《水泥性能检测》实验教学大纲.pdf

水泥性能检测实验教学大纲水泥性能检测实验教学大纲一、课程基本情况一、课程基本情况课程名称（中/英文）：水泥性能检测/Performance Testing of Cement课程类别：专业方向特色课程课程性质：选修课程类型：独立实验课总学分：1.0总学时：16实验学时：16适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：水泥工艺学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介二、课程简介水泥性能检测是无机非金属材料工程专业水泥和混凝土方向特色选修课程，主要包括水泥细度（筛析法）、水泥密度、水泥比表面积（勃氏法）、水泥标准稠度用水量、水泥胶砂流动度、水泥安定性、水泥凝结时间、水泥胶砂强度等实验内容。通过该课程的学习，学生了解水泥性能检测相关技术规范，掌握基本理论、基本技能，能运用所学知识分析、解决水泥物理性能检验中出现的各种问题，逐步具备应用型人才应有的素质。三、实验教学目标三、实验教学目标本课程的教学目标对应毕业要求2、4、5，具体内容如下：教学目标 1：学生掌握水泥物理性能的测定原理与方法，熟悉实验操作流程，了解仪器设备的使用与维护，支撑毕业要求指标点2.2。教学目标 2：学生掌握实验结果数据处理方法，初步具有分析与解决水泥性能检测过程中的问题所必需的基本理论、方法与能力，支撑毕业要求指标点4.1。教学目标 3：由表及里，举一反三，增强学生的科学思维的方式、方法，提高学生工程素养，支撑毕业要求指标点4.1。教学目标 4：理解产品性能结果对生产工艺过程及工程应用的影响，评价产品生产及应用对社会及环境的影响，扩宽学生思维，增强社会责任感，支撑毕业要求指标点5.3。四、实验项目及学时安排四、实验项目及学时安排序号123451实验项目名称水泥细度（筛析法）水泥密度水泥比表面积（勃氏法）水泥标准稠度用水量水泥凝结时间实验学时11224实验类型验证性创新性综合性综合性综合性实验要求必做必做必做必做必做每组人数33333备注678水泥胶砂流动度水泥胶砂强度水泥安定性学时总计22216综合性综合性演示性必做必做必做333五、实验内容五、实验内容实验一水泥细度（筛析法）实验实验目的：（1）掌握负压筛析法测定水泥细度的原理、方法；（2）学会负压筛析仪的使用方法。实验设备：试验筛、负压筛析仪、天平等实验内容及步骤：（1）试验准备：水泥样品按GB12573 进行取样，先通过 0.9 mm 方孔筛，再在1105的烘箱中烘干 1 小时，并在干燥器中冷却至室温。（2）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40006000 Pa 范围内。（3）称取试样精确至 0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，开动筛析仪连续筛析2 min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击筛盖使试样落下。筛毕，用天平称量全部筛余物。实验二水泥密度实验实验目的：（1）掌握水泥密度的测定原理、方法；（2）学会李氏比重瓶的使用方法。实验设备：李氏瓶、恒温水槽实验内容及步骤：（1）将无水煤油注入李氏瓶中，使液面到0 至 1 mL 刻度线，盖上瓶塞放入恒温水槽，使刻度部分浸入水中（应控制水温与李氏瓶上标示温度一致）。恒温 30 min，记下初读数。（2）从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。（3）称取水泥 60 g（0.01 g）。水泥试样应预先通过0.90 mm 方孔筛，并在 1105温度下烘干 1 h，置于干燥器中冷却至室温。（4）用小勺将水泥样品一点点装入李氏瓶中，反复摇动（或用超声波震动），至没有气体排出。（5）再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min，记下第二次读数。两次读数恒温水槽的温度差应不大于0.2。实验三水泥比表面积（勃氏法）实验实验目的：（1）掌握勃氏法测定水泥比表面积测的原理、方法；（2）学会比表面积测定仪正确的操作方法。2实验设备：Blaine 透气仪、分析天平、烘干箱、秒表实验内容及步骤：（1）试样准备水泥样品按 GB12573 进行取样，先通过 0.9 mm 方孔筛，再在 1105烘箱中烘 1 h，并在干燥器中冷却至室温。（2）漏气检查（3）空隙率（）的确定（4）试料层体积的测定（5）确定试样量（6）试料层制备（7）透气试验实验四水泥标准稠度用水量实验实验目的：（1）掌握水泥标准稠度用水量的测定原理、方法；（2）学会水泥净浆搅拌机的使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪实验内容及步骤：（1）水泥净浆的拌制用水泥净浆搅拌机搅拌，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 510 s 内小心将称好的 500 g 水泥加入水中，防止水和水泥溅出。拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120 s，停拌 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。（2）标准稠度用水量的测定拌和结束后，立即取适量水泥浆，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过试模的浆体5 次以消除浆体中的孔隙，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，再从试模边缘轻抹顶部一次，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12 s 后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入净浆中。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。以试杆沉入净浆并距底板61 mm 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），按水泥质量的百分比计。（3）标准稠度用水量的测定（代用法）采用代用法测定水泥标准稠度用水量时，可选择调整水量法和不变水量法中的任何一种。采用调整水量法时，拌和水量按经验找水，采用不变水量法时拌和水量为142.5 mL。拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，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，抹平后迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝12 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。实验五水泥凝结时间实验3实验目的：（1）掌握水泥凝结时间的测定原理、方法；（2）学会水泥稠凝测定仪的正确使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪实验内容及步骤：（1）试件的制备以水泥标准稠度用水量制备标准稠度净浆，装模和刮平后立即放入湿气养护箱内，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）初凝时间的测定试件在湿气养护箱中养护至加水后30 min 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，降低试针与水泥净浆面接触。拧紧螺丝12 s 后，突然放松，试针垂直自由沉入净浆，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。当试针沉至距底板41mm 时，为水泥达到初凝状态。从水泥全部加入水中至达到初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。（3）终凝时间的测定为了准确观测试针沉入的状况，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玻璃板取下，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15 min（或更短时间）测定一次，当试针沉入试体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。从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。实验六水泥胶砂流动度实验实验目的：（1）确定水泥胶砂的需水量；（2）学会水泥胶砂搅拌机和水泥胶砂流动度测定仪的使用方法。实验设备：水泥胶砂流动度测定仪（跳桌），水泥胶砂搅拌机，试模、捣棒、卡尺实验内容及步骤：（1）如跳桌在 24 h 内未被使用，先空跳一个周期25 次。（2）胶砂制备按 GB/T 17671 有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。（3）将拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5 次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15 次；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20 mm，用小刀在相互垂直两个方向各划 5 次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压 10 次。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二分之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。实验七水泥胶砂强度实验实验目的：（1）掌握水泥胶砂强度测定方法（2）掌握实验数据处理方法4实验设备：水泥胶砂搅拌机，试模，振实台，抗折、抗压强度试验机实验内容及步骤：（1）胶砂试件的制备。胶砂制备按GB/T 17671 有关规定进行，试件用振实台或振动台成型。（2）试件的养护。脱模前的处理和养护，脱模，水中养护。（3）抗折强度测定。将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以 50l0 N/s 的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。（4）抗压强度测定。抗压强度试验通过规定的仪器，在半截棱柱体的侧面上进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在0.5mm 内，棱柱体露在压板外的部分约有l0mm。在整个加荷过程中以 2400200 N/s 的速率均匀地加荷直至破坏。实验八水泥安定性实验实验目的：（1）掌握水泥安定性检验的原理、方法；（2）学会沸煮箱的正确使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机，雷氏夹，沸煮箱，雷氏夹膨胀值测定仪实验内容及步骤：（1）测定前的准备工作每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备两块边长或直径约80 mm，厚度 45mm 的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。（2）水泥标准稠度净浆的制备与凝结时间试验相同。（3）雷氏夹试件的成型将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹；装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约25mm 的直边刀在浆体表面轻轻插捣 3 次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立刻将试模移至湿气养护箱内养护 242h。（4）沸煮调整好沸煮箱内的水位，要能保证在整个沸煮过程中水都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在305min 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。接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在305 min 内加热至沸，并恒沸 1805min。六、实验报告格式六、实验报告格式实实 验验 名名 称称（一）实验目的（二）实验设备（三）实验内容及步骤（四）结果与分析（五）问题讨论5七、考核方式七、考核方式采用实验操作、实验报告、理论测试相结合的考核方式。平时实验操作占60%，实验报告占 20%，理论测试占 20%。八、教学资源八、教学资源教材刘辉敏.水泥生产技术基础.化学工业出版社，2016参考书（1）徐风广.无机非金属材料制备及性能测试技术.华东理工大学出版社，2013（2）冯正良.建材物理检验.化学工业出版社，20096