境温度中对量筒进行为期1小时的静置，对最终沉淀后水泥净浆的体积V1进行记录，按照（V0-V1）/V0×100%= P的公式就可以将水泥的沁水率计算出来。

③微观分析：首先，XRD 测定：选择大功率转靶 X 射线衍射仪对代表性的样品进行检测。仪器的具体参数为：40mA的电流；40kV的加速电压；Cu靶。其次，观测SEM：在铜质样品座上利用导电胶将代表性样品粘贴上，随后对其进行真空镀金处理，选择扫描电镜对样品进行观察。

2 试验结果与分析

2.1 水泥强度受到的影响分析

在用作水泥缓凝剂的时候，不同产地的脱硫石膏与天然二水石膏相比在水泥3d抗压强度存在着一定程度的提升，同时也具有较大的28d抗压强度增长幅度。之所以如此，主要是因为有较多的粘土类杂质包含在天然石膏中，其不利于水泥强度的发展，而作为细粉态的物质，脱硫石膏中具有一定的长石、方解石、碳酸钙等矿物，其在C3S水化可以发挥一定的晶核作用，对水泥石强度的发展十分有利[2]。同时水泥处理性能受到的熟料差异的影响也比较明显，相对于熟料 A而言，熟料 B具有相对较高的K2O和C3A矿物，因此其具有更快的水泥早期水化速度。

2.2 水泥凝结时间受到的影响分析

与天然二水石膏相比，脱硫石膏具有较长的水泥初凝和终凝时间，但是两者具有较小的总体差距。不同产地的脱硫石膏具有不同的水泥凝结时间，其中内蒙的天然石膏与脱硫石膏两者具有最大的差距，而固定的天然石膏和脱硫石膏则具有相近的水泥凝结时间，这主要是由于内蒙的具有更高的亚硫酸钙含量，因此会较大的影响到水泥水化的速度。此外，因为熟料B具有较大的早期水化速度，因此总体上来说具有更短的水泥初凝时间。

2.3 水泥砂浆流动性受到的影响分析

不同的脱硫石膏品质会导致不同的水泥胶砂流变性，脱硫石膏与天然二水石膏相比能够使水泥胶砂流变性得到十分明显的改善，而且具有高达12%以上的流动度增长速度。其中的熟料B在具有0.5的成型水灰比时只能够达到160mm的水泥胶砂流动度，必须要对其加水量进行相应的调整才能够使试件正常成型要求得到满足。

2.4 水泥干缩性受到的影响分析

掺脱硫石膏的水泥与掺天然二水石膏的水泥相比具有更高的水泥干缩率，但是两者具有较小的整体变化幅度，这主要是因为脱硫石膏在水泥粉磨中可以变成微细粉颗粒，进一步地增加水泥需水量，并且增加水泥石中毛细孔数量。当水泥浆其在干燥环境下发生失水的情况时，水泥的固相体积会由于毛细孔张力而出现相对较大的压缩变形，因此其具有更大的干缩率[3]。因为内蒙古脱硫石膏中具有较高的亚硫酸钙含量，所以具有最大的水泥干缩率。因为熟料B水泥具有更大的需水量，所以与熟料A相比，其不管是在早期还是后期都具有更高的水泥干缩率。

2.5 水泥与外加剂相容性受到的影响

在对外加剂与水泥两者之间相容性的影响方面，如果作为缓凝剂的脱硫石膏具有不同的品质也会产生较大的差异，与天然二水石膏相比，脱硫石膏具有较强的水泥净浆经时损失率，之所以如此，主要是因为在溶解速率方面脱硫石膏存在着一定的差异。因为熟料B中具有较大的K2O 含量和C3A矿物含量，所以其具有过大的水泥需水量，不管将哪一种石膏缓凝剂掺加进去，其都具有较差的水泥与外加剂相溶性，同时具有0的浆净初始扩展度[4]。

2.6 保水性受到的影响

混凝土浇灌层面的质量和均质性受到了保水性的极大影响，如果混凝土具有越好的保水性，那么其中就会具有越少的水泥砂浆泌出的水分，这样混凝土浇灌层间就可以实现越紧密的结合，并且最终产生越好的结构整体质量和均质性。通过水泥净浆泌水率能够将保水性反映出来，一般来说，具有越大的沁水率，就具有越小的保水性。

很多研究人员认为，天然石膏和脱硫石膏两者具有相近的物理性能和化学成分，同时具有相同的水化产物。而脱硫石膏具有较窄的颗粒分布，呈现出细粉态，其自由水含量为15%左右，同时具有较少的亚硫酸钙、碳酸钙等各种杂质，与天然石膏相比，其具有更高的CaSO4·2H2O含量[5]。实验结果显示，不同产地的脱硫石膏能够提升水泥强度，但是与天然石膏相比，其在影响水泥其他物理性能方面却存在着较大的差异。但是由于水泥性能受到的脱硫石膏的影响是多方面的，所以很难采用特定参数进行实施综合评定。所以在测定脱硫石膏对水泥性能的影响及其品质差异需要对上述的几个方面予以高度关注。

3 结语

不同产地脱硫石膏与天然二水石膏相比能够不同程度的提升水泥早期和后期的强度，但是也会不同程度的延长水泥的初凝时间；同时还能够一定程度上影响到水泥的干缩率，如果脱硫石膏具有较高的亚硫酸钙含量，就会具有较大的水泥早期和后期的干缩率；改善水泥砂浆的流变性，但是不同产地的脱硫石膏在影响水泥的保水性、与外加剂的相容性等方面都具有一定的差异。

参 考 文 献

[1] 杨用龙，苏秋凤，朱跃.新型脱硫石膏主要成分分析方法研究[J].能源工程，2013（05）.

[2] 曾学礼，胡银珍，楼文斌.脱硫石膏的物化特征及其综合利用[J].宁波工程学院学报，2012（02）.

[3] 洪辉.上海市脱硫石膏处置利用和发展建议[J].墙材革新与建筑节能，2012（07）.

[4] 谢建海，亢虎宁.不同煅烧条件下脱硫石膏的性能研究[J].粉煤灰，2012（05）.

水泥物理性能常规检测要点 篇7

1.1水泥是最重要的建筑材料之一。水泥属于水硬性胶凝材料, 遇水后会发生物理化学反应, 能有可塑性浆体变成坚硬的石状体, 并能将散粒状材料胶结成为整体。水泥浆体不但能在空气中硬化, 还能在水中硬化, 保持并继续增长强度。

1.2取样应具有代表性, 可连续取样, 也可从20个以上不同部位取等量样品, 总量不少于12kg, 将所取的样品充分混合后通过0.9mm的方孔筛, 均分为试验样和封存样。封存样应加封条, 密封保管3个月。

1.3水泥检测项目中化学分析、凝结时间、安定性、强度这四项不符合技术要求为不合格品。进场的水泥应按批进行复检。按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥, 袋装不超过200t为一批, 散装不超过500t为一批, 每批抽样不少于一次。

2水泥分类

我国建筑工程中目前常用的水泥主要有硅酸盐水泥 (P·I) 、普通硅酸盐水泥 (P·O) 、矿渣硅酸盐水泥 (P·S) 、火山灰质硅酸盐水泥 (P·P) 、粉煤灰硅酸盐水泥 (P·F) 、复合硅酸盐水泥 (P·C) 。 (注:硅酸盐水泥分为两种类型, 不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥, 在粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣的称为Ⅱ型硅酸盐水泥。)

3水泥物理性能常规试验检测执行标准

(1) GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》

(2) GB/T 1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》

(3) GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》

(4) GB/T 1345-2005《水泥细度检测方法》

(5) GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》

(6) GB/T 208-94《水泥密度测定方法》

(7) GB/T 8074-2008《水泥比表面积测定方法》 (勃氏法)

(8) GB/T 12573-2008《水泥取方法》

4水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法

4.1基本原理

4.1.1水泥标准稠度净浆对标准试杆 (或试锥) 的沉入具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性, 以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。

4.1.2凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。

4.1.3安定性 (雷氏法) 是通过测定水泥标准稠度净浆在雷氏夹中沸煮后试针的相对位移表征其体积膨胀的程度。试饼法是通过观测水泥标准稠度试饼沸煮后的外形变化情况表征其体积安定性。

4.2主要仪器设备

ISO标准法维卡仪:试杆直径10±0.05mm, 初终凝针的直径1.13±0.05mm, 滑动部分的总质量300±1g, 与试杆、试针联结的滑动杆表面光滑, 能靠重力自由下落, 不得有紧涩和旷动现象。

净浆搅拌机:符合JC/T 729的要求 (搅拌叶和锅壁的间隙为2±1mm)

电子天平:最大称量不小于1000g, 分度值不大于1g

雷士夹:当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上, 另一根指针的根部再挂上300g的砝码时, 两根指针的距离增加应在17.5±2.5mm范围内, 当去掉砝码后针尖距离能恢复至挂砝码前的状态。6个月可自校一次。

雷氏夹膨胀测定仪沸煮箱

4.3试验温度

试验室温度 (20±2) ℃, 相对湿度不低于50%。 (试验前后记录)

湿气养护箱温度 (20±1) ℃, 相对湿度不低于90%。 (每日记录三次)

4.4水泥标准稠度用水量

水泥样品试验前, 试验样与封存样应经充分拌匀, 并通过0.9mm的方孔筛, 整个过程不得混杂其它水泥。

试验前须检测:维卡仪金属棒应能自由滑动;调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点;搅拌机运转正常。

水泥净浆的搅拌:

搅拌锅, 搅拌叶先用湿布擦过→先加水, 5-10s加入水泥500g→搅拌, 低速120s, 停15s (将叶片和锅壁上的水泥刮入锅中) , 高速120s停机。

标准稠度的测定:

4.4.1标准法

将净浆一次性装入玻璃底板上, 用宽约25mm的直边刀轻轻拍打浆体5次以排除浆体中的空隙, 然后在试模表面约1/3处, 略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆, 再从试模边沿轻抹顶部一次, 使净浆表面光滑。

用维卡仪测试杆沉入净浆并距底板 (6±1) mm的净浆为标准稠度净浆。其拌和用水量为水泥标准稠度用水量 (P) , 按水泥的质量百分比计。

4.4.2代用法

分为调整水量和不变水量两种方法测定:

采用调整水量法是以试锥下沉深度 (30±1) mm的净浆为标准稠度。采用不变水量方法时拌和水量用142.5ml, 根据公式 (P=33.4-0.185S) 计算得到标准稠度用水量P。当锥下沉深度小于13mm时, 应改用调整水量法来测。 (由于标准稠度测定代用法不常用, 因此在这里就不做详细介绍。)

4.5初凝时间的测定

测定前的准备工作先把调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准零点。将制备好的标准稠度净浆连同试模立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。试件在湿气养护箱中养护30min后进行第一次测定, 临近初凝时间时每隔5min测定一次, 当试针沉至距底板4±1mm到初凝时, 即达初凝状。

4.6终凝时间的测定

初凝时间测定后, 立即将试件以平移的方式从玻璃板上取下, 翻转180°, 直径大端向上, 小端向下放在玻璃板上, 再次放入湿气养护箱中养护。临近终凝时间时每隔15min测定一次, 当终凝针的环形附件不能在试体上留下痕迹时, 即达到终凝状态。

初终凝时间测定注意事项:

4.6.1测定时应使试杆徐徐下降, 防止试针撞弯, 但结果以垂直自由下落为准。在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm。

4.6.2临近初凝时, 每隔5min测定一次, 临近终凝时每隔15min测定一次。到达初终凝时, 都应立即在试体两个不同点重复测一次, , 确认结论相同才能到达初终凝状态。

4.6.3每次测定不能让试针落入原针孔, 每次测完后需将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内养护, 整个测试过程要防止试模受振。

凝结时间硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min, 终凝时间不大于390min。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝时间不小于45min, 终凝时间不大于390min。

4.7安定性的测定

测定方法可以用试饼法也可用雷氏法, 有争议时以雷氏法为准。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层薄油。

试饼的成型:

将制备好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份, 使之成球形, 放在预先准备好的玻璃板上, 轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹, 做成直径 (70-80) mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼, 并将其放入湿汽养护箱内养护 (24±2) h。

雷氏夹试件的成型:

立即将制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹, 用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次后抹平, 盖上涂油玻璃板, 立即将试件移放养护箱内养护 (24±2) h。

沸煮:

5泥胶砂流动度测定方法

原理:通过测量一定配比的水泥胶砂在规定振动状态下的扩展范围来衡量其流动性。

仪器:水泥胶砂流动度测定仪、水泥胶砂搅拌机、试模、捣棒、卡尺、小刀、天平。

试验方法

试验前将跳桌空跳一个周期25次, 自检各部位是否正常。凡是与水泥胶砂接触的仪器需用湿棉布擦拭覆盖。制备按GB/T 17671-1999有关规定进行。将拌好的胶砂分两层迅速装入试模, 第一层装至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捣压15次, 装第二层胶砂时装至高出截锥圆模约20mm, 用小刀在相互垂直两个方向各划5次, 再用捣棒由边缘至中心捣压10次。装胶砂和捣压时, 用手扶稳试模, 不要使其移动。捣压完毕, 取下模套, 用小刀倾斜, 从中间向边缘分两次近似水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂, 擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起。开动跳桌, 在25s±1s内完成25次跳动。跳动完毕后, 从胶砂拌和开始到测量扩散直径结束, 应在6min内完成。

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 (为胶砂流动度值) , 取整数, 单位为“mm”。

强度试验按GB/T 17671进行试验。火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐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, 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180mm时, 应以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180m。

6胶砂强度检测

本方法为40mm*40mm*160mm棱柱试体的水泥抗压强度和抗折强度测定。试体是由按质量计的一份水泥、三份中国ISO标准砂, 用0.5的水灰比拌制的一组塑性胶砂制成。胶砂用行星搅拌机搅拌, 在振实台上成型。试体连模一起在湿气养护箱中养护24h, 然后脱模在水中养护至强度试验。到试验龄期时将试体从水中取出, 先进行抗折强度试验, 折断后每截再进行抗压强度试验。

检测环境要求

1) 试验室温度20±2℃, 相对湿度不低于50%。

2) 试件养护池水温20±1℃。 (每日记录三次)

3) 湿气养护箱温度20±1℃, 相对湿度不低于90%。

胶砂的制备

胶砂的质量配合比应当为一份水泥三份标准砂和半份水 (水灰比为0.5) 。一锅胶砂成三条试体, 每锅材料需要量:水泥 (450±2) g;标准砂 (1350±5) g;水 (225±1) m L。

搅拌

搅拌锅, 搅拌叶先用湿布擦过→先加水, 5-10s加入水泥450g→搅拌, 低速30s, 加砂30s, 高速30s, 停90s (将叶片和锅壁上的水泥刮入锅中) 高速60s停机。注:胶砂搅拌机的叶片与锅壁之间的间隙每月检查一次。

成型

分两层装模, 装第一层每个槽约放300g胶砂, 用大播料器来回一次将料层播平, 再振实60次→装入第二层胶砂时用小播料器播平, 再振实60次→取下试模, 用钢直尺横向锯割动作慢慢移动, 一次刮去多余胶砂, 并用直尺将试体表面抹平。在试模上作好标记放入养护箱内养护。

试件的养护

1) 脱模前应将试模放在恒温恒湿的养护箱中养护至规定的脱模时间时取出脱模。脱模前, 应对试件进行编号。二个龄期以上的试体, 在编号时应将同一试模中的三条试体分在二个以上龄期内。对于24h龄期, 应在破型试验前20min内脱模。对于24h以上龄期的, 应在成型20~24h之间脱模。

注:若因脱模会对强度造成损害的, 可以延迟脱模时间, 但应在试验报告中应予说明。

2) 将做好标记的试件立即水平或竖直放在20℃±1℃水中养护, 水平放置时刮平面应朝上。养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不小于5mm。每个养护池只养护同类型的水泥试件, 不允许在养护期间全部换水。

除24h龄期或延迟至48h脱模的试体外, 任何到龄期的试体应在试验前15min从水中取出。揩去试体表面沉积物, 并用湿布覆盖至试验为止。

强度试验试体的龄期

试体龄期是从水泥加水搅拌开始试验时算起。不同龄期强度试验在下列时间进行。

抗折强度计算

试块以50N/s±10N/s的速率均匀加载直至折断得到力值, 根据公式 计算得出抗折强度值。以一组三个抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有超过平均值±10%时, 应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。单个抗折强度与平均值均精确至0.1MPa。

抗压强度计算

抗折试验后六个半截试体应保持潮湿直至抗压试验。试体以2400N/s±200N/s的速率均匀地加荷直至破坏。

根据公式 计算得出抗压强度值。以六个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如六个测定值中有一个超过六个平均值±10%, 就应剔除这个结果, 而以剩下五个的平均值为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均值±10%的, 则此组结果作废。单个抗压强度值与平均值的计算均精确至0.1MPa。

7水泥细度检测方法

硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示, 其比表面积不小于300m2/kg;矿渣、火山灰质、粉煤灰和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示, 其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。细度检测方法有负压筛析法、水筛法、手工筛析法, 细度试验结果测定产生争议时, 以负压筛析法为准。

试验前水泥样品应充分拌匀并通过0.9mm方孔筛, 防止过筛时混进其他水泥。试验时, 80μm筛析试验称取25g, 45μm筛析试验称取10g。

筛析试验前, 检查控制系统, 调节负压4000~6000Pa范围内。称取试样25g (精确至0.01g) , 置于负压筛中, 开动筛析仪连续筛析2min, 在此期间如有试样附着在筛盖上, 可轻轻敲击, 使试样落下。筛毕, 用天平称量筛余物。当工作负压小于4000Pa时, 应清理吸尘器内水泥, 使负压恢复正常。

根据公式 计算出水泥的筛余百分率, 结果精确至0.1%。合格评定时, 每个样品应称取两个试样分别筛析, 取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时 (筛余值大于5.0%时刻放至1.0%) 应再做一次试验, 取两次相近结果的算术平均值作为最终结果。

水泥试验筛的标定方法

原理是用标准样品在试验筛上的测定值, 与标准样品的标准值的比值来反应试验筛筛孔的准确度。

标定操作

将标准样品装入干燥洁净的密闭广口瓶中, 盖上盖子摇动2分钟, 消除结块。静置2分钟后用一根干燥洁净的搅拌棒搅匀样品, 按照上述细度负压筛析法进行试验。

根据公式 计算试验筛修正系数, 精确至0.01。当C值在0.8~1.20范围内时, 试验筛方可使用。若超出0.8~1.20范围内时, 试验筛应淘汰。

8水泥比表面积测定方法 (勃氏法)

勃氏法此方法适用于测定硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的比表面积, 其比表面积不小于300m2/kg。

8.1测定水泥密度

所需仪器:李氏瓶恒温水槽无水煤油

测定步骤:将无水煤油注入李氏瓶中至0到1m L刻度线后 (以弯月面下部为准) , 盖上瓶塞放入恒温水槽内, 使刻度部分侵入水中 (水温应控制在李氏瓶刻度时的温度) , 恒温30min, 记下初始 (第一次) 读数。从恒温水槽中取出李氏瓶, 用过滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分内仔细擦干净。水泥试样应预先通过0.90mm方孔筛, 在 (110±5) ℃温度下干燥1h, 并在干燥器内冷却至室温。称取水泥60g, 称准至0.01g。用小匙将水泥样品一点点的装入加有无水煤油的李氏瓶中, 反复摇动 (亦可用超声波震动) , 至没有气泡排出, 再次将李氏瓶静置于恒温水槽中, 恒温30min, 记下第二次读数。

注:第一次读数和第二次读数时, 恒温水槽的温度差不大于0.2℃。

结果计算:水泥体积应为第二次读数减去初始 (第一次) 读数, 即水泥所排开的无水煤油的体积 (m L) 。

结果计算到小数第三位, 且取整数到0.01g/cm3, 试验结果取两次测定结果的算术平均值, 两次测定结果之差不得超过0.02g/cm3。

8.2比表面积的测定

试验原理:主要是根据通过一定空隙率的水泥层的空气流速来测定。因为对一定空隙率的水泥层, 其中空隙的数量和大小是水泥颗粒, 比表面积的函数, 也决定了空气流过水泥层的速度, 因此根据空气流速即可计算比表面积。

所需仪器: (1) 勃氏比表面积透气仪; (2) 烘干箱 (控制温度灵敏度±1℃) ; (3) 分析天平 (分度值为0.001g) ; (4) 秒表 (精确至0.5s) ; (5) 水泥样品 (水泥样品按GB12573进行取样, 先通过0.9mm的方孔筛, 再在110±5℃下烘干1h, 并在干燥器中冷却至室温) ; (6) 基准材料; (7) 压力计液体 (可直接采用无色蒸馏水) ; (8) 滤纸; (9) 分析纯汞

试验温度:温度 (20±1) ℃, 湿度不大于50%

试验步骤:在试验前要对仪器进行校准, 检查仪器是否漏气。检查的方法是, 用胶皮塞塞紧圆筒口, 抽气, 关闭活塞, 在5分钟内液面如未下降, 就证明仪器并未漏气;否则必须找出漏气处加以密封。

测定试料层体积 (水银排代法) :

1) 先测出水银的质量, 就是把水银装满料筒用玻璃板抹平, 然后倒入清零的容器里称取质量为P1。

2) 在料筒里先放一个垫片, 再加一个滤纸再将称取的3.3k左右的水泥倒入料筒里, 最后再加一个滤纸, 将其捣实, 再加入水银直至倒满, 用玻璃板抹平。然后倒入清零的容器里称取质量为P2。

试料层体积 ρ是试验温度下水银的密度可查表

料层体积的测定, 至少进行两次, 取两次数值相差不超过0.005m3的平均值。料筒最好一季度或是半年重新校正试料层体积。

3) 试验用的水泥质量:需用的水泥水泥质量m=ρV (1-ε)

ρ:水泥密度V:试料层体积ε:试料层孔隙率 (一般水泥采用0.500±0.005)

4) 比表面积的测定: (1) 如何装试料筒:先将铜垫片放入料筒最底部→再放入一个滤纸→再将所算出的试验所需的水泥质量倒入料筒镇平→再放入一个滤纸→再用捣器压平。 (2) 如何测定:接通电源→向U形管内加水直至仪器表显示“LL_”停止闪烁并变成室温相应温度为止→放上水泥试样, 按“测定”按钮, 确认后进入仪器常数输入状态, 仪器常数“K”与水泥密度均不需要修改, 可直接按“确认”按钮→仪器的电磁泵会自动打开计时测出该水泥试样的比表面积。

水泥比表面积应由两次透气试验结果的平均值确定。若两次试验结果相差2%以上时, 应重新试验, 计算结果保留至10cm2/g。当同一个水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时, 以手动勃氏透气仪测定结果为准。

参考文献

[1]建筑材料检测[M].中国建筑工业出版社, 2009.

水泥性能 篇8

随着我国工业的发展，脱硫石膏的排放量不断增加。一方面废弃的脱硫石膏占用并污染土地;另一方面，我国天然石膏分布不均衡，部分水泥企业靠长途运输外购，使生产成本上升。

脱硫石膏中含有磷、氟、有机物等诸多有害物质，作为缓凝剂使用时，对水泥的性能将会产生一些影响。

为合理利用工业废渣，降低水泥成本。笔者使用成球脱硫石膏，通过一系列试验，探讨脱硫石膏对水泥的影响。

1 试验材料

1.1 原材料化学成分（见表1)

脱硫石膏：黑龙江省牡丹江热电厂成球脱硫石膏，主要成分CaSO4·2H2O;SO3含量在34.0%。

天然石膏:山东某地生产, SO3含量35.0%。

水泥熟料:本公司生产熟料 (新型干法) 。

2 试验方案

本次试验宗旨在探讨脱硫石膏对水泥凝结时间、水泥强度的影响因素;同时与天然石膏经济指标的比较(见表2)。

3 试验结果与分析

3.1 脱硫石膏对水泥性能的影响

脱硫石膏作为水泥缓凝剂，其对水泥的水化速度及早期强度是有影响的(见表3)。

从表3可以看出：与天然石膏相比，使用脱硫石膏后对水泥的凝结时间、早期强度均有明显的变化;随着掺量的增加，水泥凝结时间延长;早期强度逐步提高。

3.2 脱硫石膏对水泥水化速度的影响

水泥水化速度越快，凝结时间越短;脱硫石膏使水泥的凝结瞬间延长了1～1.5小时。从表3可以看出，随着脱硫石膏掺量增加，水泥的凝结时间逐渐延长1小时左右，当掺量达到5.0%，水泥的强度达到最佳。

4 结论

使用成球脱硫石膏作为普通硅酸盐的缓凝剂时，其水泥性能凝结时间虽有所延长，但是适量掺加有利于水泥早期强度的提高。

由于脱硫石膏品位含量与天然石膏一样，但其质量稳定，掺量较天然石膏略低，节约了成本。

作为工业废渣综合利用的环保产品，脱硫石膏的使用对于天然石膏缺乏的地区无疑是一个经济、节能、环保的产品，减少了使用环节中的污染，对于环境改善有较大益处。

成球脱硫石膏三氧化硫含量稳定，无需破碎，便于企业对过程质量的控制，稳定控制指标。

水泥物理性能常规检测要点分析 篇9

一、水泥细度

1.负压筛析法

负压筛析法是检测水泥细度的一种较为常用的方法, 对于工作压力有着较为严格的要求, 否则会引起测试结果的不准确, 压力标准为4000Pa~6000Pa, 工作压力过高或不足都会导致检测结果失真, 从而对测试结果判定造成不良影响。在对水泥进行检测时, 还要考虑气候的影响, 南方地区空气较为潮湿。在集尘袋中的水泥如果存在过多的粉煤灰, 就会给负压筛的正常工作带来影响, 其原因是粉煤灰与潮湿空气中的水分发生部分水化反应。因此, 为了避免负压筛析仪的工作压力不足, 应定期对集尘袋进行清理。

⒉手工筛析法

(1) 手工干筛法操作应按照标准规定的要求, 控制拍打速度约120次/min, 每40次向同一方向转动60度, 使试样均匀分布在筛网上, 直至通过的试样量不超过0.03g/min为止。 (2) 试验筛必须经常洁净, 保持筛孔通畅, 使用10次后要进行清洗。金属框筛、铜丝网筛清洗时应用专门的清洗剂, 禁止用弱酸浸泡。

二、凝结时间

(1) 标准稠度用水量的检测是影响水泥凝结时间的测试结果的决定性因素, 因此, 必须加强对于标准稠度用水量的检测, 在试验的过程中应严格按照要求进行测定, 以此作为凝结时间测试的参考。 (2) 水泥净浆装模所采用的工具是直边刀, 需要插捣振动数次, 然后再进行刮平。需要注意的是, 应确保抹平面的水平度, 不能出现高低不平的现象, 同时, 控制好刮平的次数, 避免对水泥净浆的稠度造成影响, 刮平次数过多将导致水分泌出。 (3) 应使用最小刻度为0.5ml的量水器, 从而确保调整用水量法的水量准确, 对量筒、量杯的精度严格把关, 禁止随意估读水量。 (4) 对于初凝时间的测定, 也应该特别注意, 为避免对测试结果造成影响, 需控制好试针下落的位置, 应保持在距试模内壁10mm以外的圆模中心。同时, 针孔之间的位置不能过于密集, 且避免让试针重复落入原有的针孔。在测定结束后, 应做好清洁工作, 将试针擦拭干净, 试模则应立刻放回到湿气养护箱中。还应该注意的是, 为防止对试模造成影响, 在测试中应避免使其受到震动。 (5) 检验设备也是影响检测结果的关键要素, 因此, 应定期进行检查或校正, 重视检验设备的维护和保养工作。净浆的拌和程度及均匀性受到搅拌机的影响, 如果搅拌叶或者搅拌锅上的泥浆没有清理干净, 就会导致搅拌锅和搅拌叶片的间隙变小, 同样, 如果搅拌锅壁出现了磨损, 两者的间隙就会相应的变大, 从而对净浆造成影响。为确保凝结时间测试的准确性, 应做好稠度仪的保养和维护, 使稠度仪润滑良好, 防止因润滑的原因而导致的测试结果偏小的现象。稠度仪试针如果长时间使用, 会出现不同程度的弯曲, 应及时加以更换或调整, 确保测试结果不受影响。

三、胶砂强度

1.成型过程

(1) 定期检查搅拌叶和搅拌锅之间的间隙, 搅拌叶和搅拌锅间隙过大或过小时, 不能保证水泥砂浆的充分搅拌, 也就不能保证水泥砂浆制备过程符合规范的规定。 (2) 播料应按规定分两层先后播平振实, 第一次在每个槽中约放300g胶砂, 用播料器播平后振实60次。播第二层料前须将搅拌锅内壁附着的胶砂刮入锅内, 再分成三份放入试模播平振实。

⒉养护过程

水泥胶砂试体拆模不能采用水雾养护, 而应采用水养护, 对于养护箱的温度应采取定时监控的方式, 还要做好详细的记录。

⒊试块脱模

水泥胶砂在三联试模成型后不能立即进行脱模操作, 必须放置在养护箱中养护, 时间为24小时, 然后才可以取出。脱模过程是非常关键的过程, 在这一过程中, 如果操作不当, 将会对测试结果造成很大影响, 所获得的抗折强度和抗压强度也将不准确。为防止试体受到意外损伤, 脱模应轻缓, 以免试块内部产生裂纹, 影响试块的强度, 使测试结果不准确。

⒋水泥胶砂流动度测定对水泥胶砂强度的影响

水泥砂浆的可塑性是水泥品质的一项重要指标, 而水泥胶砂流动度则可以对其进行较为真实的反映。为确保检测结果的可比性和准确性, 对于水泥胶砂流动度进行控制不失为一个好的办法。此外, 胶砂试验设备具有复演性好、操作简单、方便的特点, 因此, 在减水剂减水率试验中获得了广泛的应用。

四、试验环境要求

水泥的强度还与实验室内的湿度和温度有关。水泥水化作用能否顺利进行, 在很大程度上取决于室内的湿度。如果湿度较低, 则水泥无法正常进行水化作用, 同时, 对水泥强度的形成也造成影响。水泥水化作用的速度取决于温度的影响, 如果温度较低, 则水泥水化速度缓慢, 水泥早期的强度不高, 后期强度较高, 这是由于后期水化产物相对均匀和致密。如果温度较高, 水泥早期水化速度快, 因此, 水泥在早期具有较高的强度, 到了后期其强度的增长率将下降。

五、水泥强度试验误差分析

(1) 误差是不可避免的, 然而却可以通过严格规范操作, 优化检测方法来尽量减少误差。作为检测人员, 必须从思想和意识上树立质量标准观念, 主动学习和尽快掌握检验所需的仪器和设备的性能, 并进行正确熟练的操作。作为检测机构, 应注重检测人员素质的培养, 加强检测人员的培训, 严格考核制度, 优化各项检测管理制度。 (2) 提高试模的质量和精度, 严格控制和校验成型模具的各种参数, 如尺寸、装配精度等, 防止因试模质量不过关而对实验结果造成直接的影响。 (3) 仪器设备与其操作对水泥强度试验影响很大, 因此, 要定期对其进行保养与故障维修, 以保证仪器、设备检测结果的准确性。 (4) 对试验室、试样、养护过程中的温、湿度应进行严格控制, 每天都要进行准确的记录, 操作人员要及时发现温、湿度的异常现象, 并且及时进行调整。 (5) 严格试验管理制度和操作流程, 特别是在检测结果的记录与统计中, 一定要进行反复校验, 以尽量减小检测结果的误差率。

超细水泥浆液流变性能试验研究 篇10

近年来,浅部煤炭资源逐渐枯竭,深井建设势在必行。随着立井深度的加深,地层压力增大,静水压力也越来越大,立井井筒混凝土井壁在高地压、高水压作用下,微裂隙渗流效应急剧增大,导致井筒涌水量超标。超细水泥必将成为今后理想的微裂隙注浆材料[1],但随着水泥细度的减小,其流变性能、水化性能等均会发生变化,目前对超细水泥基注浆材料的性能缺乏系统的研究,防碍了它的发展和应用。因此,研究超细水泥的流变性能具有重要意义。

2 理论分析

超细水泥浆液在岩层裂隙中的运动规律和地下水的运动规律非常相似,不同之处是水泥浆液一般属于非牛顿流体,具有随时间、浆液配比等因素发生变化的流变参数,如水泥浆液在凝胶以前,其粘度是随注浆压力和时间变化的。有学者提出了时间依赖性定理,即在注浆过程中,大多数浆液的粘度都会随时间的增加而变大,从而使浆液的流动性变坏[2,3]。

浆液的流变性能一般用流变方程或流变曲线来描述,将其应用到注浆扩散理论中,得出浆液在介质中的扩散规律,确定相应的注浆参数,从而控制注浆的施工,这就是研究浆液流变性的目的[4]。可见,在注浆施工中浆液的流变性能是非常重要的性能之一,了解和控制所用浆液的流变性能对于注浆成功与否是非常重要的。

水泥浆液的流变性与水灰比、水泥颗粒的粒径和形状、水泥化学组分及颗粒表面组分的相对分布、外加剂种类和添加量、试验条件(温度和压力)等众多因素密切相关,因此对特定浆液流变模式及其流变规律的研究结果,往往因研究者及实验条件不同而存在差别。

本文对超细水泥浆液的流变性重点研究,包括水灰比及高效减水剂对浆液粘度的影响、浆液粘度的时变性试验研究、以及减水剂对浆液粘度时变性的影响。

3 实验室试验与数据分析

3.1 试验材料及试验方法

试验研究采用江门市中建科技开发有限公司生产的“中建”牌8000型超细水泥。该水泥采用独特粉磨工艺加工而成,颗粒非常细小,平均粒径约0.2～2μm,最大粒径小于20μm,达到准纳米级,可渗透入非常细小的空间;减水剂采用萘系高效减水剂。采用NDJ-1型旋转粘度计测定超细水泥浆液的粘度值。

3.2 水灰比对超细水泥浆液粘度影响性试验

选择常用的0.6、0.8、1.0、1.5、2.0等5种水灰比进行试验。用高速搅拌机配制超细水泥浆液,然后用旋转粘度计测定其粘度值。对每一种水灰比均进行3组重复试验,求得3组结果的平均值作为该水灰比的超细水泥浆液的粘度值。试验所得到的超细水泥浆液粘度值和普通水泥浆液的粘度值见表1。

根据试验数据绘制粘度与水灰比关系见图1。由图1可知,在相同水灰比条件下,超细水泥浆液的粘度比普通水泥浆液高很多。超细水泥浆液和普通水泥一样,其粘度随着水灰比的增大而降低。但是两条变化曲线存在不同的拐点,说明两种浆液的粘度变化率突变存在不同的临界水灰比。超细水泥浆液在水灰比较小时,其粘度随着水灰比的增大急剧降低,但当w/c≥1.5时,增大水灰比,浆液的粘度变化幅度较小,而普通水泥浆的临界水灰比大约为0.8。

3.3 减水剂对超细水泥浆液粘度影响性试验

超细水泥浆的粘度过大,不适合注浆,必须添加高效减水剂降低粘度,改善浆液的流动性。本次试验研究了萘系高效减水剂对超细水泥浆液粘度的影响。试验针对上述5种水灰比的水泥浆,减水剂添加量分为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%4个水平,对每一种水灰比、每一水平均进行3组重复试验,求得3组试验结果的算术平均值作为该水灰比超细水泥浆在该水平减水剂掺量下的粘度值。

为了更直观地表示减水剂对超细水泥浆粘度的影响效果,定义减水效率K为添加减水剂以后,浆液粘度的降低值占不添加减水剂时原浆液粘度的百分比。用公式表示为:

式中:μ——原浆液粘度;

μ'——添加减水剂以后浆液粘度,mPa·s。

试验所得到的减水剂的减水效率数据见表2。

由试验数据及图2可以得出,萘系高效减水剂能有效降低超细水泥浆液的粘度,减水剂添加量为1.5%时,对5种水灰比的水泥浆液的减水效率均达到75%以上;减水效率变化率随着减水剂添加量的增大逐渐减小,添加量超过1.5%以后,再继续增大用量,减水效率增大不明显;超细水泥浆的水灰比越大,减水剂的减水效率变化率越小;超细水泥浆的最佳减水剂添加量约为1.5%。

3.4 超细水泥浆液的粘度时变性试验

学者们对水泥浆液时变性的具体规律进行了深入研究,得出水泥浆液在凝固前其粘度存在时变性。在实际工程中,为了防止浆液析水沉淀,保持分散稳定性和均匀性,注浆过程中必须持续对水泥浆液进行搅拌。因此,研究超细水泥的粘度随搅拌时间的时变性更有实际意义。水泥浆液在拌制完成以后的1小时内粘度变化不大,即可以满足注浆要求。本次试验重点考察超细水泥浆液在低速搅拌条件下1小时内的粘度时变性,以及添加减水剂对浆液粘度时变性的影响。

由于超细水泥浆液在水灰比较小时其粘度过大,不适合注浆使用,本次试验仅对0.8、1.0、1.5、2.0等4种水灰比的浆液进行研究。另外,还研究了4种水灰比的浆液在减水剂最佳添加量(1.5%)时,其粘度时变性的变化。

试验时,超细水泥浆液拌制好以后,首先用高速搅拌机高速搅拌3分钟,然后进行低速搅拌(60r/min),每隔10分钟取样测试浆液的粘度。整理试验数据得到浆液粘度随搅拌时间(1小时内)的变化规律,如图3、图4所示。

由浆液粘度随搅拌时间的变化曲线可以看出,除水灰比为0.8的超细水泥浆液随着搅拌时间的增长其粘度略有增大,其余3种水灰比的浆液粘度均没有表现出明显的时变性,可以看作浆液在搅拌时间1小时内粘度没有变化。添加减水剂后,浆液粘度在0～10分钟内出现小幅度的增大,10分钟以后浆液粘度没有表现明显的时变性。

4 结论

通过上述室内试验得出以下结论。

(1)增大水灰比可以显著降低超细水泥浆液的粘度,但当w/c≥1.5后,增大水灰比,浆液的粘度减小幅度较小。

(2)萘系高效减水剂能有效降低超细水泥浆液的粘度,其最佳添加量约为1.5%。

(3)在搅拌时间1小时内,超细水泥浆液粘度无时变性,添加减水剂对浆液粘度时变性没有影响。

参考文献

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水泥性能 篇11

摘要：采用超声波分散方式将纳米CaCO3掺入水泥基材料，研究了不同掺量纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响，并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明：掺入纳米CaCO3后，水泥基材料流动度降低，浆体表观密度增大，抗折和抗压强度提高.纳米CaCO3掺量为1.5%（质量分数）时，对水泥基材料的力学性能提高最为显著，纳米CaCO3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO3的掺入会加速水泥的水化，早期使水化产物Ca（OH）2等增加；纳米CaCO3改善了界面结构和水泥石结构，使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.

关键词：纳米CaCO3；水泥基材料；强度；微观结构

中图分类号：TU528文献标识码：A

纳米技术是在20世纪末逐渐发展起来的前沿交叉性的新兴学科.如今，该技术已经渗透到诸多领域，建筑材料领域就是其中之一.通过对传统建筑材料的改性表明该技术具有很大的应用潜力和前景[1-3].纳米颗粒因其尺度在纳米范围，从而具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应[4]，具有传统材料所不具备的一些新特性.

纳米CaCO3是目前最大宗也是最廉价的纳米材料之一，其价格约只有纳米SiO2的十分之一[5].目前国内外学者对纳米SiO2在水泥基材料中的应用有较多研究，而对纳米CaCO3的研究相对较少.王冲等[6]研究了纳米颗粒在水泥基材料中应用的可行性.黄政宇等[7]研究了纳米CaCO3对超高性能混凝土的性能影响，研究表明掺入纳米CaCO3能促进水化反应，使超高性能混凝土的流动性下降，能提高超高性能混凝土的抗压强度及抗折强度.Sato等[8]采用传导量热法发现，纳米CaCO3的掺入可以显著加快早期的水化反应，且掺量越多加快效果越明显.Detwiler和Tennis[9]发现，在水泥水化过程中，石灰石粉颗粒会成为成核的场所，增加了水化产物C-S-H凝胶沉淀在石灰石粉颗粒上的概率，加快了水泥石中C3S的水化.本文通过超声波分散方式将纳米CaCO3掺入水泥基材料中，研究其对水泥基材料性能和结构的影响，并进一步通过XRD和SEM分析纳米CaCO3对水泥基材料的影响作用机理，以期为纳米CaCO3在水泥基材料的工程应用提供理论基础.

1原材料与方法

1.1原材料

水泥为P·O42.5R普通硅酸盐水泥，由重庆天助水泥有限公司生产，化学成分见表1；细集料为岳阳产中砂，细度模数为2.48；高效减水剂为重庆三圣特种建材股份有限公司生产的聚羧酸系高效减水剂，固含量为33%；纳米CaCO3由北京博宇高科新材料技术有限公司生产，表现为亲水性，部分技术指标列于表2，扫描电镜图见图1，X射线衍射结果见图2.

1.2试验方法

1.2.1纳米CaCO3分散方式

根据前期试验验证，超声波分散方式对纳米CaCO3有更好的分散效果.制备水泥砂浆试件时，将减水剂和纳米CaCO3加入水中，超声波分散10 min，再手工搅拌2 min，以待测试.

1.2.2表观密度

水泥浆体表观密度试验采用水泥净浆，水胶比为0.29，减水剂掺量为胶凝材料质量的0.15%，纳米CaCO3掺量分别为胶凝材料质量的0.5%，1.5%，2.5%.试验所采用容器为1 L的广口瓶，采用水泥净浆搅拌机制样，放在振动台上振捣密实.

1.2.3流动性测试及成型

流动度试验按照GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行；力学性能试验按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行.将水泥和砂在搅拌机中搅拌90 s，再将分散有纳米CaCO3和减水剂的溶液倒入干料中搅拌90 s.采用40 mm×40 mm×160 mm三联钢模成型，1 d后脱模，在温度为（20±2） ℃的饱和石灰水中养护至相应龄期.水泥砂浆试件的配合比见表3，其中纳米CaCO3和聚羧酸减水剂以胶凝材料的质量百分比掺入.

1.2.4微观测试试验

XRD分析测试采用日本Rigaku公司D/MAX2500PC型X射线衍射仪.测试条件：Cu靶，管压40 kV，电流100 mA，扫描步长0.02°，扫描速度4 °/min，扫描范围5°～70°.样品采用与表3相同胶凝材料组成与水胶比的水泥净浆，养护至规定龄期破碎取样，放入无水乙醇中浸泡3 d以终止水化，置于50 ℃干燥箱中干燥24 h，取出样品用研钵研磨过0.08 mm方孔筛，将过筛的粉末样品置于干燥器中以待测试.

扫描电镜测试采用捷克TESCAN公司生产的Tescan VEGA Ⅱ LMU型扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM），测试样品取自强度测试破坏后的砂浆试块，放入无水乙醇中浸泡3 d终止水化，装入50 ℃干燥箱中干燥24 h，将样品真空镀金，在20 kV高压钨灯下分析其微观形貌.

2结果与分析

2.1纳米CaCO3对水泥基材料表观密度的影响

对新拌的水泥净浆浆体进行表观密度测试，试验结果如图3所示.

结果表明，随着纳米CaCO3掺量的提高，水泥浆体的表观密度随之增大.掺量从0%增加到2.5%时，表观密度由1.98 g/cm3提高到2.10 g/cm3.表明纳米CaCO3可填充水泥浆体中熟料颗粒之间空隙，使浆体的结构更加密实.

2.2纳米CaCO3对水泥基材料流动性的影响

按表3拌制水泥砂浆测试流动度，结果如图4所示.随着纳米CaCO3掺量的增大，砂浆的流动度逐渐减小.这是因为纳米CaCO3比表面积大，其颗粒表面吸附更多的水导致需水量增大[10]，纳米CaCO3同其它超细粉料一样可以填充熟料颗粒之间的空隙，将熟料颗粒之间的填充水置换出来，起到减水作用，但纳米CaCO3颗粒比表面积过大，其增加需水量的作用远远大于减水作用，宏观表现为水泥砂浆的流动度减小.

2.3纳米CaCO3对水泥基材料力学性能的影响

按表3拌制水泥砂浆，分别测试3 d和28 d的抗压和抗折强度，结果如图5和图6所示.

由图可知，纳米CaCO3提高了水泥砂浆的3 d及28 d强度.1.5%的纳米CaCO3掺量效果最好，其3 d的抗压和抗折强度较基准组分别提高20.6%和17.7%，28 d的抗压和抗折强度较基准组分别提高22.9%和11.1%.然而掺量增加到2.5%时，砂浆强度相较于1.5%掺量明显下降.由试验结果可知纳米CaCO3的掺量不宜过多，存在一个最佳掺量[11-12]，在本研究中这个最佳掺量为1.5%.

纳米CaCO3可以提高水泥基材料早期强度有以下几方面原因：纳米CaCO3可以起到超细微集料的作用，填充熟料颗粒周围的空隙，使结构变得更加密实从而提高强度，这与图3结果一致；纳米CaCO3可以明显降低Ca（OH）2在界面处的密集分布和定向排列，有助于改善界面的综合性能[13]；纳米CaCO3可促进C3A与石膏反应生成钙矾石，钙矾石与纳米CaCO3反应生成碳铝酸钙也是早期强度提高的原因之一[13].而文献[14]也指出，纳米颗粒掺量过多容易产生团聚，并包裹水泥颗粒，因而阻碍水化反应，使得强度下降.纳米CaCO3掺量过多所造成的团聚也会影响纳米CaCO3在水泥基材料中的分散，使新拌水泥砂浆产生过多的微小气泡，增加硬化后的水泥浆体有害孔的数量，导致强度下降.

2.4纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响

机理

2.4.1XRD分析

按表3配合比制备水泥净浆，其3 d和28 d的XRD图谱见图7和图8.由图7可知，在3 d龄期内，纳米CaCO3并没有改变水泥的水化产物组成.2组试样的水化产物基本相同，均含有Ca（OH）2，钙矾石（AFt）相，未水化的硅酸三钙（C3S）和硅酸二钙（C2S），以及掺入的和因碳化而生成的CaCO3.分析2组试样的C3S和C2S的特征衍射峰（2θ=32.3°）可以发现，对照组中C3S和C2S的特征衍射峰比基准组中低；而对照组中钙矾石的特征衍射峰（2θ=23.1°）比基准组中高；对照组中Ca（OH）2的特征峰（2θ=34.2°）略比基准组强，说明前者Ca（OH）2含量略高于后者，这是由纳米CaCO3加速硅酸三钙的水化所致，使其水化产生更多的Ca（OH）2.上述分析说明纳米CaCO3可以促进水泥的早期水化.

由图8可见，在28 d龄期内水泥的水化产物中出现了水化碳铝酸钙（C3A·CaCO3·11H2O），这与李固华等[12]的试验结果类似，即表明纳米CaCO3参与了水泥的水化反应，与水及铝酸三钙反应生成了水化碳铝酸钙.对比2个样品的C3S，C2S的特征衍射峰发现，对照组中C3S，C2S的特征衍射峰要比基准组中低；而对照组中Ca（OH）2的特征峰略比基准组低，根据前人的研究[15]，这是由于Ca（OH）2和CaCO3作用生成了碱式碳酸钙，这种碱式碳酸钙可以增强界面区的粘结.纳米CaCO3的这种效应使得水化产物Ca（OH）2在更大程度上被消耗，因此其衍射峰强度低于基准组.上述分析表明在3 d到28 d的龄期内，纳米CaCO3仍促进水泥的水化，产生新的水化产物相并从宏观上导致水泥基材料强度提高，内部界面区增强粘结能力更好，XRD图谱从微观方面解释了28 d掺入纳米CaCO3其力学性能优于基准组的原因.

2.4.2SEM分析

按表3成型的水泥砂浆试样的3 d和28 d SEM图片见图9和图10.图9显示了4组试样水化3 d的微观形貌结构.分析发现：试样（a）已有一定程度的水化，发现有针状的AFt晶体和水化硅酸钙凝胶，但整体结构不太密实，存在较多的空隙，在过渡区处水泥石与集料的结合不太紧密.掺入纳米CaCO3后对于界面过渡区来说有明显的改善，水泥石更加密实.试样（b）和（c）已有明显的水化，水化产物水化硅酸钙凝胶增多，形成网络状和絮凝状的凝胶填充未水化颗粒之间的空隙，使整体结构更加致密[16].由图可知，随着掺量的提高，当纳米CaCO3掺量为胶凝材料质量的1.5%（试样c）时，其对界面的改善效果最好，水泥石结构也更加致密，在界面过渡区几乎看不到水泥石与集料之间的间隙，说明连接很紧密，与上述力学性能试验结果相符.但未明显发现有Ca（OH）2晶体，这可能是因为Ca（OH）2晶体被大量的水化硅酸钙凝胶所覆盖.随着掺量的继续提高，从试样（d）中可看出，水泥石的孔隙变多，结构变得不密实.在界面过渡区处水泥石与集料之间存在间隙并发现了针状钙矾石晶体和六方片状的Ca（OH）2晶体，水化产物水化硅酸钙凝胶也随之减少.这是由于纳米CaCO3掺量过多，分散不均匀形成团聚引起的.水泥石结构的致密程度以及水泥石和集料的界面过渡区的结合紧密程度都会影响水泥基材料的强度，上述分析从微观角度解释了水泥基材料力学性能变化的原因.

图10显示了4种试样水化28 d后的微观形貌结构.分析发现：随着水化的进行，在28 d龄期内各组试样中的水化产物都较3 d增多，水泥石结构也更加致密，水泥石与集料的在界面过渡区处的结合也更加紧密.但在试样（a）和试样（d）中集料与水泥石的界面过渡区处的结合仍不是很紧密，且存在一定的缝隙，水泥石自身结构也存在一定的空隙，不是十分致密，而在试样（b）和试样（c）中则发现集料与水泥石的界面过渡区处的结合更为紧密，水泥石中存在大量的凝胶状的水化产物，结构密实.尤其在试样（c）中，界面过渡区处找不到连接的间隙，水泥石中都是凝胶状水化产物几乎没有孔隙，这些水化产物并不独立分散，而是呈现整体化结构.上述现象说明适宜掺量的纳米CaCO3可以促进水泥基材料早期的水化，使水泥熟料颗粒水化产生更多的水化硅酸钙凝胶[17].同时，纳米CaCO3可以增加水化硅酸钙凝胶在界面处的含量，可以改善Ca（OH）2晶体的定向排列性能，使得界面位置的水化结构由平面排列向空间结构过渡，所以适宜的掺量可以改善界面的综合性能[13].

3结论

1）纳米CaCO3的掺入增加了水泥浆体的表观密度，降低了水泥基材料的流动度，掺入适量的纳米CaCO3有助于水泥砂浆3 d和28 d龄期强度的提高，但掺量不宜过大.

2）掺入适量的纳米CaCO3可以促进水泥水化反应的进行，增加水化产物的生成量.在3 d的龄期内，纳米CaCO3并没有改变水泥的水化产物组成；在28 d的龄期内，在水泥的水化产物中发现了新的水化产物——水化碳铝酸钙.掺入适量的纳米CaCO3还可以改善水泥基材料的界面结构和水泥石的结构，使集料与基体结合的更加紧密，水泥石更加密实.

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水泥性能 篇12

1 原材料

试验用的石灰岩碎石取自辽阳小屯, 分为20 ~30mm、10 ~ 20mm、5 ~ 10mm、0 ~ 5mm四档, 水泥采用辽宁山水工源水泥有限公司本溪水泥厂生产的P·O32.5普通硅酸盐水泥, 碎石和水泥均符合《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ 034-2000) 的技术要求, 可以应用于水泥稳定路面基层。

2配合比设计

2.1级配设计

按照表1 级配范围的要求, 试验材料比例为20 ~ 30mm、10 ~ 20mm、5 ~ 10mm、0 ~ 5mm为22 ∶24 ∶ 29 ∶ 25, 合成级配见表1、级配曲线见图1。

2.2击实试验

采用无机结合料稳定材料击实试验方法, 确定各个水泥掺配率下混合料的最佳含水量和最大干密度, 试验结果见表2。

2. 37d无侧限抗压强度

无侧限抗压强度试验结果如表3。

根据设计抗压强度取3. 5MPa, 确定合适的水泥剂量为4. 5% 。

3力学性能试验

3. 1 无侧限抗压强度试验

对水泥稳定碎石混合料不同养生时间的试件进行了无侧限抗压强度试验, 结果见表4。根据试验结果, 做出强度与养生时间关系曲线见图2。

3. 2 动态模量试验

车辆荷载对路面的冲击属于动态作用, 半刚性基层混合料在动态荷载作用下的力学反应更接近于实际状况。动态荷载作用下半刚性基层的力学反应特性直接影响着水泥稳定碎石混合料乃至整个路面结构层的长、短期性能。

对水泥稳定碎石混合料进行了动态模量试验, 来评价半刚性基层的抗永久变形能力。

采用静压法成型直径150mm、高150mm的圆柱体试件, 按最大干密度的98% 控制。试验采用连续无间歇的半正矢荷载波形, 不施加围压, 试验温度为20℃ , 水泥稳定碎石混合料动态模量试验结果见表5。

3. 3 静态模量试验

水泥稳定类基层不仅要有一定的强度, 还要求有一定的刚度。在室内对水泥稳定碎石基层混合料制备的试件采用顶面法进行抗压回弹模量的测定。

( 1) 试件尺寸: 采用静压法成型直径150mm、高150mm的圆柱体试件, 按最大干密度的98% 控制。

( 2) 试验条件: 采用UTM - 100 多功能材料试验系统, 加载速率为1mm/min。加载板上预定的单位压力P分别为0. 28MPa和0. 50MPa, 再以0. 1P、0. 2P…0. 5P进行5 级分级加载, 用加载板上的计算单位压力P与相应的修正回弹变形计算半刚性材料的静态抗压回弹模量。

式中: EC—抗压回弹模量 ( MPa) ;

P—单位压力 (MPa) ;

h—试件的高度 ( mm) ;

l—试件回弹变形 ( mm) 。

试验结果平均值列于表6 中。

3. 4 劈裂强度试验

水泥稳定碎石混合料在施工后结成板体, 在行车荷载的作用下, 半刚性基层层底处于受拉状态。劈裂试验是检测半刚性基层材料强度的一种方法, 通过其劈裂强度的大小检测其材料的抗拉性能。

采用静压法成型直径150mm、高150mm的圆柱体试件, 按最大干密度的98% 控制。材料的养生龄期为90d, 养生温度为20℃, 湿度为95% 。养生龄期的最后一天, 试件饱水24h。通过劈裂试验测得水泥稳定碎石的劈裂强度为0. 903MPa。

4 路用性能试验

4.1温度稳定性

将标准养生28d的水泥稳定碎石试件在养生期的最后一天, 一组置于- 20℃的低温箱中, 一组试件置于0℃的低温箱中, 另外两组试件分别置于20℃、40℃ 的恒温水浴中, 一天后测各组试件的抗压强度, 结果见表7。

从表7 中可以看出, 水泥稳定碎石混合料的抗压强度基本不受温度影响。

4. 2 水稳定性

将标准养生28d的水泥稳定碎石试件在养生期的最后一天分别浸泡在清水和3% 盐水中, 浸泡7d后, 测试件的抗压强度, 与标准养生28d试件的无侧限抗压强度比较。

4. 3 抗冻融循环特性

半刚性基层材料多为有孔隙材料, 这类材料在受到冻融循环时, 其孔隙内壁受到水膨胀产生附加内力的挤压和松弛的反复作用, 在多次冻融循环作用下, 材料强度会全部或部分损失, 因此半刚性材料的冰冻稳定性对材料的影响强度较大, 尤其在季节性冰冻地区应重点考虑其抗冻融循环耐久性。

将标准养生28d的水泥稳定碎石试件在养生期的最后一天分别浸泡在清水和3% 盐水中, 浸水完毕后, 取出试件, 用湿布擦除表面的水分, 称质量。取冻融的一组试件, 置入低温箱中, 低温箱的温度为- 18℃ , 冻结时间为16h, 冻结试验结束后, 取出试件, 立即放入20℃水槽中进行融化, 融化时间为8h, 此为一个冻融循环, 冻融5 个循环后, 取出试件擦干后称质量, 测其抗压强度, 与标准养生28d试件的无侧限抗压强度比较, 计算强度损失率。

5 结语

通过试验研究, 水泥稳定碎石半刚性基层作为沥青路面的主要承重层, 具有一定的板体性、刚度, 扩散应力强, 具有良好的温度稳定性、水稳定性、抗冻融循环特性, 符合路面基层的要求, 使得路面基层受力性能良好, 并且保证了基层的稳定性。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.

[2]中华人民共和国交通运输部.JTG E51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].北京:人民交通出版社, 2009.