实验三    水泥胶砂强度的测试

【实验目的】

        水泥强度是指水泥试体在单位面积上所承受的外力，它是水泥的主要性能指标。水泥是混凝土的重要胶结材料，水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源。检验水泥各龄期强度，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号。水泥强度检验主要是抗折与抗压强度检验。

本实验的目的：

（1）    学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；

（2）    分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素。

【实验原理】

        水泥强度是一个相对值，同一试样用不同方法检验，强度值不同，砂浆法能在一定程度上反映出水泥对集料的粘结能力，随着水化反应不断进行，和水后的水泥浆体逐渐失去可塑性和流动性，并与集料粘结形成具有一定强度的固体。

【仪器设备】

        水泥胶砂搅拌机及试模；JS-15型水泥胶砂振实台；电动抗折试验机；压力试验机及抗压夹具；金属刮平 尺。

【实验条件及对材料的要求】

（1）    实验室温度为（20±2）℃，相对湿度大于50%。

（2）    养护箱温度为（20±1）℃，相对湿度大于90%，养护水的温度为（20±1）℃

（3）    ISO基准砂    ISO基准砂（reference sand）是由德国标准砂公司制备的SiO₂含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成，颗粒分布如下表1规定的范围内。

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临沂大学建筑学院

《土木工程材料》试验报告

试验项目：  水泥胶砂强度试验（ISO法）   

专业班级：  土木工程二班                 

实验分组：  第一组                        

试验地点：  试验三区106建筑材料试验室   

试验时间：  2014.11.3   14:00-16:00        

指导教师：                                

（说明：试验成绩=报告成绩×个人权重，个人权重平局值为1，试验成绩最大为90~100）

项目名称：水泥胶砂强度试验（ISO法）

一.试验目的

掌握水泥胶砂强度的试验方法，测定水泥胶砂强度在规定龄期的抗压强度和抗折强度，评定水泥的强度等级。

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（四）水泥胶砂强度试验

1 主要仪器设备

1．1 行星式胶砂搅拌机（ISO679），由胶砂搅拌锅和搅拌叶片相应的机构组成，搅拌叶片呈扇形，工作时搅拌叶片既绕自身轴线自转又沿搅拌锅周边公转，并且具有高低两种速度，自转低速时为（140±5）r/min高速时为（285±10）r/min；公转低速时为（62±5）r/min，高速时为（125±10）r/min。叶片与锅底、锅壁的工作间隙为（3±1）mm。

1．2 胶砂试件成型振实台（ISO679）。由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成，振实台振幅（15±0.3）mm，振动频率60次/（60s±2s）。

1．3 胶砂振动台。可作为振实台的代用设备，其振幅为（0.75±0.02mm，频率为2800~3000次/min。台面装有卡具。

1．4 试模。可装拆的三联模，模内腔尺寸为40mm×40mm×160mm。

1．5 下料漏斗。下料口宽为4～5mm；二个播料器和一个刮平直尺。

1．6 水泥电动抗折试验机。加荷速度50N/S±10NS。

1．7 压力试验机与抗压夹具。压力机最大荷载以200～300kN为宜，误差不大于±1%，并有按（2.4±0.5）kN/s速率加荷功能，抗压夹具由硬钢制成，加压板受压面积为40mm×40mm，加压面必须磨平。

2 胶砂制备与试件成型

2．1 将试模擦净、模板四周与底座的接触面上应涂黄油、紧密装配、防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。

2．2 标准砂应符合GB/T17671—1999中国ISO标准砂的质量要求。试验采用灰砂比为1:3，水灰比0.50。

2．3 每成型3条试件需称量：水泥450g，标准砂1350g，水225mL。

2．4 胶砂搅拌。用ISO胶砂搅拌机进行，先把水加入锅内，再加入水泥，把锅放在固定器上，上升至固定位置然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入（一般是先粗后细），再高速搅拌30s后，停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上和胶砂刮入锅中间，在调整下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。

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水泥胶砂强度试验操作规程

一、水泥胶砂强度检验必须符合《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671—1999）。

二、试验条件：

1、试验室温度应保持在20±2℃，相对湿度大于50%，各种原材料、试验设备、用具的温度应与试验室温度一致。

2、试体带模养护的养护箱温度20±1℃，相对湿度>90%，试

体养护池水温为20±1℃。

三、试验步骤：

1、称量各种材料：水泥450±2g，标准砂1350±5g，水225±1ml。

2、制备胶砂；锅内加水→投水泥→上升锅到固定位置→低速搅拌30S→再低速拌30S同时均匀投入砂子→高速搅拌30S→停拌90S→再高速搅拌60S。

3、试件制备：将空模和模套固定在振实台上→装第一层胶砂，振实60次→装第二层胶砂，振实60次→取下试模抹平。

4、试件养护：成型后立即放入标养箱中养护→24h±2h脱模编号→养护池中养护至试验时间。 5、强度试验：①先用中心加荷法测定抗折强度；②将抗折后的6个半截试体进行抗压试验。 6、计算水泥的抗折强度、抗压强度结果，评定是否合格。 切断电源，以备下次使用。 四、注意在各个试验环节之后擦试干净各试验仪器设备，并立即

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水泥胶砂强度检验方法(ISO法)

【发布单位】
【标准编号】GB/T 17671—1999
【发布日期】
【实施日期】

1 范围
　　本标准规定了水泥胶砂强度检验基准方法的仪器、材料、胶砂组成、试验条件、操作步骤和结果计算等。其抗压强度测定结果与ISO 679结果等同。同时也列入可代用的标准砂和振实台，当代用后结果有异议时以基准方法为准。
　　本标准适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥的抗折与抗压强度的检验。其他水泥采用本标准时必须研究本标准规定的适用性。

　　2 引用标准
　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
　　GB/T 6003-1985 试验筛
　　JC/T 681-1997 行星式水泥胶砂搅拌机
　　JC/T 682-1997 水泥胶砂试体成型振实台
　　JC/T 683-1997 40mm×40mm水泥抗压夹具
　　JC/T 723-1982(1996) 水泥物理检验仪器 胶砂振动台
　　JC/T 724-1982(1996) 水泥物理检验仪器 电动抗折试验机
　　JC/T 726-1997 水泥胶砂试模　　

　　3 方法概要
　　本方法为40 mm×40 mm×l60mm棱柱试体的水泥抗压强度和抗折强度测定。
　　试体是由按质量计的一份水泥、三份中国ISO标准砂，用0.5的水灰比拌制的一组塑性胶砂制成。中国ISO标准砂的水泥抗压强度结果必须与ISO基准砂的相一致(见第11章)。
　　胶砂用行星搅拌机搅拌，在振实台上成型。也可使用频率2800～3000次/min，振幅0.75mm振动台成型(见第11章)。
　　试体连模一起在湿气中养护24h，然后脱模在水中养护至强度试验。
　　到试验龄期时将试体从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。

　　4 试验室和设备
　　4.1 试验室
　　试体成型试验室的温度应保持在20℃±2℃，相对湿度应不低于50%。
　　试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃，相对湿度不低于90%。
　　试体养护池水温度应在20℃±1℃范围内。
　　试验室空气温度和相对湿度及养护池水温在工作期间每天至少记录一次。
　　养护箱或雾室的温度与相对湿度至少每4h记录一次，在自动控制的情况下记录次数可以酌减至一天记录二次。在温度给定范围内，控制所设定的温度应为此范围中值。
　　4.2 设备
　　4.2.1 总则
　　设备中规定的公差，试验时对设备的正确操作很重要。当定期控制检测发现公差不符时，该设备应替换，或及时进行调整和修理。控制检测记录应予保存。
　　对新设备的接收检测应包括本标准规定的质量、体积和尺寸范围，对于公差规定的临界尺寸要特别注意。
　　有的设备材质会影响试验结果，这些材质也必须符合要求。
　　4.2.2 试验筛　　
　　金属丝网试验筛应符合GB/T 6003要求，其筛网孔尺寸如表1(R20系列)。
　　　　表1 试验筛

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水泥胶砂强度试验

本试验是检验水泥是否符合国家规定的强度标准。

检测流程图                      主要检测要求

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水泥胶砂强度检验方法

GB/T 17671-1999

1　胶砂的制备

1.1　配合比

胶砂的质量配合比应为一份水泥（450±2），三份标准砂和半份水（水灰比为0.5）。一锅胶砂成三条试体，每锅材料需要量见表3。

表3　每锅胶砂材料数

1.2　配料

水泥、砂、水和试验用具的温度与试验室(20±2)℃相同，称量电子天平精度应为±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL。

1.3　搅拌

每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后以下的程序进行操作：

把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30s。

停拌90s，在第1个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s 。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。

2　试件的制备

2.1　尺寸应是40mm×40mm×160mm的棱柱体。

2.2　成型

2.2.1　用振实台成型

胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装入第二胶砂，用小播器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

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