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水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)
日期:6/15/2015 12:43:50 PM 點擊: 次
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INFORMATION |
中華人民共和國國家標準
水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法) GB／T 17671—1999
idt ISO 679：1989
Method of testing cements--Determination of strengtht
1 范圍
本標準規(guī)定了水泥膠砂強度檢驗基準方法的儀器、材料、膠砂組成、試驗條件、操作步驟和結(jié)果計算等。其抗壓強度測定結(jié)果與ISO 679結(jié)果等同。同時也列入可代用的標準砂和振實臺，當代用后結(jié)果有異議時以基準方法為準。
本標準適用于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥的抗折與抗壓強度的檢驗。其他水泥采用本標準時必須研究本標準規(guī)定的適用性。
2 引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均
為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB／T 6003--1985試驗篩
JC／T 681—1997 行星式水泥膠砂攪拌機
JC／T 682—1997 水泥膠砂試體成型振實臺
JC／T 683—199740 mm×40 mm水泥抗壓夾具
JC／T 723—1982(1996) 水泥物理檢驗儀器 膠砂振動臺
JC／T 724—1982(1996) 水泥物理檢驗儀器 電動抗折試驗機
JC／T 726—1997水泥膠砂試模
3 方法概要
本方法為40 mm×40 mm×l60 mm棱柱試體的水泥抗壓強度和抗折強度測定。
試體是由按質(zhì)量計的一份水泥、三份中國ISO標準砂，用0.5的水灰比拌制的一組塑性膠砂制成。中國ISO標準砂的水泥抗壓強度結(jié)果必須與ISO基準砂的相一致(見第11章)。
膠砂用行星攪拌機攪拌，在振實臺上成型。也可使用頻率2800-3000次／min，振幅0．75 mm振動臺成型(見第11章)。
試體連模一起在濕氣中養(yǎng)護24 h，然后脫模在水中養(yǎng)護至強度試驗。
到試驗齡期時將試體從水中取出，先進行抗折強度試驗，折斷后每截再進行抗壓強度試驗。
4 試驗室和設備
4．1 試驗室
試體成型試驗室的溫度應保持在20℃±2℃±1℃，相對濕度不低于90％。
試體養(yǎng)護池水溫度應在20℃±1℃范圍內(nèi)。
試驗室空氣溫度和相對濕度及養(yǎng)護池水溫在工作期間每天至少記錄一次。
養(yǎng)護箱或霧室的溫度與相對濕度至少每4 h記錄一次，在自動控制的情況下記錄次數(shù)可以酌減至一天記錄二次。在溫度給定范圍內(nèi)，控制所設定的溫度應為此范圍中值。
4．2 設備
4．2．1 總則
設備中規(guī)定的公差，試驗時對設備的正確操作很重要。當定期控制檢測發(fā)現(xiàn)公差不符時，該設備應替換，或及時進行調(diào)整和修理�？刂茩z測記錄應予保存。
對新設備的接收檢測應包括本標準規(guī)定的質(zhì)量、體積和尺寸范圍，對于公差規(guī)定的臨界尺寸要特別注意。
有的設備材質(zhì)會影響試驗結(jié)果，這些材質(zhì)也必須符合要求。
4．2．2 試驗篩
金屬絲網(wǎng)試驗篩應符合GB／T 6003要求，其篩網(wǎng)孔尺寸如表1(R20系列)。
4．2．3 攪拌機
攪拌機(見圖1)屬行星式，應符合JC／T 681要求。
用多臺攪拌機工作時，攪拌鍋和攪拌葉片應保持配對使用。．葉片與鍋之間的間隙，是指葉片與鍋壁
最近的距離，應每月檢查一次。
4．2．4 試模
試模由三個水平的模槽組成(見圖2)，可同時成型三條截面為40 mm×40 mm，長160 mm的棱形試體，其材質(zhì)和制造尺寸應符合JC／T 726要求。
當試模的任何一個公差超過規(guī)定的要求時，就應更換。在組裝備用的干凈模型時，應用黃干油等密
封材料涂覆模型的外接縫。試模的內(nèi)表面應涂上一薄層模型油或機油。
成型操作時，應在試模上面加有一個壁高20 mm的金屬模套，當從上往下看時，模套壁與模型內(nèi)壁應該重疊，超出內(nèi)壁不應大于1 mm。 、
為了控制料層厚度和刮平膠砂，應備有圖3所示的二個播料器和一金屬刮平直尺。4·2．5 振實臺
振實臺(見圖4)應符合JC／T 682要求。振實臺應安裝在高度約400 mm的混凝土基座上�；炷馏w積約為0．25 m3，重約600 kg。需防外部振動影響振實效果時，可在整個混凝土基座下放一層厚約5 mm天然橡膠彈性襯墊。
將儀器用地腳螺絲固定在基座上，安裝后設備成水平狀態(tài)，儀器底座與基座之間要鋪一層砂漿以保征它們的完全接觸。
注：振實臺的代用設備振動臺見11．7。
注：不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的試模和振實臺可能有不同的尺寸和重量。因而買主應在采購時考慮其與振實臺設備的匹配性。
圖2典型的試模
圖3典型的播料器和金屬刮平尺
1一突頭；2一凸輪；3一止動器；4一隨動輪
圖4典型的振實臺
4．2．6抗折強度試驗機
抗折強度試驗機應符合JC／T 724的要求。試件在夾具r中受力狀態(tài)如圖5。
通過三根圓柱軸的三個豎向平面應該平行，并在試驗時繼續(xù)保持平行和等距離垂直試體的方向，其中一根支撐圓柱和加荷圓柱能輕微地傾斜使圓柱與試體完全接觸，以便荷載沿試體寬度方向均勻分布，同時不產(chǎn)生任何扭轉(zhuǎn)應力。
抗折強度也可用抗壓強度試驗機(見4．2．7)來測定，此時應使用符合上述規(guī)定的夾具。
圖5抗折強度測定加荷圖
4．2．7抗折強度試驗機
抗壓強度試驗機，在較大的五分之四量程范圍內(nèi)使用時記錄的荷載應有士1％精度，并具有按2400 N／s±200 N／s速率的加荷能力，應有一個能指示試件破壞時荷載并把它保持到試驗機卸荷以后的指示器，可以用表盤里的峰值指針或顯示器來達到。人工操縱的試驗機應配有一個速度動態(tài)裝置以便于控制荷載增加。
壓力機的活塞豎向軸應與壓力機的豎向軸重合，在加荷時也不例外，而且活塞作用的合力要通過試件中心。壓力機的下壓板表面應與該機的軸線垂直并在加荷過程中一直保持不變。
壓力機上壓板球座中心應在該機豎向軸線與上壓板下表面相交點上，其公差為±1 mm。上壓板在與試體接觸時能自動調(diào)整，但在加荷期間上下壓板的位置應固定不變。
試驗機壓板應由維氏硬度不低于HV 600硬質(zhì)鋼制成，最好為碳化鎢，厚度不小于10 mm，寬為40 mm±0．1 mm，長不小于40 mm。壓板和試件接觸的表面平面度公差應為0．01 mm，表面粗糙度(R。)應在0．1～O．8之間。
當試驗機沒有球座，或球座已不靈活或直徑大于120 mm時，應采用4．2·8規(guī)定的夾具。
注
1 試驗機的最大荷載以200~300 kN為佳。可以有二個以上的荷載范圍，其中最低荷載范圍的最高值大致為最高
范圍里的最大值的五分之一。
2采用具有加荷速度自動調(diào)節(jié)方法和具有記錄結(jié)果裝置的壓力機是合適的。
3可以潤滑球座以便使其與試件接觸更好，但在加荷期間不致因此而發(fā)生壓板的位移。在高壓下有效的潤滑劑不
適宜使用，以免導致壓板的移動。
4“豎向”、“上”、“下”等術語是對傳統(tǒng)的試驗機而言。此外，軸線不呈豎向的壓力機也可以使用。只要按11．7規(guī)定和其他要求接受為代用試驗方法時。
4．2．8抗壓強度試驗機用夾具
當需要使用夾具時，應把它放在壓力機的上下壓板之向并與壓力機處于同一軸線，以便將壓力機的荷載傳遞至膠砂試件表面。夾具應符合JC／T 683的要求，受壓面積為40 mm×40 mm。夾具在壓力機上位置見圖6，夾具要保持清潔，球座應能轉(zhuǎn)動以使其上壓板能從一開始就適應試體的形狀并在試驗中保持不變。使用中夾具應滿足JC／T 683的全部要求。
注
1 可以潤滑夾具的球座，但在加荷期間不會使壓板發(fā)生位移。不能用高壓下有效的潤滑劑。
2 試件破壞后，滑塊能自動回復到原來的位置。
1一滾珠軸承；2一滑塊；3一復位彈簧；4一壓力機球座；5一壓力機上壓板；16一夾具球座；
7一夾具上壓板，8一試體，9一底板；10～夾具下墊板，11一壓力機下壓板
圖6典型的抗壓強度試驗夾具
5 膠砂組成
5．1 砂
5．1．1 總則
各國生產(chǎn)的ISO標準砂都可以用來按本標準測定水泥強度。中國ISO標準砂符合ISO 679中5·1．3要求。中國ISO標準砂的質(zhì)量控制按本標準第11章進行。對標準砂作全面地和明確地規(guī)定是困難的，因此在鑒定和質(zhì)量控制時使砂子與ISO基準砂比對標準化是必要的。ISO基準砂在5．1．2中敘述。
5．1．2 ISO基準砂
ISO基準砂(reference sand)是由德國標準砂公司制備的ISO2含量不低于98％的天然的圓形硅質(zhì)砂組成，其顆粒分布在表2規(guī)定的范圍內(nèi)。
表2 ISO基準砂顆粒分布
砂的篩析試驗應用有代表性的樣品來進行，每個篩子的篩析試驗應進行至每分鐘通過量小于0．5 g為止。
砂的濕含量是在105～110℃下用代表性砂樣烘2 h的質(zhì)量損失來測定，以干基的質(zhì)量百分數(shù)表示，應小于0．2％。
5．1．3中國ISO標準砂
中國ISO標準砂完全符合5．1．2顆粒分布和濕含量的規(guī)定。生產(chǎn)期間這種測定每天應至少進行一次。這些要求不足以保證標準砂與基準砂等同。這種等效性是通過標準砂和基準砂比對檢驗程序來保持的。這種程序和相關的計算在11．6中敘述。
中國ISO標準砂可以單級分包裝，也可以各級預配合以1350 g±5 g量的塑料袋混合包裝，但所用塑料袋材料不得影響強度試驗結(jié)果。
5．2水泥
當試驗水泥從取樣至試驗要保持24 h以上時，應把它貯存在基本裝滿和氣密的容器里，這個容器應不與水泥起反應。
5．3水
仲裁試驗或其他重要試驗用蒸餾水，其他試驗可用飲用水。
6 膠砂的制備
6．1 配合比
膠砂的質(zhì)量配合比應為一份水泥(見5．2)--份標準砂(見5．1)和半份水(見5．3)(水灰比為0．5)。一鍋膠砂成三條試體，每鍋材料需要量如表3。
表3每鍋膠砂的材料數(shù)量 g
6．2配料
水泥、砂、水和試驗用具的溫度與試驗室相同(見4．1)，稱量用的天平精度應為土1 g。當用自動滴管
加225 mL水時，滴管精度應達到±1mL。
6．3攪拌
每鍋膠砂用攪拌機(見4．2．3)進行機械攪拌。先使攪拌機處于待工作狀態(tài)，然后按以下的程序進行操作：
把水加入鍋里，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置。
然后立即開動機器，低速攪拌30 s后，在第二個30 s開始的同時均勻地將砂子加入。當各級砂是分裝時，從最粗粒級開始，依次將所需的每級砂量加完。把機器轉(zhuǎn)至高速再拌30 s。
停拌90 s，在第1個15 s內(nèi)用一膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂，刮人鍋中間。在高速下繼續(xù)攪拌60 s。各個攪拌階段，時間誤差應在±1 S以內(nèi)。
7 試件的制備
7．1 尺寸應是40 mm×40 mm×160 mm的棱柱體。
7．2 成型
7．2．1 用振實臺成型
膠砂制備后立即進行成型。將空試模和模套固定在振實臺上，用一個適當勺子直接從攪拌鍋里將膠砂分二層裝入試模，裝第一層時，每個槽里約放300 g膠砂，用大播料器(見圖3)垂直架在模套頂部沿每個模槽來回一次將料層播平，接著振實60次。再裝入第二層膠砂，用小播料器播平，再振實60次。移走模套，從振實臺上取下試模，用一金屬直尺(見圖3)以近似900的角度架在試模模頂?shù)囊欢耍缓笱卦嚹ｉL度方向以橫向鋸割動作慢慢向另一端移動，一次將超過試模部分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情況下將試體表面抹平。
在試模上作標記或加字條標明試件編號和試件相對于振實臺的位置。
7．2．2 用振動臺成型
當使用代用的振動臺成型時，操作如下：
在攪拌膠砂的同時將試模和下料漏斗卡緊在振動臺的中心。將攪拌好的全部膠砂均勻地裝人下料漏斗中，開動振動臺，膠砂通過漏斗流入試模。振動120 s±5 s停車。振動完畢，取下試模，用刮平尺以7．2．1規(guī)定的刮平手法刮去其高出試模的膠砂并抹平。接著在試模上作標記或用字條表明試件編號。
8 試件的養(yǎng)護
8．1 脫模前的處理和養(yǎng)護
去掉留在模子四周的膠砂。立即將作好標記的試模放人霧室或濕箱的水平架子上養(yǎng)護，濕空氣應能與試模各邊接觸。養(yǎng)護時不應將試模放在其他試模上。一直養(yǎng)護到規(guī)定的脫模時間時取出脫模。脫模前，用防水墨汁或顏料筆對試體進行編號和做其他標記。二個齡期以上的試體，在編號時應將同一試模中的三條試體分在二個以上齡期內(nèi)。
8．2 脫模
脫模應非常小心1)。對于24 h齡期的，應在破型試驗前20 min內(nèi)脫模2)。對于24 h以上齡期的，應在成型后20~24 h之問脫模2)。
注：如經(jīng)24 h養(yǎng)護，會因脫模對強度造成損害時，可以延遲至24 h以后脫模，但在試驗報告中應予說明。
已確定作為24 h齡期試驗(或其他不下水直接做試驗)的已脫模試體，應用濕布覆蓋至做試驗時為止。
8．3水中養(yǎng)護
將做好標記的試件立即水平或豎直放在20℃±1℃水中養(yǎng)護，水平放置時刮平面應朝上。
試件放在不易腐爛的篦子上，并彼此間保持一定間距，以讓水與試件的六個面接觸。養(yǎng)護期問試件之間間隔或試體上表面的水深不得小于5 mm。
注：不宜用木篦子。
每個養(yǎng)護池只養(yǎng)護同類型的水泥試件。
最初用自來水裝滿養(yǎng)護池(或容器)，隨后隨時加水保持適當?shù)暮愣ㄋ�，不允許在養(yǎng)護期間全部換水。
除24 h齡期或延遲至48 h脫模的試體外，任何到齡期的試體應在試驗(破型)前15 min從水中取出�？ピ圀w表面沉積物，并用濕布覆蓋至試驗為止。
8·4強度試驗試體的齡期
試體齡期是從水泥加水攪拌開始試驗時算起。不同齡期強度試驗在下列時間里進行。
——24 h±15 min；
——48 h±30 min；
——72 h±45 min；
1)脫模時可用塑料錘或橡皮榔頭或?qū)ｉT的脫模器。
2)對于膠砂攪拌或振實操作，或膠砂含氣量試驗的對比，建議稱量每個模型中試體的重量。
——7 d±2 h；
——>28 d±8 h。
9 試驗程序
9．1 總則
用4．2．6規(guī)定的設備以中心加荷法測定抗折強度。
在折斷后的棱柱體上進行抗壓試驗，受壓面是試體成型時的兩個側(cè)面，面積為40 mm X 40 mm。
當不需要抗折強度數(shù)值時，抗折強度試驗可以省去。但抗壓強度試驗應在不使試件受有害應力情況下折斷的兩截棱柱體上進行。
9．2抗折強度測定
將試體一個側(cè)面放在試驗機(見4．2．6)支撐圓柱上，試體長軸垂直于支撐圓柱，通過加荷圓柱以50 N／s+10 N／s的速率均勻地將荷載垂直地加在棱柱體相對側(cè)面上，直至折斷。
保持兩個半截棱柱體處于潮濕狀態(tài)直至抗壓試驗。
抗折強度Rf以牛頓每平方毫米(MPa)表示，按式(1)進行計算：
…………………………………(1)
式中：Ff——折斷時施加于棱柱體中部的荷載，N；
L——支撐圓柱之間的距離，mm;
b——棱柱體正方形截面的邊長，mm。
9．3抗壓強度測定
抗壓強度試驗通過4．2．7和4．2．8規(guī)定的儀器，在半截棱柱體的側(cè)面上進行。
半截棱柱體中心與壓力機壓板受壓中心蓋應在±0．5 mm內(nèi)，棱柱體露在壓板外的部分約有10 mm。
在整個加荷過程中以2400 N／s±200 N／s的速率均勻地加荷直至破壞。
抗壓強度R。以牛頓每平方毫米(MPa)為獸位，按式(2)進行計算：
……………………………………(2)
式中：Fc——破壞時的最大荷載，N；
A——受壓部分面積，mm2(40 mm×40 mm=1600 mm2)。
10 水泥的合格檢驗
10．1 總則
強度測定方法有兩種主要用途，即合格檢驗和驗收檢驗。本條敘述了合格檢驗，即用它確定水泥是
否符合規(guī)定的強度要求。驗收檢驗在第1l章敘述。
10．2 試驗結(jié)果的確定
10．．2．1 抗折強度
以一組三個棱柱體抗折結(jié)果的平均值作為試驗結(jié)果。當三個強度值中有超出平均值士10％時，應剔
除后再取平均值作為抗折強度試驗結(jié)果。
10．2．2抗壓強度
以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度測定值的算術平均值為試驗結(jié)果。
如六個測定值中有一個超出六個平均值的±10％，就應剔除這個結(jié)果，而以剩下五個的平均數(shù)為結(jié)果。如果五個測定值中再有超過它們平均數(shù)±10％的，則此組結(jié)果作廢。
10．3試驗結(jié)果的計算
各試體的抗折強度記錄至0．1 MPa，按10．2．1規(guī)定計算平均值。計算精確至0．1 MPa。
各個半棱柱體得到的單個抗壓強度結(jié)果計算至0．1 MPa，按10．2．2規(guī)定計算平均值，計算精確至0．1 MPa。
10．4試驗報告
報告應包括所有各單個強度結(jié)果(包括按10．2規(guī)定舍去的試驗結(jié)果)和計算出的平均值。
10．5檢驗方法的精確性
檢驗方法的精確性通過其重復性(11．5)和再現(xiàn)性(見10．6)來測量。
合格檢驗方法的精確性是通過它的再現(xiàn)性來測量的。
驗收檢驗方法和以生產(chǎn)控制為目的檢驗方法的精確性是通過它的重復性來測量的。
10．6再現(xiàn)性
抗壓強度測量方法的再現(xiàn)性，是同一個水泥樣品在不同試驗室工作的不同操作人員，在不同的時間，用不同來源的標準砂和不同套設備所獲得試驗結(jié)果誤差的定量表達。
對于28 d抗壓強度的測定，在合格試驗室之間的再現(xiàn)性，用變異系數(shù)表示，可要求不超過6％。
這意味著不同試驗室之間獲得的兩個相應試驗結(jié)果的差可要求(概率95％)小于約15％。
