一、陕西试验仪器目的

水泥呈粉末状，与水混合后，经过物理化学反应过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成为整体，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料。鉴于水泥在工程中的广泛利用，掌握各种水泥的性质具有重要意义。本实验方法适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。 

本实验的目的，是使学生了解水泥的国家标准，学会水泥品质检验的操作方法及强度试件的制作，掌握水泥品质各技术指标的实际工程意义。

二、原理

水泥的性质包括细度，标准稠度用水量，凝结时间，安定性和水泥胶砂强度等方面。 

水泥颗粒的粗细程度对水泥的性质有很大影响。水泥颗粒粒径一般在7～200μm范围内，颗粒愈细，水化较快而且较*，早期强度和后期强度较高。在国家标准中规定水泥的细度可用筛析法和比表面积法检验。细度检验采用筛孔直径为80μm的试验筛。 

凝结时间分为初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝为水泥加水拌和起至标准稠度净浆*失去可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。硅酸盐水泥标准规定，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。 

体积安定性不良是指在水泥已经硬化后，产生不均匀体积变化的现象。体积安定性不良，一般是由于熟料中所含的游离氧化钙过多。或由于熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多造成的。国家标准规定，用沸煮法检验水泥的安定性。沸煮法起加速氧化钙熟化的作用，所以只能检查游离氧化钙所引起的水泥安定性不良。而游离氧化镁在蒸压下才加速熟化，石膏的危害则需*在常温水中才能发现，两者均不便于快速检验。所以，国家标准规定水泥熟料中游离氧化镁含量不得超过5.0％，水泥中的三氧化硫含量不超过3.5％，以控制水泥的体积安定性。 

水泥的强度是水泥的重要指标。根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（B175－1999）和《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（B/T17671－1999）的规定，水泥和标准砂按照1：3混合，用0.5的水灰比，按规定的方法制成试件，在标准温度（20±1℃）的水中养护，测定3d和28d的强度。根据测定结果，将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和 62.5R等六个强度等级。

三、实验装置和仪器

负压筛析仪、水筛、干筛、标准稠度测定仪、水泥净浆搅拌机、凝结时间测定仪、湿汽养护箱、沸煮箱、雷氏夹、雷氏夹膨胀值测定仪、胶砂振实台、抗折强度试验机、抗压试验机、

水泥胶砂搅拌机

四、陕西试验仪器实验方法和步骤

（1）负压筛法

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4000～6000Pa范围内。 

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。 

当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。 

试验结果 ：

水泥试样筛余百分数按下式计算：

F——水泥试样的筛余百分数，%；

Rs——水泥筛余物的质量，；

W——水泥试样的质量，g。

结果计算至0.1%。

清洗试验筛。 

（2）标准稠度用水量试验

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，如发生争议时以调整水量方法为准。 

试验前须检查：仪器的金属棒应能自由滑动;试锥降至模顶面位置时指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常。 

水泥净浆拌和前，搅拌锅和搅拌叶片先用湿棉布擦过，将称好的500水泥试样倒入搅拌锅内。拌和时，先将搅拌锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和水，慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s后停机。 

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水，水量精确至0.5ml。 拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定位置上，将试锥降至净浆表面拧紧螺丝，然后突然放松，让试锥自由沉入净浆中，到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 

用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度28±2mm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。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到28±2mm时为止。 

用不变水量方法测量时，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 

注：当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量方法测定。 

（3）凝结时间的测定

测定前，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使试针接触玻璃板时，指针对准标尺零点。 

称取水泥试样500g，以标准稠度用水量按测定标准稠度时制备净浆的方法，制成标准稠度净浆，立即一次装入圆模，振动数次后刮平，然后放入湿汽养护箱内。记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。 

凝结时间的测定：试件在湿汽养护箱中养护至加水后30min时进行次测定。测定时，从养护箱中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。当试针沉至距底板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。由加水开始至初凝、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。测定时应注意，在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，当两次结果相同时才能定为到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养护箱内，整个测定过程中要防止圆模受振。 

五、实验结果分析与讨论

1.根据国标规定，所检水泥是否合乎工程使用？为什么？

2.根据试验数据，所检水泥应定为什么强度等级？为什么？

3.水泥的标准稠度是不是检验水泥质量的必要指标？测定它的目的何在？