水泥技术性质
水泥技术性质(1)
5.1 水泥技术性质检测（1）
按性能和用途分
通用水泥
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 火山灰质硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥
水 泥
专用水泥
如砌筑水泥、油井水泥、 道路水泥、大坝水泥等
如白色硅酸盐水泥、快凝 快硬硅酸盐水泥等
特性水泥
5.1 水泥技术性质检测（1）
二、主要依据的规范：
1、《水泥细度检验方法（80μm筛筛析法）》（GB l345—2005）
2、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检 验方法》（GB1346—2001） 3、《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB176711999） 4、《水泥通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）
5.1 水泥技术性质检测（1）
衡阳“11·3”特大火灾坍塌事故
5.1 水泥技术性质检测（1）
将来我们也是人民的 “安全保卫战士”！
坚决把好水泥质量关！
5.1 水泥技术性质检测（1）
5.1 水泥技术性质检测（1）
抽样
外观质量 取样 检测
袋装 散装 细度 凝结时间 技术性能 安定性 强度 其它性能
一、检测流程
5.1 水泥技术性质检测（1）
1、如何抽样？
1、袋装水泥以同期到达的同一生产 厂家、同品种、同强度等级的水泥 为一批（一般不超过200t）； 2 、 散 装 水 泥 以 500t 为 一 批 ， 不 足 500t的按一批计算。
5.1 水泥技术性质检测（1）
2、 如何取样？
1、取样应有代表性，可连续取，亦可从20个 以上不同部位取等量样品，总量不少于12kg。 2、试样应充分拌匀，通过0．9mm的方孔筛， 记录筛余百分率及筛余物情况。将样品分成 两份，一份密封保存3个月，一份用于试验。
水泥技术性质与水泥标号及含义
水泥技术性质与水泥标号及含义
水泥技术性质：
a）细度
水泥的细度是指其颗粒的粗细程度，一般在7—200微米之间。
水泥颗粒愈细，与水反应的表面积愈大，水化反应速度也就愈快，并且比较完全。
因此，水泥的强度增加的快，但硬化收缩较大，且磨细成本增高，所以水泥的细度要适当。
b）体积安定性
水泥的体积安定性是指水泥浆体硬化过程中，体积是否均匀变化的性能。
体积安定性不良的水泥会使水泥制品、混凝土结构产生裂缝甚至破坏。
体积安定性不良的水泥为废品，不得用于建筑工程中。
c）强度
水泥的强度是水泥性能的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。
硅酸盐水泥的强度等级采用40mm×40mm×160mm标准试件，经标准条件（20±3℃，相对湿度90%以上）养护后，按规定的龄期测定抗压强度和抗折强度，并依此分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.
5、62.5R六个强度等级。
d）凝结时间
水泥的凝结时间分初凝和终凝。
对标准稠度的净浆，从加水拌和起，至开始失去可塑性所需时间为初凝时间。
至完全失去可塑性并开始产生强度所需时间为终凝时间。
水泥的初凝时间不能太早，以保证。
水泥混凝土技术性质
10 ~ 30
3 普通配筋的钢筋混凝土结构如钢筋混凝土板、梁、柱等
30 ~ 50
4 钢筋较密、断面较小的钢筋混凝土结构（梁、柱、墙等）
50 ~ 70
5 钢筋配置特密、断面高而狭小极不便灌注捣实的特殊结构部位 70 ~ 80
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影响新拌混凝土工作性的因素
影 响 因 素
单位用水量 集灰比 砂率
抗折强度试验条件
试件尺寸 150×150×550mm； 养护龄期 28d； 加荷方式 按三分点加荷测定抗折强度； 跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系 数0.85。
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影响水泥混凝土强度的因素
水泥强度和水灰比 集料的品种、质量与数量对强度的影响 养护条件对强度的影响 龄期对强度的影响 试验条件对强度的影响
耐久性
耐久性概念 提高混凝土耐久性的措施
第19页/共33页
水泥强度和水灰比
水泥强度(f ce)与混凝土强度(f cu, 28)的关系
高强度水泥制成的混凝土的强度高;
水灰比与混凝土强度(f cu, 28)的关系
水泥强度一定时，混凝土强度在一定范围内随
水灰比的减小而有规律的提高。
混凝土强度计算公式
f cu,28
合理选用水泥品种； 合理确定最大水灰比和最小水泥用量； 合理选用材料质量，改善骨料级配； 掺入外加剂； 施工中加强搅拌、振捣、养护，严格控制施工 质量。
第28页/共33页
混凝土的抗冻性
抗冻性试验
用100mm×100mm×100mm棱柱体混凝土试件， 经28d龄期，于-17℃和5℃条件下快速冻结和融化循 环。每25次进行一次横向基频的测试并称重。当冻 融至300次或相对动弹模量下降至60％以下，或质量 损失达到5%，即可停止试验。
硅酸盐水泥的技术性质资料
凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥（Portland cement），国际上统称为波特兰水泥。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ；掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。
硅酸盐水泥的相关技术性质：1.密度、细度密度：3.05~3.20g/cm3，一般取 3.10。
堆积密度：1000~1600kg/m3。
细度：指水泥颗粒的粗细程度，用筛余率或比表面积表示。
国标规定：硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg；其它五种水泥0.080mm 方孔筛的筛余量不超过10%。
细度影响到水泥的水化速度、收缩等性质。
粒径：< 3μm，水化非常迅速，需水量增大；>40μm，水化非常缓慢，接近惰性。
2.凝结时间初凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间。
终凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆完全失去可塑性。
水泥凝结时间的测定，是以标准稠度净浆，在规定的温度和湿度条件下，用标准稠度测定仪来测定。
国标规定：水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。
检验水泥的凝结时间和体检定性时，需用“标准稠度”的水泥净浆。
标准稠度用水量：不同水泥达到标准稠度时所需的加水量。
用水泥标准稠度仪测定。
一般在21~28%。
凝结时间的工程意义：水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇筑和砌筑等工作。
水泥的终凝时间也不宜过迟，以便混凝土尽快硬化，具有强度。
异常情况：闪凝——未掺石膏（水泥可继续使用）假凝——温度过高、石膏少（影响水泥正常使用）3.体积安定性定义——水泥在凝结硬化过程中提及变化是否均匀。
为什么会出现体积不安定？①熟料中含游离氧化钙过多；②熟料中含游离氧化镁过多。
水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形，即为安定性不良。
水泥的技术性质及试验(下)
水泥三大指标—安定性试验
3、沸煮
调整好沸煮箱内的水位，使之在整个沸煮过程中都 能没过试件，不需中途添补试验用水，同时保证在 30min±5min内水能沸腾。
4、结果判别
沸煮结束后，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。目测试饼未发 现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲(使钢直尺和试饼 底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲)的试饼的安定 性合格；反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛 盾时，该水泥的安定性为不合格。（见视频）
水泥三大指标--凝结时间试验
4、终凝时间测定
(1)由水泥全部加入水中至终凝状态的时间作为终凝时间，用 “min”计。
(2)为了准确观察试件沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附 件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方 式从底板下翻转180°，直径大端向上、小端向下放在底板上， 再放入湿气养护箱中继续养护。 (3)临近终凝时间时每隔15min测定一次，当试针沉入试件0.5 mm时，即环形附件开始不能在试件上留下痕迹时，为水泥达 到终凝状态。 (4)达到终凝时，应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为 达到终凝状态。 （见视频）
4）用振实台成型
胶砂制备后立即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两层装入试模，装第一层时，每个槽里约放 300g胶砂，用大播料器播平，再振实60次；装第二层时，用小播料 器播平，再振实60次。从振实台上取下试模，用一金属直尺一次将超 过试模部分的胶砂刮去，并将试件表面抹平。 在试模上作标记或加字条表明试件相对于振实台的位置。试件尺寸是 (40×40×160)mm的棱柱体。（见视频）
水泥三大指标--凝结时间试验
3、初凝时间测定
(1)记录水泥全部加入水中时间作为凝结时间的起始时间。
硅酸盐水泥的技术性质
后自动加入砂子 ，同时搅拌 30S ，然后高速搅拌 30S 。停 90S，再高速搅拌
60S，全过程共 4 分钟。用伸臂式振实台成型 ，胶砂分二层装入 ，各振 60 次。
（试件成型试验室温度为 20 ℃± 2 ℃ ，相对湿度不低于50% ）。24±2h拆
模，试件拆模后进行水中养护 ，温度控制为 20±1 ℃，不允许在养护期间全
物理性能的检测要点
GB/T 1346—2001 《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》
1. 标准稠度用水量测定
2.
代用法 (试锥法） 标准法(试杆法）
3.
★ 注意两个方法判定的不同
2. 凝结时间
3.
初凝（塑性浆体开始失去流动性）
4.
终凝（浆体开始产生强度）
5.
★养护箱温湿度
3. 安定性
4.
② 烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加
因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。
③ 氧化镁 M g H 2 O O M (O g)2 H水化慢、体积膨胀,
④ 三氧化硫 S3 O C3AH 6 AFt
影响安定性
⑤ 碱——限制发生碱-集料反应，按（Na2O+0.658 K2O）值计。 (选择性指标)
≤5
/ / / /
（1）水 化
短纤维状
① C 3 S H 2 O C S H C a (O )2H
② C2S 同上 长纤维状 ③ C 3AH 2O C 3AH 6 立方板状结晶 水化速度快
缓凝机理： C 3 A6 H Ca 4•2 S H 2 O O AtF 针状结晶
当石膏耗尽时，转化为Am t
C4AF
注意
❖ 水泥中的其它成分： 游离 CaO 和MgO
水泥技术性质实验
水泥的取样及细度测定一、水泥取样——依据GB/T12573—2008《水泥取样方法》进行。
（1）散装水泥◆取样条件——五同（同厂、同期、同品种、同强度、同一出场编号）◆取样批——500t/ 取样批。
◆取样方法——随机，不少于三个车罐中，用槽型管在适当位置插入水泥一定深度(不超过2m)。
◆取样量——不少于12kg，2份◆试样保存——1份置于标准的干燥密封容器中，另1份封样保存。
（2）袋装水泥◆取样条件——五同（同厂、同期、同品种、同强度等级，以一次进场的同一出场编号）◆取样批——200t/ 批，◆取样方法——重量检查，每袋重量允许偏差1kg。
:随机从20袋中各取等量的水泥，◆取样量——搅拌均匀后取12kg两份，密封好，一份送检，一份封样保存3个月。
注意——无论用什么方法取样，所取的试样都应充分搅拌均匀，通过0.9㎜方孔筛，并记录筛余百分率及筛余物情况。
二水泥细度测定一、实验仪器设备1、负压筛析仪，图2-8 所示2、水泥负压筛如图 2-9 所示3、天平二、实验方法步骤1、检查控制系统——负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，调节负压至4000～6000Pa范围内。
2、称试样——25g，置于洁净的负压筛中。
图2-8 水泥负压筛析仪3、筛分——开动筛析仪连续筛析2min，4、称量筛余物。
5、当工作负压小于4000Pa时，清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。
三、试验结果计算水泥细度按试样筛余百分数（精确至0.1%）计算。
%100⨯=W R F s 2-1式中 F ——水泥试样的筛余百分数（%）；s R ——水泥筛余物的质量（g ）；W ——水泥试样的质量（g ）。
试验数据记录及结果处理见表2-27.表2-27 水泥细度试验数据记录及结果处理水泥细度试验筛析用试样重(g)筛余物重(g) 筛余(%) 筛余平均值（%） 备注任务二 水泥标准稠度用水量测定（GB/T 1346-2011）【试验条件】1、试验室温度为20℃±2℃，相对湿度应不低于50%；水泥、拌合水、仪器和用具的温度应与试验室一致；2、试验用水应是洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准。
硅酸盐水泥的技术性质
硅酸盐水泥的技术性质国标GB175-1999，对硅酸盐水泥的主要技术性质作出下列规定：细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度，是鉴定水泥品质的主要项目之一。
水泥细度通常采用筛析法或比表面积法测定，硅酸盐水泥的比表面积不小于300m2/kg。
凝结时间：凝结时间是指水泥从加水开始，到水泥浆失去塑性的时间。
分初凝时间和终凝时间，初凝时间是指从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间，终凝时间是指从水泥加水到水泥浆完全失去塑性的时间。
硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于6.5h。
凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。
水泥凝结时间的测定，是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度条件下，用凝结时间测定仪测定。
所谓标准稠度用水量是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合用水量，以占水泥重量的百分率表示。
水泥的凝结时间对水泥混凝土和砂浆的施工有重要的意义。
初凝时间不宜过短，以便有足够的时间来完成混凝土和砂浆的运输、浇捣或砌筑等操作；终凝时间不宜过长，使混凝土和砂浆在浇捣或砌筑完毕后能尽快凝结硬化，以利于下一道工序的及早进行。
安定性：指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性。
若水泥硬化后体积变化不稳定、均匀，会导致混凝土产生膨胀破坏，造成严重的工程质量事故。
因此，国标水泥安定性不合格应作废品处理，不得用于任何工程中。
水泥中由于熟料煅烧不完全而存在游离CaO与MgO，由于是高温生成因此水化活性小在水泥硬化后水化，产生体积膨胀；生产水泥时加入过多的石膏，在水泥硬化后还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，产生体积膨胀。
这三种物质使得硬化水泥石产生弯曲、裂缝甚至粉碎性破坏。
国家标准规定通用水泥用沸煮法检验游离CaO安定性；游离MgO的水化比游离CaO更缓慢，沸煮法已不能检验，国家标准规定通用水泥MgO含量不得超过5%；由石膏造成的安定性不良需经长期浸在常温水中才能发现，所以国标规定硅酸盐水泥中的SO3含量不得超过3.5%。
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一、通用硅酸盐水泥
单元 一
物理性质
b、凝结时间
◎ 初凝时间 水泥全部加入水中至初凝状态所经历的时间。 计时起始点— 水泥全部加入水中； 计时终止点— 初凝时刻（标准试针沉入净 浆至距玻璃底板3㎜～5㎜时）。
初凝时间测定
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
物理性质
b、凝结时间
◎ 终凝时间 水泥全部加入水中至终凝状态所经历的时间。 计时起始点——水泥全部加入水中时。 计时终止点——终凝时刻（试针沉入试体不 大于0.5㎜，即终凝试针上的环形附件开始不 能在试体上留下痕迹时）。
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
物理性质
b、凝结时间
◎ 终凝时间 水泥全部加入水中至终凝状态所经历的时间。 计时起始点——水泥全部加入水中时。 计时终止点——终凝时刻（试针沉入试体不 大于0.5㎜，即终凝试针上的环形附件开始不 能在试体上留下痕迹时）。
一、通用硅酸盐水泥
单元一
物理性质 b、凝结时间
国标（GB175终凝时间大于390min。 其他五种通用水泥初凝时间不小45min，终凝时间不大600min。
实际上，国产硅酸盐水泥初凝时间多为1h～3h， 终凝时间多为5h～8h。
一、通用硅酸盐水泥
单元一
物理性质 b、凝结时间
一、通用硅酸盐水泥
CaO
MgO
SO3
1、过量游离CaO或MgO 游离CaO或MgO水化很慢，生成Ca（OH）2晶体，体积膨胀 ９７％以上，且是不均匀的膨胀，导致水泥石开裂。
2、过量的石膏
在水泥硬化后，与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积 增大约1.5倍，导致水泥石开裂。
一、通用硅酸盐水泥
物理性质 c、体积安定性
单元 一
物理性质
b、凝结时间
1、检验水泥合格性—初凝或终凝时间不合格，
意义
水泥为不合格品。
2、指导水泥混凝土施工。
初凝时间不能过短——保证有足够的时间在水泥初凝之前 完成混凝土的搅拌、运输、浇捣和砌筑等各工序； 终凝时间又不宜过长——以便混凝土在浇捣完毕后，尽快 硬化，产生强度，以利于下一道工序的进行。
弹性恢复能力合格。
雷氏夹
雷氏夹膨胀值测定仪
一、通用硅酸盐水泥
物理性质 c、体积安定性——雷氏法实验步骤 2、雷氏夹试件的成型
—标准稠度水泥净浆,平行制作2个试件。
单元 一
一、通用硅酸盐水泥 物理性质
单元 一
c、体积安定性——雷氏法实验步骤
3、养护24h后，测量雷氏夹指针尖间距A、A´mm。
7-外筒；8-把手
一、通用硅酸盐水泥
物理性质 b、凝结时间
◎ 标准稠度 标准试杆沉入水泥净浆并距玻璃
含义 底板6mm±1mm时的净浆稠度。
测定 维卡仪
单元 一
意义
为检验水泥凝结时间和体积安定性 提供“标准稠度”的水泥净浆
标准稠度 净浆达到标准稠度时的用水量。 用水量 P=W/C*100%
标准维卡仪
一、通用硅酸盐水泥
物理性质 c、体积安定性
单元 一
水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性和稳定性。
安定性不良的水泥为不合格品。
安定性不良，凝结硬化后体积 膨胀不均匀、不稳定，使水泥制 品、混凝土构件等产生翘曲变形、 膨胀裂缝，甚至崩塌。
物理性质 c、体积安定性
一、通用硅酸盐水泥 产生原因
单元 一
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
c、体积安定性——雷氏法实验步骤
4、沸煮试件
沸煮后，冷却，取出试件测量沸煮后雷氏夹指针尖距 C、C´mm。
一、通用硅酸盐水泥
① 物理性质 c、体积安定性——雷氏法实验步骤 6、安定性实验结果判定
单元 一
沸煮后增加距离（C-A）与（C´-A´）的平均值不大于 5.0时，安定性合格。
水泥颗粒的粗细程度。一般在7～200 μm内。
测定
➢筛余量—0.08 mm或0.045mm方孔筛筛余百分率
➢比表面积——单位质量的水泥粉末所具有 的表面积的总和（cm2/g 或 m2/kg）。 一般为317～350m2/kg。
颗粒越细，水化反应速度越快，强度形成越早。 颗粒过细，难于储存；生产成本高
检验
单元 一
CaO 沸煮
MgO 压蒸
SO3 长期浸泡
GB175-2007规定：水泥的安定性用沸煮法检验必须合格
一、通用硅酸盐水泥
物理性质 c、体积安定性——雷氏法实验步骤 1、雷氏夹弹性恢复能力检测
单元 一
L1
测雷氏夹指针尖端距离 L1 挂300g砝码,测针尖距离 L2,
(L2-L1)=（17.5±2.5）㎜ 去掉砝码,再测针尖距离,应 为L2(恢复到挂砝码前状态)
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
5、通用硅酸盐水泥的技术要求和技术标准
技术性质
物理性质 化学性质 力学性质
一、通用硅酸盐水泥 5、通用硅酸盐水泥的技术要求和技术标准
（1）技术性质 物理性质
单元 一
物理性质
细度
凝结时间 体积安定性
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
（1）技术性质 物理性质 a、细度
含义
（1）技术性质 物理性质
a、细度
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
负压筛法 负压筛
1-0.045mm方孔筛； 2-橡胶垫圈；3-控制板； 4-微电机；5-壳体； 6-抽气口（接收尘器）； 7-风门（调节负压）
负压筛析仪示意图
（1）技术性质 物理性质
a、细度
一、通用硅酸盐水泥
水筛法
单元 一
1-喷头；2-标准筛； 3-旋转托架；4-集水斗 5-出水口；6-叶轮；
（C-A）和（C´-A´）的平均值若大于5.0，同一样品 重做一次试验，以重新实验结果为最终实验结果。
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
物理性质 c、体积安定性 1、GB175-2007规定：水泥安定性用沸煮法检验必须合格
2、通用水泥中游离MgO含量不得超过5%（若经压蒸法快 速检验合格，游离MgO含量可放宽到6%），SO3含量不超过 3.5%。 3、水泥生产厂通过定量化学分析，控制游离MgO和SO3含 量，保证长期安定性合格。
一、通用硅酸盐水泥
单元 一
（1）技术性质
物理性质
a、细度
通用硅酸盐水泥的细度 （175—2007）
水泥品种
细度
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥
比表面积＞300m2/Kg
矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥
0.08㎜方孔筛筛余百分率 ≯10%
粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
或0.045㎜方孔筛筛余百分率≯30%.