水泥性能检测

水泥性能测试实验教案理工学院材料科学与工程学院无机非金属材料系水泥细度测定一、实验目的1．掌握负压筛法测定水泥细度的方法；2．学会水泥细度负压筛析仪的使用方法。

二、容提要水泥细度即水泥的分散度，也就是指水泥颗粒的粗细程度。

是水泥厂用来控制水泥产量与质量的重要参数。

水泥细度与凝结时间、强度、干缩以及水化放热速率等一系列性能都有密切的关系，必须控制在一定的围。

水泥细度可以用不同的指标来说明，如筛余、比表面积、颗粒平均直径或颗粒级配等。

GB-175-2007通用硅酸盐水泥中规定硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的比表面积不小于300m2/kg；矿渣通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余百分数表示，80µm方孔筛筛余不大于10%或45µm方孔筛筛余不大于30%。

水泥细度的检验方法有以下几种：筛析法、比表面积测定法、颗粒平均直径与颗粒组成测定等。

本实验用筛析法中的负压筛法测定水泥细度。

称取一定质量的水泥，置于负压筛析仪上规定孔径的筛子中，在一定的负压下，筛析一定的时间，用筛余百分数来表征水泥的细度。

三、实验步骤1．将水泥试样拌匀并通过0.9mm方孔筛，记录筛余物（预先置于110+5℃烘箱中烘1小时）。

2．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围。

3．称取试样25g（+0.01 g），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。

4．清理收集瓶中水泥，以防收尘系统受堵。

四、结果计算水泥试样筛余百分数用下式计算：F = R s / m ×100%式中 F ——水泥试样筛余百分数（%）；R s——水泥筛余物的质量（g）；m ——水泥试样的质量（g）。

计算精确至0.1%。

五、注意事项1．当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器水泥，使负压恢复正常。

2．操作时如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击，使试样落下，以减小误差。

水泥比表面积测定（勃氏法）一、实验目的1．掌握水泥比表面积的测定方法；2．学会水泥比表面积测定仪的使用。

二、容提要水泥比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的总表面积，以m2/kg 或cm2/g来表示。

本方法主要根据一定量的空气通过具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积。

在一定空隙率的水泥层中，孔隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数，同时也决定了通过料层的气流速度。

三、实验步骤1.仪器校准1.1 漏气检查将透气圆筒上口用橡皮塞塞紧，接到压力计上。

用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体，然后关闭阀门，观察是否漏气。

如发现漏气，用活塞油脂加以密封。

1.2 试料层体积的测定1.2.1 水银排代法将二片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒，用一直径比透气圆筒略小的细长棒往下按，直到滤纸平整放在金属穿孔板上。

然后装满水银，用一小块薄玻璃板轻压水银表面，使水银面与圆筒口平齐，并须保证在玻璃板和水银表面之间没有气泡或空洞存在。

从圆筒中倒出水银，称量，精确至0.05g。

重复几次测定，到数值基本不变为止。

然后从圆筒中取出一片滤纸，试用约3.3g的水泥，压实水泥层(应制备坚实的水泥层。

如太松或水泥不能压到要求体积时，应调整水泥的试用量)。

再在圆筒上部空间注入水银，同上述方法除去气泡、压平、倒出水银称量，重复几次，直到水银称量值相差小于50mg为止。

1.2.2 圆筒试料层体积Ｖ按式(1)计算。

精确到0.005cm3。

Ｖ＝(m1-m2)/ρ水银式中：Ｖ──试料层体积，cm3；m1──未装水泥时，充满圆筒的水银质量，g；m2──装水泥后，充满圆筒的水银质量，g；ρ水银──试验温度下水银的密度，g/cm3。

1.2.3 试料层体积的测定，至少应进行二次。

每次应单独压实，取二次数值相差不超过 0.005cm3的平均值，并记录测定过程中圆筒附近的温度。

每隔一季度至半年应重新校正试料层体积。

2. 试验步骤2.1 试样准备水泥试样，应先通过0.9mm方孔筛，再在110±5℃下烘干，并在干燥器中冷却至室温。

将110±５℃下烘干并在干燥器中冷却到室温的标准试样，倒入100ml 的密闭瓶，用力摇动2min，将结块成团的试样振碎，使试样松散。

静置2min 后，打开瓶盖，轻轻搅拌，使在松散过程中落到表面的细粉，分布到整个试样中。

2.2 确定试样量校正试验用的标准试样量和被测定水泥的质量，应达到在制备的试料层中空隙率为0.500±0.005，计算式为：m ＝ρＶ－(1－ε)式中：m ──需要的试样量，g；ρ──试样密度，g/cm3；Ｖ──试料层体积，cm3；ε──试料层空隙率。

指试料层中孔的容积与试料层总的容积之比，一般水泥采用0.500±0.005。

如有些粉料按上式算出的试样量在圆筒的有效体积中容纳不下或经捣实后未能充满圆筒的有效体积，则允许适当地改变空隙率。

2.3 试料层制备将穿孔板放入透气圆筒的突缘上，用一根直径比圆筒略小的细棒把一片滤纸送到穿孔板上，边缘压紧。

称取一定的水泥量，精确到0.001g，倒入圆筒。

轻敲圆筒的边，使水泥层表面平坦。

再放入一片滤纸，用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环紧紧接触圆筒顶边并旋转二周，慢慢取出捣器。

2.4 透气试验2.4.1 把装有试料层的透气圆筒连接到压力计上，要保证紧密连接不漏气，并不振动所制备的试料层。

为避免漏气，可先在圆筒下锥面涂一薄层活塞油脂，然后把它插入压力计顶端锥形磨口处，旋转二周。

2.4.2 打开微型电磁泵慢慢从压力计一臂中抽出空气，直到压力计液面上升到扩大部下端时关闭阀门。

当压力计液体的凹月面下降到第一个刻线时开始计时，当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时，记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间。

以秒记录,并记下试验时的温度(℃)。

四、结果计算1．当被测物料的密度、试料层中空隙率与标准试样相同，试验时温差≤3℃时，可按下式：计算：ＳsＴ1/2Ｓ＝─────Ｔ1/2s如试验时温度与校准温度之差大于±3℃时，则按下式计算：ＳsＴ1/2η1/2sＳ＝───────Ｔ1/2sη1/2式中：Ｓ──被测试样的比表面积，cm2/g；Ｓs──标准试样的比表面积，cm2/g；Ｔ──被测试样试验时，压力计中液面降落测得的时间，s；η──被测试样试验温度下的空气粘度Pa·s；ηs──标准试样试验温度下的空气粘度Pa·s。

2．当被测试样的试料层中空隙率与标准试样试料层中空隙率不同，试验时温差≤ ±3℃时，可按式(5)计算：ＳsＴ1/2(1-εs)ε3/2Ｓ＝──────────Ｔs1/2(1-ε)ε3/2s如试验时温度与校准温度之差大于±3℃时,则按下式计算:ＳsＴ1/2(1-εs)ε3/2η1/2sＳ＝──────────────Ｔs1/2(1-ε)ε3/2sη1/2式中：ε──被测试样试料层中的空隙率；εs──标准试样试料层中的空隙率。

3．当被测试样的密度和空隙率均与标准试样不同，试验时温差≤±3℃时，可按下式计算：ＳsＴ1/2(1-εs)ε3/2ρsＳ＝────────────────Ｔ1/2s (1-ε)ε3/2sρ如试验时温度与校准温度之差大于±3℃时,则按下式计算:ＳsＴ1/2(1-εs)ε3/2ρsη1/2sＳ＝──────────────────Ｔ1/2s (1-ε)ε3/2sρη1/2式中:ρ──被测试样的密度，g/cm3；ρs──标准试样的密度，g/cm3。

五、注意事项1．穿孔板上的滤纸，应是与圆筒径相同、边缘光滑的圆片。

否则将使结果不准。

每次测定需用新的滤纸片。

2．水泥比表面积应由二次透气试验结果的平均值确定。

如二次试验结果相差2％以上时，应重新试验。

计算应精确至10cm2/g，10cm2/g以下的数值按四舍五入计。

3．以cm2/g为单位算得的比表面积值算为m2/kg单位时，需乘以系数0.1。

水泥密度的测定一、实验目的1．掌握水泥密度的测定方法。

2．了解水泥密度的意义。

二、容提要水泥密度是指物料在没有空隙的状态下，单位体积的质量。

以g/cm3表示。

水泥的密度对于某些特殊工程是很重要的物理性质之一，另外在测定水泥的比表面积、颗粒级配等物理性质时，必须先测定水泥的密度。

将水泥倒入一定量液体介质的氏瓶，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。

根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的液体体积。

由公式ρ= m / V 计算水泥的密度。

为避免测定时水泥发生水化反应，液体介质采用无水煤油。

三、实验步骤1．将无水煤油注入氏瓶0至1mL刻度线，盖上瓶塞放入恒温水槽，使刻度部分进入水中（应控制水温与氏瓶上标示温度一致）。

恒温30min，记下初读数。

2．从恒温水槽中取出氏瓶，用滤纸将氏瓶细长颈液面上部仔细擦干净。

3．称取水泥60g(+0.01g)。

水泥试样应预先在110+5℃温度下烘干1h，并通过0.90mm方孔筛后，置于干燥器中冷却至室温。

4．用小勺将水泥样品一点点装入氏瓶中，反复摇动（或用超声波震动），至没有排出。

5．再将氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30min，记下第二次读数。

两次读数恒温水槽的温度差应不大于0.2℃。

四、结果计算水泥密度按下式计算：ρ= m / V式中ρ——水泥密度g/cm3m ——水泥质量gV ——水泥体积（即水泥排开煤油的体积）cm3结果计算到小数第三位，取整数到0.01 g/cm3。

试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02 g/cm3。

五、注意事项1．为避免测定时水泥发生水化反应，液体介质采用无水煤油。

2．氏瓶两次读数恒温水槽的温度差应不大于0.2℃。

3．向氏瓶中装水泥试样前，应用滤纸将氏瓶细长颈液面上部仔细擦干净，以免装水泥时发生堵塞，造成操作困难。

水泥标准稠度的测定一．实验目的1．掌握水泥标准稠度用水量的测定方法；2．学会水泥净浆搅拌机的使用方法。

二．容提要水泥标准稠度用水量（用P表示），是按国家标准规定的方法和指定的仪器，将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需要的水量，水泥标准稠度用水量是以用水量与水泥质量的百分数来表示的。

水泥标准稠度净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定的阻力。

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。

标准稠度测定有调整水量法和固定水量法两种，如有争议时以调整水量法为准。

调整水量方法，是改变拌和水量，找出使拌制成的水泥净浆达到特定塑性状态时所需要的水量。

当一定质量的标准试杆（或试锥），在规定的时间，在净浆中自由沉落时，以试杆（或试锥）下沉深度S(mm)的大小，表示水泥净浆稠度P的大小，以试锥下沉净浆深度规定值S = 28+2(mm) 时的净浆为标准稠度净浆（试杆沉入净浆并距底板6+1mm的净浆为标准稠度净浆）。