1、实验六 水泥细度检验 筛析法水泥细度就是水泥的分散度，是水泥厂用来作日常检查和控制水泥质量的重要参数。水泥细度的检验方法有筛析法、比表面积测定法、颗粒平均直径与颗粒组成的测定等方法。筛析法是最常用的控制水泥或类似粉体细度的方法之一。一、实验目的掌握测定硅酸盐水泥经过标准筛进行筛分后的筛余量的方法。 二、实验原理本实验按照国家标准GB/T 1345-2005水泥细度检验方法 筛析法进行。用一定孔径的筛子筛分水泥时，留在筛子上面的较粗颗粒占水泥总量的比例，在一定程度上反映了物料的粗细程度。三、实验设备及材料（一）负压筛法1、仪器设备1.喷气嘴； 2.微电机； 3.控制板开口； 4.负压表接口； 5
2、.负压源及收尘器接口； 6.壳体图 1 负压筛筛座示意图（1）天平：最小分度值不大于 0.01g。（2）负压筛析仪：由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。其中筛座由转速为302 r/min 的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等构成（见图 1） 。筛析仪负压可调范围为 40006000Pa。喷气嘴上口平面与筛网之间距离为 28mm。负压源和收尘器由功率600w 的工业收尘器和小型旋风收尘筒组成或用其他具有相当功能的设备组成。 （3）筛子：采用方孔边长 0.080mm 的铜丝筛布，筛框上口直径为 150mm，下口直径为 142mm，高 25mm。2、硅酸盐水泥样品。（二）水筛法1、仪器设备（1）
3、天平：最小分度值不大于 0.01g。（2）筛子：采用方孔边长 0.080mm 的铜丝网筛布，筛框有效直径 125mm，高80mm。（3）筛座：用于支承筛子，并能带动筛子转动，转速为 50r/min。（4）喷头：直径 55mm，面上均匀分布 90 个孔，孔径 0.50.7mm。安装高度：喷头底面和筛网之间距离为 3575mm。2、硅酸盐水泥样品。（3）手工干筛法1、仪器设备（1）天平：最小分度值不大于 0.01g.。（2）筛子：采用方孔边长 0.08mm 的钢丝网筛布。筛框有效直径 150mm，高 50 mm。筛布应紧绷在筛框上，接缝必须严密，并附有筛盖。2、硅酸盐水泥样品。四、实验内容及步骤（
4、一）负压筛法称取试样 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2min。在此期间如有试样附在筛盖上，可用橡皮锤轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物，计算筛余百分数。（二）水筛法称取试样 25g，置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后（冲洗时要将筛子倾斜摆动，既要避免放水过大将水泥溅出筛外，又要防止水泥铺满筛网使水通不过筛子）放在水筛架上，用水压力为 0.05MPa0.02MPa 的喷头连续冲洗 3min。筛毕，用少量水把筛余物冲到蒸发皿（或烘样盘）中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出上部的清水，烘干，并用天平称量筛余物，然后计算出筛余百分数。（三）
5、手工干筛法称取试样 25g，倒入筛内。用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，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，直至每分钟通过试样量不超过 0.03g 为止。称量筛余物，计算出筛余百分数。（四）试验结果的计算公式水泥试样筛余百分数按下式计算： 10WRFS式中：F水泥试样筛余百分数（%） ；Rs水泥试样筛余克数（g） ；W水泥试样质量（g） 。结果计算至 0.1%。为了使试验结果具有可比性，可采用试验筛修正系数方法修正计算结果。五、实验注意事项（一）负压筛法1、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
6、40006000Pa 范围内。2、负压筛析工作时，应保持水平，避免外界振动和冲击。3、试验前要检查被测样品，不得受潮、结块或混有其他杂质。4、每做完一次筛析试验，应用毛刷清理一次筛网，其方法是用毛刷在试验筛的正、反两面刷几下，清理筛余物。但每个试验后在试验筛的正反面刷的次数应相同，否则会大大影响筛析结果。5、如果连续使用时间过长（一般超过 30 个样品时） ，应检查负压值是否正常，如不正常，可将吸尘器卸下，打开吸尘器将筒内灰尘和过滤布袋上附着的灰尘等清理干净，使负压恢复正常。（二）水筛法1、水泥样品充分拌匀，通过 0.9mm 方孔筛，记录筛余物情况，要防止过筛时混进其他水泥。2、冲洗压力必须保
7、证 0.05MPa0.02MPa，否则会使结果不准。3、冲洗时试样在筛子内分布要均匀。4、水筛筛子应保持洁净，定期检查校正。5、要防止喷头孔眼堵塞。（三）手工干筛法1、水泥样品应充分均匀，通过 0.9mm 方孔筛，记录筛余物情况，要防止过筛时混进其它水泥。2、干筛时，要注意使水泥样品均匀地分布在筛布上。3、筛子必须经常保持干燥、洁净，定期检查、校正。（四）在没有负压筛析仪和水筛的情况下，允许用手工干筛法测定。当负压筛法与水筛法或手工干筛法测定的结果发生争议时，以负压筛法为准。六、问答题1、为什么要控制水泥的细度？2、三种筛分方法各有什么特点？实验九 水泥标准稠度用水量测定水泥净浆标准稠度是为使
8、水泥凝结时间、体积安定性等的测定具有准确的可比性而规定的，在一定测试方法下达到规定的稠度。达到这种稠度时的用水量为标准稠度用水量。通过本实验测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，作为水泥的凝结时间、安定性试验用水量的标准。一、实验目的1、进一步了解标准稠度、标准稠度用水量的概念；2、测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量；3、分析标准稠度用水量对水泥凝结时间、体积安定性等的影响。二、实验原理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。水泥标准稠度用水量的测定有调整水量和固定水量两种方法，如有争议时以调整水量法为准。本实验按 GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间
9、、安定性检验方法进行。1、调整水量法调整水量法通过改变拌和水量，找出使拌制成的水泥净浆达到特定塑性状态所需要的水量。当一定质量的标准试锥（杆）在水泥净浆中自由降落时，净浆的稠度越大，试锥（杆）下沉的深度（S）越小。当试锥（杆）下沉深度达到固定值（S=28 2mm）时，净浆的稠度即为标准稠度，此时 100g 水泥净浆的用水量即为标准稠度用水量（P） 。2、固定水量法当不同需水量的水泥用固定水灰比的水量调制净浆时，所得的净浆稠度必然不同，试锥（杆）在净浆中下沉的深度也会不同。根据净浆标准稠度用水量与固定水灰比时试锥（杆）在净浆中下沉深度的相互关系统计公式，用试锥（杆）下沉深度（S）算出水泥标准稠度
10、用水量。也可在水泥净浆标准稠度仪上直接读出标准稠度用水量（P） 。三、实验设备及材料1、标准法维卡仪：如图 1 所示。标准稠度测定用试杆(c)有效长度为 50mm1mm，由直径为 10mm0.05mm 的圆柱形耐腐蚀金属制成。测定凝结时间时取下试杆，用试针代替试杆。试针由钢制成，其有效长度初凝针(d)为 50mm1mm、终凝针(e)为 30mm1mm,直径为 1.13mm0.05mm 的圆柱体。滑动部分的总质量为 300g1g。盛装水泥净浆的试模应由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。试模(a)为深40mm0.2mm、顶内径 65mm0.5mm、底内径 75mm0.5mm 的截顶圆锥体。每只试模应
11、配备一个大于试模、厚度2.5mm 的平板玻璃底板。 图 1 标准法维卡仪2、代用法维卡仪：如图 2 所示。仪器由铁座 1 与可以自由滑动的金属圆棒 2 构成，松紧螺丝 3 用以调整金属棒的高低，金属棒上附有指针 4，利用标尺 5 指示金属棒下降距离或标准稠度用水量。测量标准稠度时，棒下装一金属空心试锥，锥底直径 40 毫米、高 50 毫米。装净浆用的锥模，上口内径 60 毫米、锥高 75 毫米，如图 3 所示。测量凝结时间时，取下试锥，换上试针（图 4） 。试针直径 1.100.04 毫米，和 50 毫米，用硬钢丝制成，不得弯曲。装净浆用的圆模，上部内径 65 毫米，下部内径 75 毫米，高
12、40 毫米，如图 5。标准稠度与凝结时间测定仪滑动部分的总重量为 3002 克。1.铁座；2.金属圆棒；3.松紧螺丝；4.指针；5.标尺图 2 标准稠度与凝结时间测定仪 图 3 试模（A）和试锥（B）图 4 试针 图 5 圆模1、净浆搅拌机：由搅拌机、搅拌锅和搅拌叶片组成。搅拌机设定有自动和手动控制程序。搅拌锅深度 139mm2 mm，搅拌锅内径 160 mm1 mm。搅拌叶片总长 165 mm11 mm；搅拌叶片有效长度 110mm2 mm；搅拌叶片与锅底、锅壁的工作间隙 2mm1mm。搅拌叶片自转方向为顺时针，公转方向为逆时针。如图 6 所示。图 6 净浆搅拌机、搅拌锅与搅拌叶片4、量水器
13、：最小刻度 0.1mL，精度 1。 5、天平：最大称量不小于 1000g，分度值不大于 lg。 6、实验环境：试验室温度为 202，相对湿度应不低于 50%；水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致；标准养护箱的温度为 201，相对湿度不低于90。四、实验内容及步骤1、试验前必须做到：维卡仪的金属棒能自由滑动；调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点；搅拌机运行正常。2、水泥净浆的拌制：用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在 5s10s 内小心将称好的 500g 水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌
14、机，低速搅拌 120s，停 15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌 120s 停机。 3、标准稠度用水量的测定步骤（标准法）拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆；抹平后迅速将试摸和底扳移到维卡仪上，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 1s2s 后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。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6mm1mm 的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和
15、水量为该水泥的标准稠度用水量（P） ，按水泥质量的百分比计。 4、标准稠度用水量的测定步骤（代用法）采用代用法测定水泥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。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。 （1）拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装人锥模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆；抹平后迅速放到试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝 1-2s 后，突然放松，让试锥垂直自由地沉人水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30s 时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后 1.5min 内完成。 （2）用调整水量方法测定
16、时，以试锥下沉深度 28mm2mm 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计。如下沉深度超出范围需另称试样，调整水量重新试验，直至达到 28mm2mm 为止。 （3）用不变水量方法测定时，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 （1）当试锥下沉深度小于 13mm 时，应改用调整水量法测定。发生争议时，以调整水量法为准。五、实验注意事项（1）拌制净浆时，搅拌的作用是使水和水泥颗粒充分分散，以便制得均匀的净浆。搅拌不良的净浆，水不能充分分散于水泥颗粒之间，使浆体流动性减小
17、，试锥下沉阻力增大，下沉深度减小。因此，搅拌效果对测定结果影响较大。用机械搅拌时，搅拌翅的转速，搅拌翅与锅壁、锅底的间距、搅拌时间等对浆体均匀性都有影响，应经常检查搅拌机主要参数是否符合要求，搅拌时间要调准，随时注意搅拌时间自动控制机构是否灵敏、有效。（2）标准法维卡仪要水平放置，滑动部分的总质量为 300g1g。与试杆、试针联结的滑动杆表面应光滑，能靠重力自由下落，不得有紧涩和旷动现象。 （3）锥形稠度仪中的标尺，一边标出下沉深度 S 的毫米数，用以指示试锥下沉深度。另一边标出水泥标准稠度用量的百分数 P。该 P 值是在固定水灰比 0.285 的试验条件下，按统计公式 P=33.4-0.18
18、5S 由 S 值换算而得的，它只适用于固定水灰比为 0.185 的固定水量法。因此，在读取测定结果时应当注意：用固定水量法测定时，可直接从 P 标尺中读出水泥标准稠度用水量 P 值；用调整水量法测定时，不应从 P 标尺中直接读出水泥标准稠度用水量，而只能从 S 标尺中读出锥下沉深度 S 值，根据下沉深度 S 是否 282 毫米来判断净浆稠度是否标准稠度。（4）由于经济公式 P=33.4-0.185S 是根据水泥标准稠度用水量 P 为 21%31%范围内的1245 个试样试验结果统计得到的，故它只适用于 P 为 21%31%范围内的水泥。对 P 值超出这个范围的水泥，必须采用调整水量法测定。经验
19、公式 P=33.4-0.185S，其相关系数 r=-0.92，标准偏差 =0.68，变异系数 V=1.6%。可见，对大多数水泥是比较准确的，但由于上述公式的经验性，对个别试样可能有较大偏差。因此，固定水量法与调整水量法测得结果有矛盾时，应以调整水量法结果为准。（5）本试验适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥以及指定采用本方法的其他品种水泥.六、思考题1、为什么要测定水泥的标准稠度用水量？2、测定水泥的标准稠度用水量中应注意哪些事项？实验十 水泥凝结时间测定水泥从加水到开始失去流动性所需的时间称为凝结时间。凝结时间快慢直接影响到混
20、凝土的浇铸和施工进度。测定水泥达到初凝和终凝所需的时间可以评定水泥的可施工性，为现场施工提供参数。一、实验目的 1、进一步了解水泥初凝和终凝的概念。2、测定水泥凝结所需的时间。3、分析凝结时间对施工质量的影响。二、实验原理水泥凝结时间用水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪测定。当试针在不同凝结程度的净浆中自由沉落时，试针下沉的深度随凝结程度的提高而减少。根据试针下沉的深度就可判断水泥的初凝和终凝状态，从而确定初凝时间和终凝时间。本实验按 GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法进行。三、实验设备及材料1、标准稠度与凝结时间测定仪、试模、试针等，见水泥标准稠度用水量实验图例。2、
21、标准养护箱。应能使温度控制在（201），湿度大于 90%。四、实验内容及步骤1、测定前准备工作：调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。 2、试件的制备：以标准稠度用水量制成标准稠度净浆一次装满试模，振动数次刮平，立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加人水中的时间作为凝结时间的起始时间。 3、初凝时间的测定：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到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触。拧紧螺丝1s2s 后，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针 30s时指针的读数。当试针沉至距底板 41时，为水泥达到初凝
22、状态；由水泥全部加人水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min” 表示。 4、终凝时间的测定：为了准确观测试针沉入的状况，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，再放入湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔 15min 测定一次，当试针沉入试体 0.5mm 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，由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。 五、实验注意事项1、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
23、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。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或终凝状态。每次测定不能让试针落入原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。可以使用能得出与标准中规定方法相同结果的凝结时间自动测定仪，使用时不必翻转试体。 2、养护温度偏高时，水泥水化加速；养护相对湿度偏低时，净浆中水分加快蒸发；制浆时加水偏少，水泥浆形成凝固结构所需时间缩短。上述诸因素均会导致水泥凝结时间缩短；反之，凝结时间延长。为减少试验误差，应严格按照规定条件进行试验。3、水泥凝结程度是根据包括圆棒等活动部分总重量为 3001g 的标准试针在净浆中自由沉落时的下沉深度来判断的。因此，在测定过程中，圆模不应受振动，也不应施加任何外力于圆棒，保证试针自由沉落。此外，试针不能弯曲，表面要光滑，顶端应为平面，不应有倒角或圆角，以确保净浆受力的可比性。不符合上述要求的试针不能使用。六、思考题1、如果你所测得硅酸盐水泥初凝时间小于 45min，或者终凝时间大于 6.5h，应如何调整水泥生产的配料？2、水泥的凝结机理是什么？凝结时间与哪些因素有关？
