水泥培训课件.pptx
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1、,建筑水泥检测,水泥是土木工程中应用最广的无机胶凝材料。自发明以来的100多年时间,水泥技术得到全面的提高,采用水泥与砂石材料拌和成的混凝土,由于通过组成上有针对性地调整和改变,能够表现出不同的性能和特点,适应和满足各种工程的实际需要,成为土木工程领域中最为重要的工程材料。,水泥的意义,水泥与水混合后,经过一系列的物理化学作用,形成坚硬的结构体。这一过程既可在空气中进行,也可在水中更好地实现,并能持续不断地发展形成所需的结构强度,以满足各种工程需要。水泥技术经过多年发展,已形成众多品种。从组成上看有硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥及无熟料(少熟料)水泥;从用途和功能上又可分为通用水泥、专用水泥和特性
2、水泥;,水泥的概述,近年来我国水泥工业发展很快,无论是品种、产量、质量都有很大的突破,尤其是产量居世界前列。但同时也存在着严重的不足,主要表现为:能耗大、污染严重。我们来看一组统计数据:,我国水泥工业现状,如何降低水泥能耗、减少污染物的排放量,将是今后应该研究的主要内容,绿色产业化是水泥工业的发展方向。,我国水泥工业现状,水泥是一种细磨成粉末状,加入适量水后成为可塑性的浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等材料牢固地胶结成具有一定强度的整体的水硬性胶凝材料。水泥技术经过多年发展,已形成众多品种。从组成上看有硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥及无熟料(少熟料)水泥;从用途和功能上又可分为
3、通用水泥、专用水泥和特性水泥;,水泥定义和分类,水泥分类,用于一般土木建筑工程中的水泥,如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等,具有某种性能比较突出的水泥,如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等,具有专门用途水泥,如中、低热水泥,道路水泥等,一、通用水泥二、专用水泥三、特性水泥四、典型报告及记录注意事项,本章内容,(一)常用水泥品种(二)水泥生产工艺及掺入的混合材料(三)水泥技术性质及要求(四)水泥试验检测方法(五)取样方法及频次,一、通用水泥(GB175-2007),尽管水泥类型众多,但路桥工程中涉及的水泥品种主要是通用型硅酸盐类水泥,这类通用水泥根据水泥熟料在磨细过程中掺入的混合材料类型和数量,分为6个
4、品种: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、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。,(一)常用水泥品种,1、硅酸盐水泥:硅酸盐水泥是在水泥熟料中掺入05%的石灰石或粒化高炉矿渣等混合材料,以及适量石膏混合磨细制成的水泥。其中完全不掺混合材料的称为型硅酸盐水泥(代号P),掺入量不超过5%称为型硅酸盐水泥(代号P);,(一)常用水泥品种,2、普通硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入大于5%不超过20%的混合材料及适量石膏加工磨细后制成的硅酸盐水泥(代号P0);3、火山灰硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入20%50%的火山灰质材料和适量石膏加工磨细制成的硅酸盐水泥(代号PP);,
5、(一)常用水泥品种,4、矿渣硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入20%70%的粒化高炉矿渣和适量石膏加工磨细制成的水泥。当矿渣掺入量大于20%且小于等于50%,为A型矿渣硅酸盐水泥(代号PSA);当矿渣掺入量大于50%且小于等于70%,为B型矿渣硅酸盐水泥(代号PSB);5、粉煤灰硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入20%40%的粉煤灰和适量石膏加工磨细制成的硅酸盐水泥(代号PF);,(一)常用水泥品种,6、复合硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入两种以上活性或非活性混合材料(掺入量占20%50%)与适量石膏加工制得的硅酸盐水泥(代号PC);由于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥在实际工程中应用较为普遍,性
6、能相近,且这两类水泥性能特点具有代表性,所以主要针对这两类水泥进行讨论。,(一)常用水泥品种,生产工艺:水泥原材料是石灰质原料和黏土质原料,按一定比例掺配,混合磨细成水泥生料。该生料在水泥烧制窑中经1450的高温煅烧,形成以硅酸钙为主要成分的水泥熟料。随后在熟料中添加3%左右的石膏以及不同类型和不同数量的外掺料,二次加工磨细,就得到通用型硅酸盐水泥。熟料中加入石膏是用来调节水泥的凝结时间。,(二)水泥生产工艺及掺入的混合材料,掺入的混合料:水泥熟料中或多或少要掺入一些混合材料,这些外加混合材料所起的作用是在增加水泥产量、降低生产成本的同时,改善水泥品质。如掺入一定量混合材料的水泥不仅可以促进水
7、泥后期强度的提高,而且还能有效降低水泥的水化热,非常适合大体积混凝土施工和结构形成的需要,同时还可以改善水泥对环境的适用性,提高水泥及其构造物的耐久性。,(二)水泥生产工艺及掺入的混合材料,物理性质:(1)细度(2)标准稠度(3)凝结时间(4)安定性,(三)水泥技术性质,力学性质:(1)强度认定水泥强度等级的重要依据,也是水泥混凝土配合比设计的重要参数。,(三)水泥技术性质,化学指标:(1)不溶物(2)烧失量(3)三氧化硫(4)氧化镁(5)氯离子(6)碱含量,(三)水泥技术性质,1、物理指标:(1)凝结时间:硅酸盐水泥初凝时间不小于45min,终凝时间不大于390min;其他类水泥初凝时间不小
8、于45min,终凝时间不大于600min;(2)安定性:沸煮法合格;(3)细度:硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度采用比表面积表示,要求不小于300m2/kg;其他类型水泥采用筛余量表示,要求80um方孔筛筛余量不大于10%或45um方孔筛不大于30%。,(三)水泥技术要求,2、力学指标:不同品种、不同强度等级水泥对应强度:GB175-2007国家标准第3号修改单中复合硅酸盐水泥去掉了32.5及32.5R等级。2019.10.01实施,(三)水泥技术要求,(三)水泥技术要求,3、化学指标:%,(三)水泥技术要求,评定:当不满足化学指标以及凝结时间、安定性、强度等指标中任一项时,该水泥判定为不合格
9、品。对应技术规范:GB/T1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T8074-2008 水泥比表面积测定方法(勃氏法)GB/T1345-2005 水泥细度检验方法(筛析法)GB/T17671-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)GB/T2419-2005 水泥胶砂流动度测定方法,(四)水泥试验检测方法,1、凝结时间;2、安定性;3、比表面积;4、细度;5、胶砂强度;6、胶砂流动度;7、化学性能;,(四)水泥试验方法(凝结时间),1、凝结时间标准:水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T1346-2011;试验条件:试验室温度为202,相对湿度应不低
10、于50%;水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与实验室一致;湿气养护箱的温度为201,相对湿度应不低于90%。,(四)水泥试验方法(凝结时间),凝结时间 水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间:从水泥加水至水泥浆开始失去可塑性所经历的时间;终凝时间:从水泥加水至水泥浆完全失去可塑性所经历的时间。,(四)水泥试验方法(凝结时间),操作步骤:用水泥净浆拌机搅拌,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5s-10s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,先锅放在搅拌机的锅座上,升至搅拌位置,启动搅拌机,低速搅拌120s
11、,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。,(四)水泥试验方法(凝结时间),标准稠度用水量的测定步骤:试验前准备工作,维卡仪的滑动杆能自由滑动。试模和玻璃底板用湿布檫拭,将试模放在底板上。调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。拌和结束后,立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中,用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的空隙,然后在试模表面约1/3处,略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆,再从试模边沿轻抹顶部一次,使净浆表面光滑,在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中,注意不要压实净浆;抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其
12、中心定在试杆上,降低试杆直至与水泥净浆表面接触,拧紧螺线1s-2s后,突然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。,(四)水泥试验方法(凝结时间),标准稠度用水量的测定步骤:试杆停止沉入或释放试杆30s 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。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(P),按水质量的百分比计。,(四)水泥试验方法(凝结时间),b)凝结时间的测定:试验前准备工作,调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准零点。以标准稠度用水量操作步骤制成净浆,装模和刮平后(步骤与标准稠度用水量操
13、作步骤相同),立即放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。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,降低试针与泥净浆表面接触。拧紧螺丝1s-2s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。临近初凝时间时每隔5min(或更短时间)测定一次,当试针沉至距底板4mm1mm 时,为水泥达到初凝状态;由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间,用min表示。,(四)水泥试验方法(凝结时间),c)终凝时间的测定: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
14、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(或更短时间)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。,(四)水泥试验方法(凝结时间),注意事项: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,但结果以自由下落为准;在整个测度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(或更短时间)测定一次,临近终凝时每隔15min(或更短时间)测定一次,到达初凝或终凝时应立即重复测一
15、次,当两次结论相同时才能定为到达初凝,到达终凝时,需要在试体另外两个不同点测试,确认结论相同才能定到达终凝状态。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湿气养护箱内,整个测试过程要防止试模受振。,(四)水泥试验方法(安定性),2、安定性标准:水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T1346-2011;a)雷氏夹的校准:由铜质材料制成,当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上,另一根指针的根部再挂上300g质量砝码时,两根指针针尖的距离增加应在17.5mm2.5mm(见图3)范围内,即2x=17.5mm2.5mm,当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的
16、状态。,(四)水泥试验方法(安定性),(四)水泥试验方法(安定性),b)试验前准备工作 每个试样需成型两个试件,每个雷氏夹需配备两个边长或直径约80mm、厚度4mm5mm的玻璃板,凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内都要稍稍涂上一层油。(注:有些油会影响凝结时间、矿物油比较合适。)c)雷氏夹试件的成型 将预先准备好的雷氏夹放在已稍檫油的玻璃板上,把立即将已制好的标准稠度水泥净浆装一次性装满雷氏夹,装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹,另一只手用宽度约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次,然后抹平,盖上稍檫油的玻璃板,接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24h2h。,(四)水泥试验方法(安定性),d)沸煮试
17、件 调整好煮沸箱内水位,使能保证在整个过程中都能超过试件,不需中途添补试验用水,同时又能保证在30min5min内开始沸腾。脱去玻璃板取下试件,先测量雷氏夹指针尖端间的距离(A),精确到0.5mm,接着将试件放入沸煮箱中的试件架上,指针朝上,然后在30min5min内加热至沸并恒沸180min5min。,(四)水泥试验方法(安定性),(四)水泥试验方法(安定性),e)结果判别 沸煮结束后,立即放掉箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别。测定雷氏夹指针尖端的距离(C),精确到0.5mm,当两个试件煮后指针尖端增加的距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格
18、。当两个试件煮后增加距离的距离(C-A)的平均值差大于5.0mm时,应用同一样品立即重做一次试验。以复检结果为准。,(四)水泥试验方法(比表面积),3、比表面积标准:水泥比表面积测定方法 勃氏法GB/T 8074-2008、水泥密度测定方法GB/T 208-20141)试验条件及样品准备:相对湿度不大于50%。样品过0.9mm方孔筛,在1105下烘干1h,并在干燥器中冷却至室温。2)操作步骤a)密度测定步骤:干净李氏瓶N个(具体数量看试验需要做的个数),烘干,将无水煤油用橡皮管注入李氏瓶内至0到1mL刻度线后(以弯月面下弧为准),盖上瓶塞轻轻放入养护室恒温水槽内(要保证有煤油的部分全部没入水中
19、并且不能淹没李氏瓶),使整个刻度部分浸入水中(水温控制在201),恒温30min,记下初始第一次读数V1(读数时,李氏瓶一定要竖直,视线应与液面弯月面下弧水平,数值以弯月面下弧为准)。,(四)水泥试验方法(比表面积),从恒温水槽中取出李氏瓶后,用搓成圆筒形型的滤纸棍(直径约为1cm)将李氏瓶细长颈内没有煤油的部份仔细擦干净,并用滤纸将瓶口擦干,用圆筒形滤纸棍将瓶口堵住。称取干燥水泥试样60g,准确至0.01g,一手持称样盘,一手用小勺将称样盘中水泥试样慢慢装入李氏瓶内,防止堵塞(如有堵塞应先将瓶口的水泥用毛笔刷入瓶内,用手提住瓶口,轻轻的上下抖动直至水泥落入瓶底)。用铁丝将瓶壁上粘附的水泥刮入
20、煤油中,直至干净,盖上瓶塞。,(四)水泥试验方法(比表面积),一手用掌心握住瓶底,一手轻轻捏住瓶口,瓶与水平面的倾斜角约为60,按顺时针方向摇动李氏瓶(摇动李氏瓶时,注意勿使无水煤油溅出瓶外或溅粘在液面上壁上),直至没有气泡排出,再次将李氏瓶静置于养护室的恒温水槽内(要保证有煤油的部分全部没入水中并且不能淹没李氏瓶),在同温度下恒温30min,第一次读数和第二次读数时恒温水槽的温度差不大于0.2,记下第二次液面的体积刻度V2(读数时,李氏瓶一定要竖直,视线应与液面弯月面下弧水平,数值以弯月面下弧为准)。,(四)水泥试验方法(比表面积),密度计算:,(四)水泥试验方法(比表面积),密度要点:1、
21、为使水泥颗粒不产生水化反应,液体介质采用无水煤油。2、前一天将无水煤油注入李氏瓶01mL。水泥试样预先通过0.9mm方孔筛,在110干燥1小时,在干燥器中冷却。3、装水泥时注意粘壁、堵口问题。4、排气泡时的手法。,(四)水泥试验方法(比表面积),b)比表面积方法原理:本方法主要是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。2008版标准主要修改点:规定PI、PII型水泥空隙率选用0.500,其他水泥空隙率选用0.530;规定在改变空隙率时用20
22、00g砝码压实捣器。,(四)水泥试验方法(比表面积),b)比表面积i.空隙率()的确定P、P型水泥的空隙率采用0.5000.005其他水泥或粉料的空隙率选用0.5300.005.当按上述空隙率不能将试样压至支持环与圆筒顶边接触时,允许改变空隙率。空隙率调整以2000g砝码将试样压实至捣器的支持环与圆筒顶边接触,不留缝隙为止。ii.确定试样量试样量按式(1)计算:式中:m需要的试样量,(g);试样密度,(g/cm3);v试料层体积,(cm3);试料层的空隙率。,(四)水泥试验方法(比表面积),iii.试料层的制备将穿孔板放入透气圆筒的突缘上,用捣棒把一片滤纸放到穿孔板上,边缘放平并压紧。称取已计
23、算确定的试样量,精确到0.001g,倒入圆筒。轻敲圆筒的边,使水泥平坦。再放入一片滤纸,用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环与圆筒顶边接触,并旋转12圈,慢慢取出捣器。穿孔板上的滤纸为12.7mm边缘光滑的圆形滤纸片。每次测定需用新的滤纸片。iv.透气试验把装有试料层的透气圆筒下锥面涂一薄层油脂,然后把它插入压力计顶端锥形磨口处,旋转12圈。要保证紧密连接不致漏气。打开微型电磁泵慢慢从压力计一端抽出气体,直到压力计内液面上升到扩大部分下端时关闭阀门。当压力计内液体的凹月面下降到第一刻线是开始计时(参见构造图),当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时,记录液面从第一刻线到第二刻线所需的时间。以秒
24、记录。v.结果处理水泥表面积应有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.计算结果保留至10cm2/g。当同一水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时,以手动勃氏透气仪测定结果为准。,(四)水泥试验方法(细度),4、细度标准:水泥细度检验方法 筛析法GB/T 1345-2005 1)试验准备试验前所用试验筛应保持清洁,负压筛和手工筛应保持干燥。试验时,80m筛析试验称取试样25g,45m筛析试验称取试样10g。,(四)水泥试验方法(细度),2)负压筛析法 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
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