项目二 水泥胶砂强度试验

一、项目要求 仓库有一批52.5级水泥，需要对该水泥的技术指标进行合格检验。强度是否符合要求？凝结时间是否符合要求？

二、项目分析 1、水泥是水硬性胶凝材料，水泥品种繁多，水泥按其用途和性能分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三类。 2、使用水泥时，必须根据具体情况合理选择品种及强度等级，以保证工程质量和节约水泥。 3、在水泥诸品种中，适用于大多数建筑工程的是各种硅酸盐水泥。

标准砂是检验水泥强度专用的细集料，由高纯度的天然石英砂经筛洗加工制成，对二氧化硅含量和粒度组成有规定质量要求。 理论链接 1 水泥胶砂组成 标准砂是检验水泥强度专用的细集料，由高纯度的天然石英砂经筛洗加工制成，对二氧化硅含量和粒度组成有规定质量要求。 水泥胶砂是以水泥、标准砂和水按特定配合比所拌制的水泥砂浆，用于标准试验方法中测试各种水泥的物理力学性能。水泥胶砂强度是表示水泥力学性能的一种量度，即按水泥强度检验标准规定所配制的水泥胶砂试件，经一定龄期的标准条件养护后所测得的强度。水泥胶砂需水量是使水泥胶砂达到一定流动度时所需要的加水量。 水灰比指水泥浆、水泥胶砂、混凝土混合料中拌合水与水泥的重量比值。水泥胶砂需水量比是指两种水泥胶砂达到规定的同一流动度范围时的加水量。测定水泥浆、水泥胶砂和混凝土的物理力学性能时，从水泥加水拌和时起至性能实测时为止的养护时间。

理论链接 2 水泥的强度等级 水泥标号是根据水泥强度的高低划分水泥产品质量的等级。 理论链接 2 水泥的强度等级 水泥标号是根据水泥强度的高低划分水泥产品质量的等级。 硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。 普通水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表2-1-1中的数值： 其中，R为早强型。各标号硅酸盐水泥的各龄期强度不得低于表中的数值。

理论链接 2 水泥的强度等级 品 种 强度等级 （MPa） 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 3d 28d 硅酸盐水泥 42.5 理论链接 2 水泥的强度等级 品 种 强度等级 （MPa） 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 3d 28d 硅酸盐水泥 42.5 17.0 3.5 6.5 42.5R 22.0 4.0 52.5 23.0 7.0 52.5R 27.0 5.0 62.5 28.0 8.0 62.5R 32.0 5.5 普通水泥 32.5 11.0 2.5 32.5R 16.0 21.0 26.0

三、项目实施的路径与步骤 (一)项目路径

(二)项目步骤 第一步：实验仪器准备 1、行星式搅拌机

(二)项目步骤 第一步：实验仪器准备 3、典型的振动台 2、试模

(二)项目步骤 第一步：实验仪器准备 1. 横梁 2. 传感器 3. 上压头 4. 抗折夹具 5. 上下限位开关 1. 横梁  2. 传感器  3. 上压头  4. 抗折夹具 5. 上下限位开关   6. 台面  7. 簸箕  8. 面板  9. 立柱 10. 底脚  11. 底板   12. 小带轮 13. 涨紧轮  14. 同步带 15. 大带轮  16. 带轮盖板 4、抗折强度试验机

第二步：胶砂搅拌 1、称量：水泥450g,，标准砂1350g，水225ml。标准砂应符合GB／T17671—1999中国ISO标准砂的质量要求。试验采用灰砂比为1:3，水灰比0.50。 2、用ISO胶砂搅拌机进行，先把水加入锅内，再加入水泥，把锅放在固定器上，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入（一般是先粗后细），再高速搅拌30s开始后，停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上和胶砂刮入中间，在调整下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±0.1s以内。

第三步：试件制备及养护 1、将试模擦净、模板四周与底座的接触面上应涂黄油、紧密装配、防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。 2、试件用振实台成型时，将空试模和套模固定在振实台上，用勺子直接从搅拌锅内将胶砂分二层装模。装第一层时，每个槽里先放入300g胶砂，并用大播料器刮平，接着振动60次，再装入第二层胶砂，用小播料器刮平，再振动60s。移走套模，从振实台上取下试模，用一金属尺近似90°的角度架在试模模顶的一端，沿试模长度方向以模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，并用同一直尺以近似水平的情况下将试件表面抹平。

第三步：试件制备及养护 3、试件养护 （1）养护 将成型好的试件连模放入标准、养护箱（室）内养护，在温度为（20±1﹚℃，相对湿度不低于90％的条件下养护20~24h之间脱模（对于龄期为24h的应在破型试验前20min内脱模）。 （2）脱模 将试件从养护箱﹙室﹚内中取出，用墨笔编号，编号时应将每只模中三条试件编在两龄期内，同时编上成型与测试日期。然后脱模，脱模时应防止损伤试件。硬化较慢的水泥允许24h以后脱模，但须记录脱模时间。 试件脱模后立即水平或竖直放入水槽中养护，养护水温为（20±1﹚℃，水平放置时刮平面应朝上，试件之间留有空隙，水面至少高出试件5mm，最后用自来水装满水池，并随时加水以保持恒定水位。

第四步：强度测定 1、水泥抗折强度试验 各龄期的试件，必须在规定的时间（24±15﹚min、﹙48±30﹚min、﹙72±45﹚min、7d±2h、28d±8h内进行强度测试，于试验前15min从水中取出三条试件。 测试前必须先擦去试件表面的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物，然后将试件安放到抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。 调节抗折仪零点与平衡，开动电机以（50±10﹚N／S加速加荷，直到试件折断，记录抗折破坏荷载﹙N﹚。

第四步：强度测定 2、水泥抗压强度试验 抗折试验后的六个断块试件应保持潮湿状态，并立即进行抗压试验，抗压试验须用抗压夹具进行。清除试件受压面与加压板间的砂粒杂物，以试件侧面作受压面，并将夹具置于压力机承压板中央。 开动试验机以（2.4±0.2﹚KN／S的速度进行加荷，直至试件破坏。记录最大抗压破坏。记录最大抗压破坏荷载Fc﹙N﹚。

第五步：分析计算 2、抗压强度 按下公式（2-2）计算抗压强度Fc（精确至0.1Mpa） Rc=Fc/A （2-2） 水泥胶砂强度试验记录表 第五步：分析计算 1、抗折强度 按下公式（2-1）计算抗折强度 ﹙精确至0.1MPa﹚。 = （2-1） 式中L——抗折支撑圆柱中心距，L=100mm； b——棱柱体正方形截面的边长，（mm）。 抗折强度结果取三块试件的平均值；当三块试件中有一块超过平均值的±10％时，应予剔除，取其余两块的平均值作为抗折强度试验结果。 2、抗压强度 按下公式（2-2）计算抗压强度Fc（精确至0.1Mpa） Rc=Fc/A （2-2） Fc——最大抗压破坏荷载（N） A——试件的受压面积，即40mm×40mm=1600m㎡ 六个抗压强度试验结果中，有一个超过六个算术平均值的±10％时，剔除最大超过值，以其余五个的算术平均值作为抗压强度试验结果，如五个测试值中再超过它们平均数±10％时，则此组结果作废。

四、项目实施 劳动组织形式 本项目实施中，对学生进行分组 ，学生3-4人组成一个工作小组。组长对每名组员进 　　劳动组织形式 本项目实施中，对学生进行分组 ，学生3-4人组成一个工作小组。组长对每名组员进 行任务分配，任务分配表见教材表2-1-3 。 项目评价 按时间、质星、安全、文明、环保要 求进行考核。学生按照教材表2-1-4进行项目考核评 分，先自评，在自评的基础上，由木组的同学互评 ，最后由教师进行总结评分。

五、项目实施过程中可能出现的问题及对策 问题：若取样的水泥厂名牌号或者是砂不是标准砂，实验结果是否可取？ 原因：水泥厂名牌号不用是不可检验出该牌号水泥是否合格。 标准砂是检验水泥强度专用的细集料，要检验出不同牌号的水泥质量是否合格，必须使用合格标准砂，否则不可同检验出水泥的质量问题。 对策：实验结果作废重新取样，重新实验。

六、项目作业 某厂生产的52.5级水泥，其3天的强度测试如表2-1-5，问此水泥3天的强度是否符合要求（已知该水泥的3天指标为：抗折强度≥4.1MPa;抗压强度≥22.6MPa）。 强度测试数据 编　　号 Ａ Ｂ Ｃ 抗折破坏荷载值（kN） 1.5 1.9 1.8 抗压破坏荷载值（kN） 50 58 60 70 62

七、项目拓展 水泥净浆凝结时间试验 一、实验仪器 水泥标准稠度仪； 凝结时间测定仪； 水泥净浆搅拌机、天平、人工拌和工具、量水器

二、实验步骤 水泥净浆凝结时间试验 1）凝结时间的测定可以用人工测定也可以用符合标准操作要求的自动凝结时间测定仪测定，两者有矛盾时以人工测定为准。 2）测定前的准备工作：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的试针使接触玻璃板时指针应对准标尺零点。 3）试件的制备：以标准稠度用水量加水，按测定标准稠度用水量时制备净浆的操作方法制成标准稠度净浆后立即一次装入圆模振动数次刮平，然后放入湿气养护箱内。记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。

二、实验步骤 4）凝结时间的测定方法为： 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，从湿气养护箱内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。当试针沉至距地板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。由开始加水至初凝、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钟测定一次，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，当两次结论相同时才能定为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湿气养护箱内，整个测定过程中要防止圆模受振。

二、实验步骤 （5）试验结果记录 序号 时间 间隔时间 试锥下沉深度(mm) 初凝时间 终凝时间

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