建筑材料水泥試驗分析報告

1、建筑材料水泥試驗報告實驗?zāi)康恼莆账喔鞣N技術(shù)性質(zhì)定義.通過試驗進(jìn)一理解水灰比、摻和料對水泥強度的影響。學(xué)會操作水泥強度和與外加劑相容性的實驗方法。了解水泥安定性、凝結(jié)時間的測試方法。實驗內(nèi)容水泥與夕卜加劑相容性實驗實驗原理相容性的概念：對于混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的定義，普遍認(rèn)為：依據(jù)混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng) 過檢驗符合標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻入按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥中，用該水泥所配制的混 凝土或砂漿若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，就認(rèn)為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的；相反，如果不能產(chǎn)生 應(yīng)有的效果，則該水泥與這種外加劑不適應(yīng)。選用PO42.5水泥300g，水87g (水灰比相同)，減水劑摻量不同

2、，分別測定水泥凈漿流動 度(mm)。畫出減水劑摻量與凈漿流動度之間的關(guān)系曲線并進(jìn)行分析。主要設(shè)備水泥凈漿攪拌機、水平玻璃板、濕布、截錐圓模、電子稱、鋼尺等。實驗步驟我們組負(fù)責(zé)的是減水劑摻量1.8%的水泥的凈漿流動度：將截錐圓模置于水平玻璃板上，先用濕布擦拭截錐圓模內(nèi)壁和玻璃板，然后將濕布覆蓋 它們的上方。稱量300g水泥，倒入用濕布擦拭過的攪拌鍋內(nèi)。稱量5.4g減水劑，加入攪拌鍋。然后稱量87g水，加入攪拌鍋，攪拌3min。將拌好的凈漿迅速諸如截錐圓模內(nèi)，刮平，將截錐圓模按垂直方向迅速提起，30s以后 量取相互垂直的兩直徑，并去它們的平均值作為次膠凝材料凈漿的流動度。其它減水劑摻量的實驗步驟類

3、似。水泥膠砂強度實驗實驗原理選用PO42.5水泥，改變水灰比和粉煤灰的摻量。測定不同齡期的抗壓、抗折強度，并對其 結(jié)果進(jìn)行分析。其重量比為：水泥:標(biāo))隹砂二1:3。水灰比分別為：0.45、0.50、0.55。粉煤灰摻 量(內(nèi)摻)：10%、20%。水泥用量450g，標(biāo)隹砂用量1350g。實驗儀器電子稱、攪拌機、伸臂式膠砂振動臺、可拆卸的三聯(lián)模、水泥電動抗折實驗機、壓力實驗機 和抗壓夾具等。實驗步驟我們組負(fù)責(zé)的是10%、28天水泥膠砂強度的測量。精心整理膠砂的制備：分別稱量粉煤灰45g,水泥405g，標(biāo)準(zhǔn)砂1350g，水225g。把水加入攪拌鍋，加入水泥與粉煤灰，把鍋放在固定架上，上升至固定位置。

4、然后立即 開動機器，低速攪拌30s后，在第二個30s開始的同時均勻的將砂子加入。隨后等待攪拌機攪拌 完畢。膠砂制備后應(yīng)立即成型。將試模擦拭干凈，模板四周與底座的接觸面上涂上黃油，并緊 密裝配防止漏漿。試模的內(nèi)壁要均勻地涂刷一薄層機油，以方便后期的拆模。然后將試模級模套 固定在振實臺上，用一個適當(dāng)?shù)纳鬃訌臄嚢桢亙?nèi)去膠砂，并分兩層裝入試模。裝第一層時，每個 槽里約放300g膠砂，用大播料器垂直架在模套頂部，沿每個牧草來回一次將料層播平，振實60 次。再裝入第二層膠砂，用小播料器播平，再振實60次。振實完畢后取下試模，用一直尺以近 似90的角度架在試模的一端，沿試模長度方向以橫向鋸割動作向另一端移動

5、，將超過試模部 分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的角度將試體表面抹平。在試模上用紙條標(biāo)明試件編號。 試件養(yǎng)護(hù)：將成型好的試件連模放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)，在溫度為201C，相對濕度大于90%的條 件下養(yǎng)護(hù)24h。將試件從養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)取出，用防水墨汁編號。拆模時注意不要損傷試件。作好標(biāo)記的試件應(yīng)立即水平或豎直放入水槽中養(yǎng)護(hù)，保持水溫為201C，試件之間要 留有間隙，以讓水與試件的六個面接觸。養(yǎng)護(hù)期間試件之間間隔或試件上表面的水深不得小于 5mm，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期(我們組為28d)。水泥膠砂抗折強度的測定：到達(dá)齡期后，從水中取出一組三條試件，擦去試件表面沉積物，用濕布覆蓋至實驗時為 止。清潔抗折實驗夾具

6、的支撐圓柱表面粘著的雜物。將試件放入抗折夾具內(nèi)，使試件側(cè)面與 圓柱接觸，試件長軸垂直于支撐圓柱。調(diào)節(jié)抗折實驗機零點與平衡，開動機器進(jìn)行加荷，知道試件折斷，記錄破壞荷載Ff(N)。保持兩個半截棱柱處于潮濕狀態(tài)直至對它們進(jìn)行抗壓實驗。按下式計算抗折強度Rf (精確至0.1MPa)3FfL式中，F(xiàn)f為折斷時施加于棱柱體中部的荷載，單位為N，L為支撐圓柱中心距，L=100mm; b為棱 柱正方形截面的邊長，b=400mm。抗折強度的結(jié)果取三塊試件的平均值，當(dāng)三個強度值中有超出 平均值土 10%時，應(yīng)剔除后取平均值作為抗折強度實驗結(jié)果。水泥膠砂抗壓強度的測定：抗折實驗后的六個半棱柱體應(yīng)立即進(jìn)行抗壓強度實

7、驗。實驗在壓力實驗機上用抗壓夾具 進(jìn)行。清除試件受壓面與加壓板間的碎渣，以試件的側(cè)面作受壓面，并將夾具置于壓力機壓板中 央。棱柱體露在壓板外的部分約10mm。開動實驗機均勻施加荷載直至破壞，記錄破壞荷載Fc (N)與抗壓強度Rc (精確至0.1MPa)。 以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度值的算術(shù)平均值作為抗壓強度的實驗結(jié)果。如果六個測 定值中有一個超過六個平均值的10%時，應(yīng)剔除這個結(jié)果，而以剩下的五個測量值的平均值作為抗壓強度實驗結(jié)果。如果五個測定值中再有超過它們的平均值的10%時，此組結(jié)果作廢。各組水泥膠砂強度配比：序號水泥(g)粉煤灰(g)砂(g)水灰比水(g)試件(mm)測定齡期1

8、450013500.55247.540 x40 x1607d、 28d2450013500.50225.040 x40 x1607d、 28d3450013500.45202.540 x40 x1607d、 28d44054513500.50225.040 x40 x1607d、 28d53609013500.50225.040 x40 x1607d、 28d水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥安定性、凝結(jié)時間實驗(演示)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1346-2001?eqvISO9597： 1989中，對這三種測量都有明確而又詳細(xì)的規(guī)定。測量水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量時，應(yīng)先拌制水泥凈漿。用水泥凈漿攪拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌

9、葉 片先用濕布擦過，先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，先將鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低 速攪拌120s，停15s，同時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。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 振動數(shù)次，刮去多余的凈漿；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時記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿

10、后，立即擦 凈；整個操作應(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。安定性是水泥硬化后體積變化的均勻性，體積的不均勻變化引起膨脹、裂縫或翹曲等現(xiàn)象。安定性實驗可采用試餅法或雷氏法，當(dāng)實驗結(jié)果有爭議時以雷氏法為準(zhǔn)。用雷氏夾法檢驗時， 以測量沸煮后的雷氏夾試模的二指針尖端間的距離的增加值來判斷安定性是否合格，如果增加值 不大于5.0mm，則稱為水泥體積安定性合格。測量水泥凝結(jié)時間時，要先進(jìn)行試件的制備：以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿一次裝滿 試模，振動數(shù)次刮平，立即放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中。

11、記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結(jié)時間的起 始時間。初凝時間的測定：試件在濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水后30min時進(jìn)行第一次測定。測定時，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表面接觸。擰緊螺絲1s2s后，突然 放松，試針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時指針的讀數(shù)。當(dāng)試針 沉至距底板4mm 1mm時，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)的時間為水泥 的初凝時間，用“min”表示。終凝時間的測定：為了準(zhǔn)確觀測試針沉入的狀兄，在終凝針上安裝了一個環(huán)形附件。在完成 初凝時間測定后，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

12、， 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)，臨近終凝時間時每隔15min測定一次， 當(dāng)試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達(dá)到終凝狀態(tài)，由 水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，用“min”表示。測定時應(yīng)注意，在最初測定的操作時應(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)；在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內(nèi)壁10mm。臨近初凝時， 每隔5min測定一次，臨近終凝時每隔15min測定一次，到達(dá)初凝或終凝時應(yīng)立即重復(fù)測一次， 當(dāng)兩次結(jié)論相同時才能定為到達(dá)初凝或終凝狀態(tài)。每次測定不能讓試針落入原針孔，每次測試完

13、 畢須將試針擦凈并將試模放回濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，整個測試過程要防止試模受振。實驗結(jié)果及分析3.1.水泥與夕卜加劑相容性實驗測量的數(shù)據(jù)處理如下：減水劑摻量(%)00.40.60.81.01.21.41.61.8試驗結(jié)果(mm)42125154240247238250276262水泥減水劑摻量與凈漿流動度之間的關(guān)系曲線從圖線中可知，減水劑測摻量對水泥凈漿流動度的影響十分顯著，而且在減水劑摻量較小時， 隨著減水劑摻量百分比的增加，水泥凈漿流動度呈現(xiàn)增大的趨勢。達(dá)到某值后，凈漿流動度隨減 水劑摻量增大而變化的趨勢將會減小很多，呈現(xiàn)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)的趨勢。此時，稱達(dá)到減水劑 的飽和點。結(jié)合圖線來說，在減水劑摻

14、量小于0.8%時，增大速率很快，當(dāng)達(dá)到0.8%時凈漿流動 度的增大趨勢開始變的不是那么明顯，呈現(xiàn)起伏狀。在減水劑摻量達(dá)到1.6%時，凈漿流動度達(dá) 到最大，此后減小。因此，該減水劑的飽和點在1.6%附近的位置。而從理論上分析，達(dá)到減水劑飽和點之后，水泥凈漿擴展度將會基本不變。而當(dāng)減水劑摻量 達(dá)到1.8%時，水泥凈漿擴展度反而有了一定的減小。這應(yīng)該是實驗誤差造成的。造成誤差的可 能有如下幾點：玻璃板未用濕布擦拭、提起截錐圓模時速度不夠快或者未沿著豎直方向提起。水泥膠砂強度實驗經(jīng)全班同學(xué)共同測量、分享，得到如下測量數(shù)據(jù):序號水泥(g)粉煤灰(g)砂(g)水灰 比水(g)試件(mm)測定齡 期抗折強度

15、(MPa)抗壓強度(MPa)1450013500.55247.540 x40 x1607d6.023.728d5.348.52450013500.50225.040 x40 x1607d6.531.628d8.343.33450013500.45202.540 x40 x1607d6.532.828d9.355.444054513500.50225.040 x40 x1607d6.429.628d8.344.653609013500.50225.040 x40 x1607d5.522.828d8.238.3（注：網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上所傳的數(shù)據(jù)中，有些數(shù)據(jù)有兩組，但選擇數(shù)據(jù)時只選擇了其中一組。）7d、28

16、d時水灰比與強度關(guān)系曲線：由圖線可知，未摻入粉煤灰的水泥膠砂，隨著水灰比的增大，其強度（抗折強度、抗壓強度） 呈現(xiàn)減小的趨勢。硬化水泥漿體的強度主要來源于水化物間的范德華引力一一兩固體表面之間的 粘附力都可以歸因為這類物理鍵。粘附作用大小取決其表面積大小及性質(zhì)。由于水泥水化生成物 中，主要是CSH、水化硫鋁酸鈣的微小結(jié)晶擁有巨大的表面積，因此范德華力雖然量級很小，但 巨大的表面積上產(chǎn)生的粘附力作用之和就很可觀了，它們彼此粘結(jié)牢固。多孔材料通常孔隙率越大強度就越低。水灰比增大時，孔隙率隨之增大，因此水泥膠砂強度 會降低。另外，可以從1918年Abrams總結(jié)的混凝土與水灰比間的反比關(guān)系式：看出，

17、水灰比增大時，混凝土的強度降低。而混凝土的強度與水泥膠砂強度有很大程度的相關(guān)性， 也可由此得出圖線所表示的規(guī)律?？偟膩碚f，水泥膠砂的強度由其孔隙率所控制，水灰比的改變會影響其孔隙率，因此水灰比 是決定水泥膠砂強度的很重要的因素。然而，實驗中水灰比為0.5的水泥膠砂28d時抗壓強度最低，不符合分析所得規(guī)律。可能是 由振搗、試塊養(yǎng)護(hù)等過程中操作不符合規(guī)定等原因造成的。7d、28d時粉煤灰摻量與強度關(guān)系曲線：由曲線可知，在水灰比相同時，粉煤灰摻量從0增大到20%的過程中，水泥膠凝強度呈現(xiàn)減 小的趨勢。7d的時候這樣的趨勢更明顯，28d時差別比7d時要小。粉煤灰是煤粉在電廠鍋爐中燃燒后剩余的灰分，從煙道排出時經(jīng)收集所得，是具有火山灰性 質(zhì)的材料。粉煤灰通常含有大量的球形顆粒。粉煤灰本身沒有膠凝性，但是以細(xì)粉末狀態(tài)存在時， 能夠與氫氧化鈣和水在常溫狀態(tài)下起化學(xué)反應(yīng)，生成有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物。這種二次反應(yīng)生成的產(chǎn) 物，與水泥水化時的產(chǎn)物沒有什么區(qū)別。在相同水膠比（水/膠凝材料）的條件下，摻有礦物摻和料并減少了水泥用量的混凝土，通 常早期強度發(fā)展要受影響。而且粉煤灰與水泥很合使用時，是與水泥水化時放出的氫氧化鈣反應(yīng)，是二次反應(yīng)，故7d 時粉煤灰摻量對強度的影響要比28d時更大些。