依据国家相关标准规范,水泥标准稠度用水量的测定方法主要包括两种:调整用水量法和固定用水量法。这两种方法均需遵循严格的标准操作流程以确保实验结果的准确性。
1.实验目标本实验旨在测定水泥标准稠度用水量,该指标是水泥凝结时间与安定性测试的基础参数,为后续相关性能测试提供标准化的水泥净浆制备依据。
2.实验仪器实验所需主要设备包括:水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪(具体结构如图13—10所示)、净浆搅拌机、普通精度天平、量筒、刮刀以及0.9mm方孔筛等。
图13一lO标维稠度与凝结时同测定仪(a)认针支架;l一铁应;2一金属圆棒;3一松紧螺丝;4一指针;5一标尺;(b)姨锥和 链模;(C)试针和圆模 3.实验步骤 (1)实验准备阶段需对仪器进行全面检查。确保金属棒能够自由滑动,试锥在降至锥模顶面位置时,指针必须精确对准标尺零点。同时,搅拌机应处于良好工作状态,无异常振动或噪音。(2)水泥试样必须充分混合均匀,并需通过0.9mm方孔筛,同时记录筛余物的质量。随后,精确称取400g水泥试样置于已用湿布擦拭过的搅拌锅内。采用调整用水量法时,应根据经验初步估算用水量。若采用固定用水量法,则初始用水量设定为114cm³。. (3)将搅拌锅放置于搅拌机中央,放下搅拌翅,启动搅拌机。同时缓慢加入已称量的拌和水,确保水量精确至0.5cm³。自搅拌机启动计时,进行持续5分钟的搅拌作业。(4)搅拌过程完成后,立即将净浆全部倒入锥模内。使用小刀进行适当插捣,并辅以轻微振动,确保净浆均匀填充。刮去多余部分,然后抹平表面。将锥模迅速放置于试锥下方的固定位置,将试锥垂直降至净浆表面,拧紧固定螺丝。随后突然松开螺丝,使试锥在净浆中自由沉落。在30秒时重新拧紧螺丝,准确记录试锥的沉入深度。对于调整用水量法,当试锥沉入深度达到28±2mm时,此时的拌合水量即为标准稠度用水量。若首次测得的沉入深度超出此范围,则需另取试样,重新调整水量并再次进行实验,直至试锥沉入深度符合28±2mm的要求为止。4.数据计算 (1)采用调整用水量法时,标准稠度用水量P(%)的计算公式如下。
(2)采用固定用水量法时,标准稠度用水量P(%)的计算公式为:P=33.4-0.185S式中 S——测得试锤下沉深度(m m)。 当试锤下沉深度小于1 3 m m时应采用调整用水量法测定。 试验二 水泥安定性试验 1.试验目的 检验水泥中游离钙对安定性的影响., 2.仪器设备 净浆搅拌机,沸煮籍(图1 3—1 1),普通天平,量筒,直尺,小刀.,0.9 m m,方孔筛。
图13-1l 沸煮箱3.试验方法 (1)称取已通过O.9 m m方孔筛的水泥试样400g,量好标准稠度用水量(准确至0.5cm3 ),按测定标准稠度用水量的方法拌制成净浆。 (2)从拌制好的净浆中取出约1/3,分成两等分,使呈球形,放在涂油的玻璃板上,轻轻振动玻璃板,使水泥浆球扩展成试饼。 (3)用湿抹布擦过的小刀,从试饼的边缘向中心抹动,做成直径约70~80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼。接着将试饼连同玻璃板放入温度为20±3°C、相对湿度大于90%的养护籍内,自成型时起,养护241±3h。 (4)将养护好的试饼,从玻璃板上取下,毁于沸煮籍内水中的篦板上,加热至沸腾,再连续沸煮4h。在整个沸煮过程中,使水面高出试饼30mm以上。煮毕将水放出,待箱内温度冷却至室温时,取出试饼检查。(5)试验结果煮后试饼经肉眼观察未发现裂纹,用直尺检查没有弯曲,称为体积安定性合格,反之,为不合格(如图13-l 2)。
试验三 水泥强度试验 1.试验目的 测定水泥胶砂的强度作为确定水泥标号的依据。 2.一起设备胶砂搅拌机(图13-13),胶砂振动台(图13-14),试模及下料漏斗(图13-15)刮平刀,台秤,量筒,0.9mm方孔筛,水泥抗折试验机(图13-16),300~600KN压力或全能试验机,抗压夹具。
3.实验方法(1)作试件时,按水泥与标准砂的重量比为1:2.5林料。水灰比随水泥品种而异,硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥为O.44。火山灰水泥、粉煤灰水泥为0.46。每成型三条试件需称水泥540g,标准砂1350g,硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥的拌和水量为238cm3 ,火山灰水泥、粉媒灰水泥为248cm3。(2)水泥试样应充分拌匀,通过O.9mm方孔筛,并记录筛余物。用湿布擦抹搅拌锅及叶版,然后,按三条试件需要量称取的水泥和标准砂先倒入搅拌锅内,开动搅拌机 拌和5s后徐徐加水,30s内加完,自开动机器起搅拌3 min停车,将粘在叶片上的胶砂刮下,取下搅拌锅。 (3)在搅拌胶砂的同时将试模擦净,四周的模板与底座的接触面上应涂黄干油,注意装配紧密,防止漏浆。试模内涂上一层机油,将涂油的试模及下料漏斗卡紧在振动台的台面中心。 (4)将搅拌好的全部胶砂均匀地装入下料漏斗中,开动振动台,胶砂通过漏斗流入试模的下料时间为20~40s,如超过20~40s,应调整漏斗下料宽度或用小刀搅动胶砂,以加速下料。振动2min后停车。 (5)振动完毕,取下试模,用翻平刀轻轻刮去高出试模的胶砂并抹平。接着在试件上编号,编号时应将试模中的三条试件分在两个以上的龄期内。 (6)将成型好的试模放入温度为20±3°C、相对湿度火于90%的养护箱内养护24±3h,然后取出脱淡,脱模时应防止试件损伤。硬化较慢的水泥允许延期脱模,但须记录脱模时间。 (7)试件脱模后即放入温度为20±2°C的水槽中养护,试件间应留有间隙,水面至少高出试件2cm。 (8)试件养护到规定龄期后取出,用湿布覆盖,进行强度试验。每龄期取出三条试件,先敛抗折强度试验。采用如图13-16的抗折试验机试验时,试件放入前,必须检查和调整仪器。先移动大小平衡铊,使大杠杆完全处于平衡状态。然后按动大杠杆上的游动砝码的按钮,用手推游动砝码向左移,使游动砝码上游标的零线对准大杠杆上标尺的零线。 (9)擦去试件表面的水分和砂粒,将试件放入抗折夹具内,使试件成型时的侧面放在夹具内的支撑圆柱上并处于正中。转动夹具下面的手轮,使夹具内的加荷辊与试件接触,并继续转动一定角度,使大杠杆有一定仰角。仰角大小一般经验估计,原则是试件在断裂时大杠杆尽可能处于水平位置,否则会造成误差,仰角的数值可在仰角指示板上读出(每格为2°)。(10)按动电钮,电动机转动丝杆推动游动砝码右移,开始加荷,大杠杆下沉,在接水平时,试件断裂,大杠杆下落,推动限位开关,断开电源,电动机立即停转,此时可从游动砝码上的游标刻线对准大杠杆上的标尺,对出并记录试件破坏荷载(N)或抗折强度值(MPa)。有数显装置的仪器,也可从数显屏上显示数值与标尺上读数不一致,误差较大时,数值以标尺为准。移动游动砝码,使其复位。(11)取抗折试验后的六个断块,进行抗压强度试验。抗压强度须将试件放于抗压具内,使受压面积为40×62.5mm2。试验前,将试件表面与抗压夹具清理干净。试验时,以试件成型时的侧面作为受压面,上、下加压板应互相对准,并使夹具位于压力机承压板压至破坏。记录破坏荷载数值(N)。h24。结果计算(1)计算抗折强度R(MPa)
式中 P——破坏荷载(N); L——支撑圆柱中心距,一般为100mm; b、h——试件断面的宽与高,均为40mm。 计算精确至0.01MPa。以三个试件平均值作为抗折强度。当三个强度值中有一个超过平均值的±10%,应予别除,以其余两个数值平均作为抗折强度。如有两个超过平均值的±10%,应重做试验。(2)计算抗压强度Rc(MPa)
式中 P——破坏荷载(N) S——受压面积即40×62.5mm3 计算精确至0.1MPa。从六个抗压强度位中剔除最大、最小两个数值,以剩下四个的平均值作为抗压强度。如不足六个时,则取其平均值。不足四个时,应重傲试验。水泥标号系根据3、7、28d抗压和抗折强度参照相关规范确定。