水泥试验要求与国家标准相符，附带实验步骤与示意图

本试验根据国家标准《水泥细度检验方法》（GB/T 1345—2005）、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T 1346—2011）及《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）进行。

（1）水泥试验的一般规定

①以同一水泥厂、同品种、同期到达、同强度的水泥为一个取样单位，取样有代表性，可连续取样，也可以从20个以上不同部位抽取等量样品，总量不小于12 kg。

②实验室温度应为（20±2）℃，相对湿度应大于50%，养护箱温度为（20±1）℃，相对湿度应大于90%。

③试样应充分拌匀，通过0.9 mm方孔筛，并记录筛余物的百分数。

④水泥试样、标准砂、拌合用水及试样等的温度均应与实验室温度相同。

⑤实验室用水必须是洁净的淡水。

（2）水泥细度试验

1）试验目的

了解水泥细度测定方法，熟悉国家标准对水泥细度的技术指标要求。

2）检验方法

测定水泥细度可用透气式比表面积仪或筛析法测定。以下主要介绍筛析法中的负压筛法、水筛法和手工干筛法。例如，负压筛法、水筛法或干筛法测定的结果发生争议时，以负压筛法为准。0.045 mm筛称取试样10 g，0.08 mm筛称取试样25 g。

①负压筛法

A.主要仪器设备

a.负压筛析仪　由0.045 mm或0.08 mm方孔负压筛、筛座、负压源、吸尘器组成。

b.天平　最大称量为100 g，感量0.01 g。

B.试验步骤

a.筛析试验前，接通电源，检查控制系统，调节负压至4 000~6 000 Pa，喷气嘴上孔平面应与筛网之间保持2~8 mm的距离。

b.称取试样（精确至0.01 g）置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛动2 min，在此期间，如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物的质量Rs（精确至0.01 g）。

c.当工作负压小于4 000 Pa时，应清理吸尘器内水泥，使气压恢复正常。

②水筛法

A.主要仪器设备

a.标准筛：筛孔为边长0.045 mm或0.08 mm方孔，筛框有效直径为125 mm，高为80 mm。

b.筛座：能支撑并带动筛子转动，转速约为50 r/min。

c.喷头：直径55 mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.5~0.7 mm。

d.天平：最大称量为100 g，感量0.01 g。

B.试验步骤

a.筛析试验前，应调整好水压及筛架位置，使其能正常运转，喷头底面和筛网之间距离为35~75 mm。

b.称取试样（精确至0.01 g）置于水筛中，立即用洁净水冲洗至大部分细粉通过，再将筛子置于筛座上，用水压为0.03~0.08 MPa喷头连续冲洗3 min。

c.筛毕，取下筛子，将筛余物冲到筛的一边，用少量水将筛余物全部移至蒸发皿（或烘样盘）中，等水泥颗粒全部沉淀后，将水倒出，烘干后称量筛余物质量Rs（精确至0.01 g）。

③手工干筛法

A.主要仪器设备

a.标准筛：筛孔为边长0.045 mm或0.08 mm方孔，筛框有效直径为150 mm，高为50 mm。

b.烘箱。

c.天平：最大称量为100 g，感量0.01 g。

B.试验步骤

a.称取试样（精确至0.01 g）倒入干筛内，加盖，用一只手执筛往复运动，另一只手轻轻拍打。拍打速度约为120次/min，其间40次向同一方向转动60°，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.03 g时为止。

b.称量筛余物Rs，（精确至0.01 g）。

3）试验结果计算

水泥试样筛余百分数按下式计算（精确至0.1%），即

式中：F——水泥试样的筛余百分数，%；

Rs——水泥筛余物的质量，g；

G——水泥试样的质量，g。

（3）水泥标准稠度用水量试验

1）试验目的

熟悉水泥标准稠度用水量试验方法，为测定凝结时间和安定性制作标准稠度的净浆，消除试验条件带来的差异。

2）检验方法

水泥标准稠度测定方法有两种：标准法和代用法。

①标准法

A.主要仪器设备

标准法维卡仪（实验图2.1、实验图2.2），净浆搅拌机，量水器，天平等。

实验图2.1　标准法维卡仪示意图

实验图2.2　标准法维卡仪附件

B.试验步骤

a.试验前必须检查稠度仪的金属棒能否自由滑动，调整试杆接触玻璃板时，指针应对准标尺的零点，搅拌机运转正常。

b.搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水（精确至0.5 mL）倒入搅拌锅内，然后在5~10 s将称好的500 g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将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120 s，停15 s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120 s，停机。

c.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，浆体超过试模上端，用宽约25 mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约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，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1~2 s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30 s时，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1.5 min内完成。

C.试验结果的确定

以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm时的水泥净浆为标准稠度净浆，此拌合用水量与水泥的质量百分比即为该水泥的标准稠度用水量P，用下式计算：

式中：w——水泥净浆达到标准稠度时，所需水的质量，g。

若试杆下沉的深度超出上述范围，实验需重做，直至达到（6±1）mm时为止。

②代用法

A.主要仪器设备

代用法维卡仪（由支座、试锥和锥模组成），净浆搅拌机，量水器，天平等。

B.试验步骤

采用代用法测定水泥标准稠度用水量，包括两种方法：调整水量法和不变水量法。

a.试验前准备同标准法。

b.水泥净浆的拌制同标准法。拌合用水量的确定，采用调整水量法时按经验确定，采用不变水量方法时，用水量为142.5 mL（精确至0.5 mL）。

c.拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用宽约25 mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，刮去多余的净浆；抹平后迅速放到试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1~2 s后，突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30 s时，记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5 min内完成。

C.试验结果的确定

a.调整水量法。以试锥下沉的深度为（30±1）mm时的水泥浆为标准稠度，此时，拌合用水量与水泥质量的百分数为标准稠度用水量P，（计算与标准法相同，精确至0.1%）。

b.不变水量法。标准稠度用水量P可以从维卡仪对应标尺上读取或按下式计算，即

P=33.4-0.185S

式中：S——试锥下沉的深度，mm。

当试锥下沉深度小于13 mm时，不变水量法无效，应用调整水量法测定。

（4）水泥凝结时间试验

1）试验目的(www.xing528.com)

熟悉水泥凝结时间试验方法，测定水泥初凝时间和终凝时间，评定水泥质量。

2）主要仪器设备

净浆搅拌机、湿热养护箱、天平、凝结时间测定仪。

3）测定步骤

①准备工作

将圆模放在玻璃板上，在膜内侧稍涂一层机油，调整凝结时间测定仪的试针，使之接触玻璃板时指针对准标尺零点。称取水泥试样500 g，用标准稠度用水量拌制成水泥净浆，立即一次装入圆模，振动数次后刮平，然后放入标准养护箱内养护，记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。

②初凝时间测定

自加水开始约30 min时进行第一次测定。测定时，从养护箱中取出试模放到试针下，让试针徐徐下降与净浆表面接触，拧紧螺丝1~2 s后，突然放松，试针自由垂直地沉入净浆，观察试针停止下沉或释放试针30 s时指针的读数。临近初凝时间时每隔5 min（或更短时间）测定一次，当试针下沉至距底板（4±1）mm时，即为水泥达到初凝状态。初凝时间，即指自水泥全部加入水中时起，至初凝状态时所需的时间。

③终凝时间测定

测定时，将试针更换为带环型附件的终凝试针。完成初凝时间测定后，立即将试模和浆体以平移的方式从玻璃板上取下，翻转180°，直径大端向上、小端向下放在玻璃板上，再放入养护箱中继续养护。当临近终凝时间时，每隔15 min（或更短时间）测定一次，当试针沉入浆体0.5 mm时，且在浆体上不留环形附件的痕迹时即为水泥达到终凝状态。终凝时间即指自水泥全部加入水中时起至终凝状态所需的时间。

④注意事项

测定时应注意，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；在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm。到达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能确定到达初凝状态，到达终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能确定到达终凝状态。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。

（5）水泥体积安定性试验

1）试验目的

了解水泥体积安定性试验方法，检验水泥浆体在硬化时体积变化的均匀性，评定水泥质量。

2）检验方法

安定性检验可用标准法（雷氏夹法）和代用法（试饼法），有争议时以标准法为准。

①标准法（雷氏夹法）

A.主要仪器设备

雷氏夹膨胀值测定仪（实验图2.3）、雷氏夹（实验图2.4）、水泥净浆搅拌机、沸煮箱、养护箱、天平、量水器、玻璃板等。

实验图2.3　雷氏夹膨胀值测定仪

1—底座；2—模子座；3—测弹性标尺；4—立柱；5—测膨胀值标尺；6—悬臂；7—悬丝；8—弹簧顶扭

实验图2.4　雷氏夹

1—指针；2—环模

B.试验步骤

a.试验准备：将与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内侧涂一薄层机油，称取水泥试样500 g，以标准稠度用水量加水，搅拌成标准稠度的水泥净浆。

b.试样制备：将预先准备好的雷氏夹放在已擦过油的玻璃板上，并将已拌好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装模时，一只手轻扶雷氏夹，另一只手用宽约25 mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，盖上稍涂油的另一块玻璃板，接着将试件移至养护箱内养护（24±2）h。

c.煮沸：先调整好煮沸箱的水位，使之能在整个煮沸过程中都没过试件，不需中途加水，同时保证能在（30±5）min内加热至沸腾。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0.5 mm，接着将试件放入水中试件架上，指针向上，然后在（30±5）min内加热至沸腾，并恒沸（180±5）min。

d.结果判别：沸煮结束后，将热水放出，打开箱盖，待箱内温度冷却至室温时，取出试件。测量雷氏夹指针尖端间的距离C，精确至0.5 mm。当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值不大于5.0 mm时，安定性即为合格；当两个试件的（C-A）的平均值大于5 mm时，应用同一样品立即重做一次试验，以复检结果为准。

②代用法（试饼法）

A.主要仪器设备

水泥净浆搅拌机、沸煮箱、养护箱、天平、量水器、玻璃板等。

B.试验步骤

a.从拌好的标准稠度净浆中取试样约150 g，分成两等份，分别搓成实心球型，放在涂过机油的玻璃板上，轻轻振动玻璃板，并用湿布擦过的小刀，由边缘向中央抹动，制成直径为70~80 mm、中心厚约10 mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放入养护箱内养护（24±2）h。

b.煮沸　沸煮箱的要求同雷氏夹法。脱去玻璃板，取下试件放入沸煮箱中，然后在（30±5）min内加热至沸腾，并恒沸（180±5）min。

c.结果判别　沸煮结束后，将热水放出，打开箱盖，待箱内温度冷却至室温时，取出试件。目测试饼，若未发现裂缝，再用直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠）时，则水泥安定性合格；反之，为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，认为水泥安定性不合格。

（6）水泥胶砂强度试验（ISO法）

1）试验目的

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

2）主要仪器设备

行星式水泥胶砂搅拌机，胶砂振实台，模套，试模（为三联模，每个槽模内腔尺寸为40 mm×40 mm×160 mm），抗折试验机，抗压试验机及抗压夹具，刮平直尺等。

3）试验步骤

①试模准备

成型前，将试模擦净，四周的模板与底座的接触面应涂上一层黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一薄层机油。

②配合比

试验采用中国ISO标准砂。中国ISO标准砂可以单级分包装，也可以各级预配合以（1 350±5）g量的塑料袋混合包装。胶砂的质量比为：水泥∶标准砂∶水=1∶3∶0.5。每成型三条试件，需要称量水泥（450±2）g，标准砂（1 350±5）g，拌合用水量为（225±1）mL。

掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180 mm来确定。当流动度小于180 mm时，必须以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180 mm。

③胶砂制备

将水加入搅拌锅里，再加入水泥，锅放在固定架上，上升至固定位置，然后立即开动搅拌机，低速搅拌30 s后，在第二个30 s开始时，均匀地将标准砂加入。当各级砂为分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的各级砂加完。将搅拌机调至高速再拌30 s，停拌90 s，在第一个15 s内，用以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60 s，各个搅拌阶段，时间误差应在±1 s内。

④试件成型

胶砂制备后立即进行试件成型。将空试模和模套固定在振实台上，用勺子从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模。装第一层时，每个槽里约放300 g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播平，接着振实60次。再装第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似90°的角度架在试模顶的一端，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，并用同一直尺以近乎水平的情况将试体表面抹平。在试模上做标记或加字条，标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

⑤试件养护

立即将做好标记的试模放入雾室或养护箱的水平架子上养护，养护至20~24 h后，取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试件进行编号和做其他标记。两个龄期以上的试件在编号时，应将同一试模中的三条试件分在两个以上龄期内。试件脱模后，应立即放入恒温水槽中养护，养护水温度（20±1）℃，养护期间试件之间应留有间隙至少5 mm，水面至少高出试件5 mm。

⑥强度测定

试件龄期是从水泥加水搅拌开始计时。各龄期的试件必须在规定的时间内进行强度试验，规定为：24 h±15 min、48 h±30 min、72 h±45 min、7 d±2 h、>28 d±8 h。在强度试验前15 min，将试件从水中取出，用湿布覆盖。

A.抗折强度测定

a.测定前，将抗折试验夹具的圆柱表面清理干净，并调整杠杆，使其处于平衡状态。

b.擦去试件表面水分和砂粒，将试件放入抗折夹具内，使试件侧面与圆柱接触，试件长轴垂直于支撑圆柱。

c.通过加荷圆柱以（50±10）N/s的速率均匀的将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断，记录破坏荷载Ff（N）。

d.抗折强度Rf按下式计算（精确至0.1 MPa），即

式中：Rf——单个试件抗折强度，MPa；

Ff——破坏荷载，N；

L——支撑圆柱之间的距离，mm；

b——棱柱体正方形截面的边长，mm。

e.抗折强度确定　以一组三个试件测定值的算术平均值为抗折强度的测定结果。当三个强度值中有超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。

B.抗压强度测定

a.抗折试验后的6个断块，应立即进行抗压试验。抗压强度试验需用抗压夹具进行，以试件的侧面作为受压面，并使夹具对准压力机压板中心。

b.以（2 400±200）N/s的速率均匀的加荷至破坏，记录破坏荷载F（N）。

c.抗压强度Rc按下式计算（精确至0.1 MPa），即

式中：Rc——单个试件抗压强度，MPa；

FC——破坏荷载，N；

A——受压面积（40 mm×40 mm），mm2。

d.抗压强度确定　以一组3个试件得到的6个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果，如果6个测定值中有一个超过它们平均数的±10%，则应剔除这个结果，而以剩下5个的平均数为试验结果。如果5个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。

4）试验结果评定

将试验及计算所得到的各标准龄期抗折和抗压强度值，对照国家标准所规定的水泥各标准龄期的强度值，来确定或验证水泥强度等级。