水運(yùn)工程材料工程試驗(yàn)考試復(fù)習(xí)資料(水泥部分)

1、1 水泥一、基本理論1、水泥定義：硅酸鹽水泥是指以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料（05%石灰石或?；郀t礦渣）共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。2、水泥分類：通用水泥、專用水泥、特性水泥硅酸鹽水泥（P·和P·），其中P·不摻混合材料，P·摻混合材料；普通硅酸鹽水泥（P·O），615%混合材料，其中摻活性混合材料時(shí)，最大摻量不得超過(guò)15%，摻非活性混合材料時(shí)，最大摻量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的10%；礦渣硅酸鹽水泥（P·S），其中?；郀t礦渣摻量，按質(zhì)量百分比計(jì)為20%70%；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P·P），其中火山灰質(zhì)混合材料摻量按質(zhì)

2、量百分比計(jì)為20%50%；粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F），其中粉煤灰摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為20%40%；復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C）。3、水泥熟料礦物組成及特性性能指標(biāo)熟料礦物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝結(jié)硬化時(shí)間快慢最快快28d水化熱多少最多中強(qiáng)度早期高低低低后期高高低低港工混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥時(shí)其熟料中C3A含量宜在6%12%范圍內(nèi)，含量適當(dāng)增大對(duì)保護(hù)鋼筋阻止銹蝕有利。4、主要技術(shù)指標(biāo)（1）強(qiáng)度等級(jí)：采用水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，測(cè)定水泥膠砂3d和28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，硅酸鹽水泥分為42.5，42.5R，52.5

3、，52.5R，62.5，62.5R等6個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。普通硅酸鹽水泥增加32.5及32.5R等級(jí)但無(wú)62.5及62.5R等級(jí)。水泥強(qiáng)度等級(jí)是由規(guī)定齡期的水泥膠砂抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)確定的。水泥凝結(jié)硬化過(guò)程分四階段：起始期、誘導(dǎo)期、加速期、衰退期。水泥的強(qiáng)度主要取決于水泥熟料礦物成分的相對(duì)含量和水泥的細(xì)度。受溫濕度、齡期、加水量、試件尺寸、試驗(yàn)方法等多個(gè)因素的影響。（2）細(xì)度：細(xì)度是指水泥的粗細(xì)程度。硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg，其它80m方孔篩篩余不得超過(guò)10%。（3）凝結(jié)時(shí)間：初凝時(shí)間：從加水拌合起至水泥漿開(kāi)始失去塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間：從加水拌合起至水泥漿完全失去塑性并開(kāi)始

4、產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需的時(shí)間。硅酸鹽水泥：初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h；其它水泥：初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。（4）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：指水泥凈漿達(dá)到所規(guī)定稠度時(shí)所需的拌合水量，它以拌合水占水泥質(zhì)量的百分率來(lái)表示。硅酸鹽水泥一般在24%30%之間。（5）水泥的體積安定性：指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積均勻變化的性能。水泥硬化后若產(chǎn)生不均勻的體積變化，稱為體積安定性不良。沸煮法檢驗(yàn)必須合格。（6）不溶物：型硅酸鹽水泥不得超過(guò)0.75%，型硅酸鹽水泥不得超過(guò)1.50%。（7）燒失量：型硅酸鹽水泥不得大于3.0%，型硅酸鹽水泥不得大于3.5%，普通硅酸鹽水泥不得大于5.0%。（8）

5、氧化鎂：不宜超過(guò)5.0%，如水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，允放寬到6.0%。（9）三氧化硫：礦渣水泥不得超過(guò)4.0%，其它水泥不得超過(guò)3.5%。（10）堿含量：按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示。低堿水泥不得大于0.60%或由供需雙方商定。（11）水化熱：水泥熟料礦物的水化是放熱反應(yīng)，在水化過(guò)程中放出的熱量為水化熱。5、檢驗(yàn)規(guī)則及取樣方法出廠按同品種、同強(qiáng)度等級(jí)編號(hào)和取樣。120萬(wàn)噸生產(chǎn)能力以上的，不超過(guò)1200噸為一編號(hào)；60萬(wàn)噸120萬(wàn)噸的，不超過(guò)1000噸為一編號(hào)；30萬(wàn)噸60萬(wàn)噸的，不超過(guò)600噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸30萬(wàn)噸的，不超過(guò)400噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸以下的，不超過(guò)200噸為一編

6、號(hào)。散裝水泥，按500t為一批，隨機(jī)從不少于三個(gè)車罐中采取等量水泥，經(jīng)混拌均勻后稱取不少于12kg；袋裝水泥，按200t 為一批，取樣應(yīng)有代表性，可連續(xù)取，也可從20個(gè)以上不同部位取等量樣品，總量不少于12kg。6、廢品與不合格品的判定廢品：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，均為廢品。不合格品：（硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥）細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物和燒失量中任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻量超過(guò)最大限量和強(qiáng)度低于商品等級(jí)要求時(shí)為不合格品。水泥包裝中水泥品種等級(jí)、生產(chǎn)者名稱和出廠編號(hào)不全的也屬于不合格品；7、交貨驗(yàn)收交貨時(shí)如以實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)的，按GB12573進(jìn)行取

7、樣20kg，一式兩份，一份由賣方保存40天，另一份買方進(jìn)行試驗(yàn)。交貨時(shí)由水泥廠檢驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)的，抽取的試樣雙方簽封后保存三個(gè)月，三個(gè)月內(nèi)如買方有疑問(wèn)，則雙方將簽封的試樣送省級(jí)或省級(jí)以上國(guó)家認(rèn)可的水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仲裁試驗(yàn)。 二、主要試驗(yàn)1 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、安定性（GB/T1346-2001）儀器設(shè)備：凈漿攪拌機(jī)、沸煮箱、濕氣養(yǎng)護(hù)箱（溫度控制在20±1，濕度大于90%）、天平（稱量1000g，感量1g）、雷氏夾、凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度與凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀、量水器（150ml，最小刻度0.5ml）。準(zhǔn)備工作：首先將天平調(diào)零，檢查拌機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，控制時(shí)間有無(wú)偏差，標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定儀的金屬棒能

8、否自由滑動(dòng)，試桿接觸玻璃板時(shí)指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)，雷氏夾兩根指針應(yīng)平行不得彎曲、銹蝕，雷氏夾彈性值應(yīng)在17.5±2.5mm之間，一切檢查正常方可試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟：1）水泥凈漿拌制：用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌，攪拌鍋和攪拌葉先用濕布擦過(guò)，將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5s10s內(nèi)小心將稱好的500g水泥加入水中，防止水和水泥濺出；拌和時(shí)，先將鍋放在攪拌機(jī)的鍋?zhàn)?，升至攪拌位置，啟?dòng)攪拌機(jī)，低速攪拌120s，停15s，同時(shí)將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120s停機(jī)。2）標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定：拌和結(jié)束后,立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于玻璃底板上的試模中.用小刀插搗,輕輕振動(dòng)數(shù)次,刮去多余的凈漿

9、;抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上,并將其中心定在試桿下,降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸擰緊螺絲1s2s后,突然放松,使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30s時(shí)記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦凈；整個(gè)操作應(yīng)在攪拌后1.5min內(nèi)完成。以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P），按水泥質(zhì)量的百分比計(jì)。3）凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定初凝時(shí)間的測(cè)定試件在濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水30min時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)定。測(cè)定時(shí)，從濕氣養(yǎng)護(hù)箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿的表面接觸。擰緊螺絲1s2s后，突然放松，試針

10、垂直自由地沉入水泥凈漿。觀察試針停止下沉或釋放試針30s時(shí)指針的讀數(shù)。當(dāng)試針沉至距底板4mm±1mm時(shí)，為水泥達(dá)到初凝狀態(tài)；由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的初凝時(shí)間，用“min”表示。終凝時(shí)間的測(cè)定為了準(zhǔn)確觀測(cè)試針沉入的狀況，在終凝試針上安裝了一個(gè)環(huán)形附件。在完成初凝試針的測(cè)定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，臨近終凝時(shí)間時(shí)每隔15min測(cè)定一次，當(dāng)試針沉入試體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開(kāi)始不能在試體上留下痕跡時(shí)，為水泥達(dá)到終凝時(shí)間，由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的

11、終凝時(shí)間，用“min”表示。測(cè)定時(shí)應(yīng)注意，在最初測(cè)定的操作時(shí)應(yīng)輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防試針撞彎，但結(jié)果以自由下落為準(zhǔn)；在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中試針沉入的位置至少要距試模內(nèi)壁10mm。臨近初凝時(shí)，每隔5min測(cè)定一次，臨近終凝時(shí)每隔15min 測(cè)定一次，到達(dá)初凝或終凝時(shí)應(yīng)立即重復(fù)一次，當(dāng)兩次結(jié)論相同時(shí)才能定為到達(dá)初凝或終凝狀態(tài)。每次測(cè)定不能讓試針落入原針孔，每次測(cè)試完畢必須將試針擦凈并將試模放回濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，整個(gè)測(cè)試過(guò)程要防止試模受振。4）安定性的測(cè)定：安定性測(cè)定可以用試餅法也可用雷氏法，有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。將制好的凈漿取出一部分分成兩等份，使之呈球形，放在預(yù)先準(zhǔn)備好擦過(guò)油的玻璃板上，輕輕振

12、動(dòng)玻璃板用濕布擦過(guò)的小刀由邊緣向中央抹動(dòng)，做成直徑7080mm，中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，接著將試件放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24±2h。養(yǎng)護(hù)完畢，試餅法應(yīng)先檢查試餅是否完整，（如已開(kāi)裂翹曲要檢查原因，確證無(wú)外因時(shí)，試餅已屬不合格不必沸煮）。當(dāng)用雷氏法時(shí)，先測(cè)量試件指針尖端間的距離（A），精確到0.5mm。接著將試餅或雷氏夾、試件放入沸煮箱中的篦板上，雷氏夾指針朝上，在30±5min內(nèi)加熱至沸并恒沸3h±5min。數(shù)據(jù)結(jié)果判斷：（1）安定性若為試餅，目測(cè)未發(fā)現(xiàn)裂縫，用直尺檢查也沒(méi)有彎曲的試餅為安定性合格。反之為不合格，當(dāng)兩個(gè)試餅判別結(jié)果有矛盾時(shí)，該水泥的

13、安定性為不合格。若雷氏夾，測(cè)量試件指針尖端間的距離（C），記錄至小數(shù)點(diǎn)后一位，兩個(gè)試件煮后增加距離（CA）的平均值不大于5.0mm時(shí)，該水泥安定性為合格，當(dāng)兩個(gè)試件（CA）值相差超過(guò)4mm時(shí)，應(yīng)重新試驗(yàn)一次。確定安定性不合格判為廢品水泥。（2）凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間的判斷，初凝早于45min，判為廢品。復(fù)合、普通、礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥的終凝遲于10h，硅酸鹽水泥遲于390min，判為不合格品。2 細(xì)度（GB/T1345-2005）原理：采用45m方孔篩和80m方孔篩對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，用篩上篩余物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示水泥樣品的細(xì)度。儀器設(shè)備：負(fù)壓篩析儀、電子天平（200g，感量0.01g

14、）、篩子（篩孔0.080mm或0.045mm）。試驗(yàn)步驟：1）試驗(yàn)用篩保持清潔，負(fù)壓篩應(yīng)保持干燥。試驗(yàn)時(shí)，80m篩析試驗(yàn)稱取試樣25g，45m篩析試驗(yàn)稱取試樣10g。2）篩之前，先把負(fù)壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負(fù)壓至40006000Pa范圍內(nèi)。3）稱取試樣精確到0.01g，置于潔凈的負(fù)壓篩中，放在篩座上，蓋上篩蓋，放在篩座上，開(kāi)始篩析儀連續(xù)篩2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕地敲擊，使試樣落下，篩畢，用天平稱量全部篩余物。數(shù)據(jù)結(jié)果計(jì)算處理： 1）水泥試樣篩余百分?jǐn)?shù)結(jié)果修正計(jì)算：其中：Fc=C·FRt¾水泥試樣篩余質(zhì)量；W¾水

15、泥試樣的質(zhì)量；F¾水泥試樣修正前的篩余百分?jǐn)?shù)；Fn¾標(biāo)準(zhǔn)樣給定的篩余百分?jǐn)?shù)；Ft¾標(biāo)準(zhǔn)樣在試樣篩上的篩余百分?jǐn)?shù)；C¾試驗(yàn)修正系數(shù)；Fc¾水泥試樣修正后的篩余百分?jǐn)?shù)。2）每個(gè)樣品稱取兩個(gè)試樣分別篩析，取篩余平均值為篩析結(jié)果。若兩次篩余結(jié)果絕對(duì)誤差大于0.5%時(shí)（篩余值大于5.0%時(shí)可放至1.0%）應(yīng)再做一次試驗(yàn)，取兩次相近結(jié)果的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果。3）細(xì)度結(jié)果判斷：對(duì)硅酸鹽水泥，試樣篩余百分?jǐn)?shù)結(jié)果乘以修正系數(shù)后超過(guò)10.0%時(shí)，定為不合格品。3 膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)（GB/T17671-1999）儀器設(shè)備：行星式水泥膠砂攪拌機(jī)、振實(shí)臺(tái)、一個(gè)金屬模套、

16、二個(gè)播料器、試模及刮平直尺、天平（1000g，感量1g）、量筒250ml、抗折機(jī)、抗壓機(jī)。成型步驟：1）水泥稱450±2g、標(biāo)準(zhǔn)砂1350±5g、水225±1g。先把水加入鍋里，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置，然后立即開(kāi)動(dòng)機(jī)器，低速攪拌30s。在第二個(gè)30s開(kāi)始的同時(shí)均勻地將砂子加入。當(dāng)各級(jí)砂是分裝時(shí)，從最粗級(jí)開(kāi)始，依次將所需的每級(jí)砂量加完。把機(jī)器轉(zhuǎn)至高速再拌30s。2）停拌90s，在第一個(gè)15s內(nèi)用膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間。在高速下繼續(xù)攪拌60s。各攪拌階段、時(shí)間誤差應(yīng)在±1s之內(nèi)。3）膠砂制備后立即進(jìn)行成型。振實(shí)臺(tái)成型；將

17、空試模和模套固定在振實(shí)臺(tái)上。用勺子從攪拌鍋里將膠砂分二層裝入試模。裝第一層時(shí)，每個(gè)槽內(nèi)約放300g膠砂。用大播料器來(lái)回一次將料播平。振實(shí)60次，裝入第二層膠砂后用小播料器播平，再振實(shí)60次。移走模套，從振實(shí)臺(tái)上取下試模，用一金屬直尺以近似90°架在試模頂部的一端，用橫向鋸割動(dòng)作慢慢移至另一端，一次將超出試模部分的膠砂刮去。用一直尺以近乎水平向?qū)⒃圀w表面抹平。編號(hào)時(shí)應(yīng)將試模中三條試體分在二個(gè)以上的齡期內(nèi)。編號(hào)、齡期、破型日期寫在試體兩端。4）脫模及養(yǎng)護(hù)a）將試模放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)，對(duì)24h齡期的應(yīng)在破型試驗(yàn)前20min內(nèi)脫模，對(duì)24h以上齡期應(yīng)在成型后20-24h之間脫模。b）水中養(yǎng)護(hù)，試

18、件水平式或豎直放在20±1水中養(yǎng)護(hù)。水平放置時(shí)刮平面朝上。試件彼此相距一定間距。試件6個(gè)面接觸水。水深大于試件表面5mm以上。不允許養(yǎng)護(hù)期間全部換水。養(yǎng)護(hù)池只養(yǎng)護(hù)同類水泥試件。5）抗折、抗壓破型試驗(yàn)不同齡期強(qiáng)度試驗(yàn)在下列時(shí)間進(jìn)行：24h±15min；48h±30min；72h±45min；7d±2h；28d±8h抗折強(qiáng)度破型試驗(yàn)步驟：1）調(diào)整抗折機(jī)零點(diǎn)，檢查抗折夾具的三根圓柱是否能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。2）應(yīng)檢查當(dāng)天破型的編號(hào)、齡期、破型日期與原始記錄本上的內(nèi)容是否相符。試體從養(yǎng)護(hù)水池中取出后，先用濕布覆蓋，破型時(shí)用抹布擦去水珠，刷去砂粒。3）試

19、體寫字面對(duì)準(zhǔn)操作者，檢查上下面氣孔，氣孔多的一面向上作為加荷面，氣孔少的一面向下作為受折面。4）試體放入夾具中，應(yīng)使側(cè)面與圓柱接觸，并根據(jù)試體齡期和強(qiáng)度等級(jí)，將杠桿調(diào)整到一定的高度，使其在試體折斷時(shí)杠桿盡可能接近平衡位置。5）加荷速度應(yīng)控制在0.05±0.01kN/s范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)結(jié)果處理：抗折強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果精確到0.1MPa，抗折強(qiáng)度結(jié)果以3條試體平均值為準(zhǔn)，當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度值中有一個(gè)超過(guò)平均值的±10%時(shí)，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)步驟：1）根據(jù)試體的最大破壞荷載，合理選擇測(cè)量范圍。開(kāi)機(jī)檢查、調(diào)零。2）檢查抗折三條試體的編號(hào)，齡期與原始記錄內(nèi)容是否相符。

20、檢查三條試體抗折時(shí)，六個(gè)斷塊的尺寸受到壓面長(zhǎng)度方向小于6.25cm的斷塊應(yīng)易除，不能做抗壓試驗(yàn)。當(dāng)剔除的斷塊超過(guò)兩塊時(shí)，此六個(gè)斷塊作廢。3）清除抗壓夾具上下壓板的砂粒與雜物，試驗(yàn)時(shí)以試體的側(cè)面為受壓面，試體的底面緊靠夾具的定位銷。加荷速度以2400N/s±200N/s均勻加荷直至破壞。4）試驗(yàn)完畢寫好機(jī)器設(shè)備記錄，試驗(yàn)結(jié)束后，立即關(guān)閉電源，清潔機(jī)器及夾具，涂上防銹油。數(shù)據(jù)結(jié)果處理：抗壓強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果精確到0.1MPa，以一組三個(gè)棱柱體上得到的六個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的算術(shù)平均值為試驗(yàn)結(jié)果。如六個(gè)測(cè)量值中有一個(gè)超出六個(gè)平均值的±10%，剔除這個(gè)結(jié)果，以剩下五個(gè)的平均數(shù)為結(jié)果。如果5個(gè)測(cè)量值中再有超過(guò)它們平均數(shù)的10%的，則此組結(jié)果作廢。注：1）整個(gè)試驗(yàn)結(jié)束后，樣品保留3個(gè)月。2）在試驗(yàn)過(guò)程中，如儀器設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，有備用儀器可繼續(xù)檢驗(yàn)，如需修理的應(yīng)立即上報(bào)室主任處理。3）正在做抗折試驗(yàn)時(shí)，立即將未做抗折試驗(yàn)的試件放入水池中，將折斷的試件用濕布蓋好放到養(yǎng)護(hù)室里，如在破型時(shí)間內(nèi)能使機(jī)器恢復(fù)正常，可繼續(xù)試驗(yàn)，假如不能在破型時(shí)間內(nèi)修復(fù)機(jī)器，試件作廢重新試驗(yàn)。4）如突發(fā)停電，沸煮箱正在沸煮安性定，立即將試餅或雷氏夾移到鍋爐內(nèi)，放到煤氣上繼續(xù)沸煮。5）如停電時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)影響?zhàn)B護(hù)池水溫，在熱天可在