西安试验仪器意义
Y一、西安试验仪器意义和目的
水泥呈粉末状，与水混合后，经过物理化学反应过程能由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，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料。鉴于水泥在工程中的广泛利用，掌握各种水泥的性质具有重要意义。本实验方法适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。
本实验的目的，是使学生了解水泥的国家标准，学会水泥品质检验的操作方法及强度试件的制作，掌握水泥品质各技术指标的实际工程意义。
Y二、西安试验仪器原理
水泥的性质包括细度，标准稠度用水量，凝结时间，安定性和水泥胶砂强度等方面。
水泥颗粒的粗细程度对水泥的性质有很大影响。水泥颗粒粒径一般在7～200μm范围内，颗粒愈细，水化较快而且较完全，早期强度和后期强度较高。在国家标准中规定水泥的细度可用筛析法和比表面积法检验。细度检验采用筛孔直径为80μm的试验筛。
凝结时间分为初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝为水泥加水拌和起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。硅酸盐水泥标准规定，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。
体积安定性不良是指在水泥已经硬化后，产生不均匀体积变化的现象。体积安定性不良，一般是由于熟料中所含的游离氧化钙过多。或由于熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多造成的。国家标准规定，用沸煮法检验水泥的安定性。沸煮法起加速氧化钙熟化的作用，所以只能检查游离氧化钙所引起的水泥安定性不良。而游离氧化镁在蒸压下才加速熟化，石膏的危害则需长期在常温水中才能发现，两者均不便于快速检验。所以，国家标准规定水泥熟料中游离氧化镁含量不得超过5.0％，水泥中的三氧化硫含量不超过3.5％，以控制水泥的体积安定性。
水泥的强度是水泥的重要指标。根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175－1999）和《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671－1999）的规定，水泥和标准砂按照1：3混合，用0.5的水灰比，按规定的方法制成试件，在标准温度（20±1℃）的水中养护，测定3d和28d的强度。根据测定结果，将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和 62.5R等六个强度等级。
Y三、实验装置和仪器
负压筛析仪、水筛、干筛、标准稠度测定仪、水泥净浆搅拌机、凝结时间测定仪、湿汽养护箱、沸煮箱、雷氏夹、雷氏夹膨胀值测定仪、胶砂振实台、抗折强度试验机、抗压试验机、
Y四、实验方法和步骤
（1）负压筛法筛析试验前，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4000～6000Pa范围内。
称取试样25g，置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，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，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。
试验结果 ：
水泥试样筛余百分数按下式计算：
F——水泥试样的筛余百分数，%；
Rs——水泥筛余物的质量，g；
W——水泥试样的质量，g。
结果计算至0.1%。
清洗试验筛。
（2）标准稠度用水量试验
标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法的任一种测定，如发生争议时以调整水量方法为准。试验前须检查：仪器的金属棒应能自由滑动;试锥降至模顶面位置时指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常。
水泥净浆拌和前，搅拌锅和搅拌叶片先用湿棉布擦过，将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。拌和时，先将搅拌锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和水，慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s后停机。
采用调整水量方法时拌和水量按经验找水，采用不变水量方法时拌和水量用 142.5ml水，水量精确至0.5ml。 拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定位置上，将试锥降至净浆表面拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥自由沉入净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。
用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度28±2mm时的净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到28±2mm时为止。
用不变水量方法测量时，根据测得的试锥下沉深度S (mm)按下式(或仪器上对应标尺)
计算得到标准稠度用水量P(%)。
P=33.4－0.185S
注：当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量方法测定。
（3）凝结时间的测定
测定前，将圆模放在玻璃板上，在内侧稍稍涂上一层机油，调整凝结时间测定仪使试针接触玻璃板时，指针对准标尺零点。称取水泥试样500g，以标准稠度用水量按测定标准稠度时制备净浆的方法，制成标准稠度净浆，立即一次装入圆模，振动数次后刮平，然后放入湿汽养护箱内。记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。
凝结时间的测定：试件在湿汽养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从养护箱中取出圆模放到试针下，使试针与净浆面接触，拧紧螺丝 1～2s后突然放松，试针垂直自由沉入净浆，观察试针停止下沉时指针读数。当试针沉至距底板2～3mm时，即为水泥达到初凝状态;当下沉不超过1～0.5mm时为水泥达到终凝状态。由加水开始至初凝、终凝状态的时间分别为该水泥的初凝时间和终凝时间，用小时(h)和分钟(min)来表示。测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属棒，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贯入的位置至少要距圆模内壁10mm。临近初凝时，每隔5min测定一次，临近终凝时每隔15min测定一次，到达初凝或终凝状态时应立即重复测一次，当两次结果相同时才能定为到达到初凝或终凝状态。每次测定不得让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将圆模放回养护箱内，整个测定过程中要防止圆模受振。
Y五、实验结果分析与讨论
1.根据国标规定，所检水泥是否合乎工程使用？为什么？2.根据试验数据，所检水泥应定为什么强度等级？为什么？
3.水泥的标准稠度是不是检验水泥质量的必要指标？测定它的目的何在？
Y六、任选思考题
1.超过贮存期的水泥应如何处理？2.技术性质不合格的水泥都应作废品处理吗？试说明理由。
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