自應(yīng)力水泥物理檢驗(yàn)方法

1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了自應(yīng)力水泥比表面積、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、自由膨脹、自應(yīng)力、強(qiáng)度的檢驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于自應(yīng)力硅酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥及其他指定采用本標(biāo)準(zhǔn)水泥的物理性能檢測(cè)。

?2 引用標(biāo)準(zhǔn)

GB 177水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法 GB 178水泥強(qiáng)度試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)砂 GB 208水泥比重測(cè)定方法 GB 1345水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法（80μm篩篩析法） GB 1346水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法 GB 3350.5水泥物理檢驗(yàn)儀器膠砂試模 GB 4357碳素彈簧鋼絲 GB 8074水泥比表面積測(cè)定方法（勃氏法）

3 術(shù)語(yǔ)

3.1自由膨脹：水泥在無(wú)約束狀態(tài)下，水化硬化過(guò)程中的體積膨脹。 3.2限制膨脹：水泥在約束狀態(tài)下，水化硬化過(guò)程中的體積膨脹。 3.3自應(yīng)力：水泥水化硬化后體積膨脹能使砂漿或混凝土在受約束條件下產(chǎn)生可資應(yīng)用的化學(xué)預(yù)應(yīng)力，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的自應(yīng)力值是通過(guò)測(cè)定水泥砂漿的限制膨脹率計(jì)算得到。

?4 水泥比表面積、細(xì)度檢驗(yàn)方法

4.1水泥密度（比重）按GB208進(jìn)行測(cè)定，但水泥試樣不用烘干處理。 4.2比表面積、細(xì)度分別按GB8074和GB1345進(jìn)行檢驗(yàn)，但水泥試樣不用烘干處理。

5 凝結(jié)時(shí)間檢驗(yàn)方法

凝結(jié)時(shí)間按GB1346進(jìn)行檢驗(yàn)。但初凝開(kāi)始測(cè)定時(shí)間不遲于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的初凝時(shí)間前10min。

6 自由膨脹率、限制膨脹率、強(qiáng)度檢驗(yàn)方法

?6.1儀器設(shè)備 6.1.1蒸汽養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)箱篦板與加熱器之間的距離大于50mm，內(nèi)外箱體之間應(yīng)加保溫材料隔熱，箱的內(nèi)層由不易銹蝕的金屬材料制成，箱口與箱蓋之間用水封槽密封，箱蓋內(nèi)側(cè)應(yīng)成弓形，溫度控制精芳±2℃，試體放入后溫度回升至控制溫度所需時(shí)間最長(zhǎng)不得大于10min，試驗(yàn)期間水位要低于篦板，高于加熱器，并不需補(bǔ)充水量。 6.1.2比長(zhǎng)儀比長(zhǎng)儀由百分表和支架組成（圖１），并帶有基長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)桿。百分表最小刻度值為0.01mm，支架底部應(yīng)裝有可調(diào)底座，基長(zhǎng)分別為156mm和176mm，量程不小于10mm。在非仲裁檢驗(yàn)中，允許使用精度符合上述要求的其他形式的測(cè)長(zhǎng)儀。 6.1.3限制鋼絲骨架限制鋼絲骨架由直徑φ5mm鋼絲與4mm厚鋼板銅焊制成，鋼絲應(yīng)符合GB4357的要求。構(gòu)造如圖２所示。鋼板與鋼絲的垂直偏差不大于5°。鋼絲應(yīng)平直，兩端測(cè)點(diǎn)表面應(yīng)用銅焊1￣2mm厚，并使之呈球面。鋼絲極限抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于1200MPa，銅焊處拉脫強(qiáng)度不低于800MPa。限制鋼絲骨架可重復(fù)使用，但當(dāng)其影響自應(yīng)力值測(cè)定時(shí)，應(yīng)予更新。 6.1.4試模自由膨脹率、限制膨脹率、強(qiáng)度測(cè)定用試模均采用400mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模（符合 GB3350.5中的要求）。試模內(nèi)壁有效尺寸見(jiàn)表１。其中自由膨脹試模應(yīng)在兩端板內(nèi)側(cè)中心 +0.05鉆孔，以安裝測(cè)量釘頭，孔的直徑φ6 mm，深8mm，小孔位置必須保證測(cè)量釘頭在試 0體的中心線上，裝測(cè)量釘頭后內(nèi)側(cè)之間的長(zhǎng)度約為135mm，如圖３所示。表１ mm──────────┬──────────────┬───────────符號(hào)│制造尺寸│磨損后允許尺寸──────────┼──────────────┼───────────Ａ│ 160│──────────┼──────────────┼───────────│ +0.05│ +0.2Ｂ│ 40│ 40│ -0.10│ 0──────────┼──────────────┼───────────│ +0.1│ 0Ｃ│ 40│ 40│ 0│ -0.2──────────┴──────────────┴─────────── 6.1.5測(cè)量釘頭測(cè)量釘頭用銅材或不銹鋼制成，尺寸見(jiàn)圖４。 6.1.6其他儀器設(shè)備攪拌機(jī)、振動(dòng)臺(tái)及下料漏斗均應(yīng)符合GB177的規(guī)定。 6.2材料、試驗(yàn)室溫度和濕度材料、試驗(yàn)室溫度和濕度應(yīng)符合GB177中2.1￣3.2條的規(guī)定及GB178中的有關(guān)要求。 6.3蒸養(yǎng)溫度的規(guī)定自應(yīng)力水泥的蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度按品種規(guī)定為：自應(yīng)力硅酸鹽水泥 85±5℃自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥 42±2℃自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥 42±2℃自應(yīng)力鋁酸鹽水泥 42±2℃ 6.4脫模強(qiáng)度的規(guī)定自應(yīng)力水泥的脫模強(qiáng)度規(guī)定為12±3MPa，要達(dá)到該脫模強(qiáng)度，應(yīng)預(yù)先確定蒸養(yǎng)時(shí)間。蒸養(yǎng)時(shí)間的測(cè)定按本標(biāo)準(zhǔn)附錄Ａ（補(bǔ)充件）進(jìn)行。 6.5試體成型與養(yǎng)護(hù) 6.5.1將干凈試模內(nèi)壁涂一層隔離劑，試模?？蚺c底座的接觸面涂上黃干油，防止漏漿。 6.5.2將涂有黃干油的測(cè)量釘頭圓頭插入自由膨脹試模的兩端孔內(nèi)，但接觸水泥端嚴(yán)禁沾有油污。 6.5.3在限制膨脹試模內(nèi)，裝入擦凈的限制鋼絲骨架。 6.5.4試體數(shù)量：自由膨脹試體3條，限制膨脹試體3條，強(qiáng)度試體9條。 6.5.5灰砂比1∶2：每鍋膠砂需稱(chēng)水泥600g，標(biāo)準(zhǔn)砂1200g。 6.5.6加水量按式（１）計(jì)算： (P＋K）×C W＝──────……………………………(1) 100式中：W——膠砂的加水量，g(mL); P——水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，％； K——加水系數(shù)，取12，％； C——水泥用量，g。注：如按K值取12加水成型時(shí)，膠砂在振動(dòng)完畢后，度模內(nèi)仍有未被膠砂充滿(mǎn)的地方時(shí)，則允許提高K值，提高時(shí)以一個(gè)百分點(diǎn)的倍數(shù)遞增，直至膠砂充滿(mǎn)整個(gè)試模為止。 6.5.7成型操作：按GB177中第4.4￣4.7條進(jìn)行。 6.5.8脫模和養(yǎng)護(hù)：成型、刮平、編號(hào)后的試體應(yīng)在45min之內(nèi)帶模放入已升溫至要求溫度的蒸養(yǎng)箱中，按預(yù)先確定的蒸養(yǎng)時(shí)間蒸養(yǎng)。蒸養(yǎng)完畢取出試體立即脫模，脫模時(shí)應(yīng)防止試體損傷，脫模后的試體攤開(kāi)在非金屬篦板上冷卻，自由膨脹和限制膨脹試體從脫橡開(kāi)始算算在1￣1.5h內(nèi)按6.6.2測(cè)量其初始值，測(cè)量后連同強(qiáng)度試體放入20±2℃水中養(yǎng)護(hù)。在同一水池中不宜同時(shí)養(yǎng)護(hù)其他種類(lèi)的試體，養(yǎng)護(hù)水兩周更換一次。注：對(duì)自應(yīng)力硅酸鹽水泥試體，蒸養(yǎng)時(shí)應(yīng)帶模放入未升溫的蒸養(yǎng)箱內(nèi)，但應(yīng)在50min內(nèi)升至80℃，蒸養(yǎng)時(shí)間按恒溫時(shí)間計(jì)算。 6.6自由膨脹率的測(cè)定 6.6.1齡期分為3d、7d、14d、28d四個(gè)齡期。但可根據(jù)產(chǎn)品膨脹穩(wěn)定期要求增加測(cè)量齡期。 6.6.2測(cè)量測(cè)量前從養(yǎng)護(hù)水中取出自由膨脹試體擦凈，在要求齡期±3h內(nèi)按一定的試體的方向進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)。測(cè)量前應(yīng)將試體測(cè)量釘頭擦凈，測(cè)定值應(yīng)記錄至0.001mm。每次測(cè)長(zhǎng)前和測(cè)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)桿校準(zhǔn)百分表零點(diǎn)，如結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)百分表零點(diǎn)相關(guān)１格以上時(shí)，整批試體應(yīng)重新測(cè)長(zhǎng)。 6.6.3計(jì)算自由膨脹率ε1按式（２）計(jì)算到0.001％： LX1－L1ε1＝──────×100……………………………(2) L01式中：ε1——所測(cè)齡期的自由膨脹率，％; LX1——所測(cè)齡期的自由膨脹試體測(cè)量值，mm； L1——脫模后自由膨脹試體測(cè)量值，mm； LO1——自由膨脹試體原始凈長(zhǎng)，160。 6.6.4取值自由膨脹率以三條試體測(cè)定值的平均值來(lái)表示，當(dāng)三個(gè)值中有超過(guò)平均值±10％的應(yīng)予剔除，余下一個(gè)數(shù)值平均，不足兩個(gè)數(shù)值時(shí)應(yīng)重做試驗(yàn)。 6.7限制膨脹度的測(cè)定 6.7.1齡期同6.6.1 6.7.2測(cè)量測(cè)量前從水中取出限制膨脹試體，接著按6.6.2自由膨脹率的操作進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)。 6.7.3計(jì)算限制膨脹率ε2按式（３）計(jì)算到0.001％： LX2－L2ε2＝──────×100……………………………(3) L02式中：ε2——所測(cè)齡期的自由膨脹率，％; LX2——所測(cè)齡期的限制膨脹試體測(cè)量值，mm； L2——脫模后限制膨脹試體測(cè)量值，mm； LO2——限制膨脹試體原始凈長(zhǎng)，135。 6.7.4取值限制膨脹率ε2的取值按6.6.4的規(guī)定進(jìn)行。 6.8自應(yīng)力的計(jì)算自應(yīng)力值σ按式（４）計(jì)算到0.01MPa：σ＝μ·E·ε2……………………………(4)式中：σ——所測(cè)齡期的自應(yīng)力值，MPa;μ——配筋率，1.24％； E——鋼筋彈性模量1.96×10[5]MPa；ε2——所測(cè)齡期的限制膨脹率，％。 6.9強(qiáng)度檢驗(yàn) 6.9.1齡期分為脫模、7d、28d三個(gè)齡期或按各品種水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 6.9.2強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)量前從水中取出強(qiáng)度試體用濕布擦凈，在要求齡期的±3h內(nèi)進(jìn)行抗折、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以試體成型側(cè)面為受壓面，加荷速度符合GB177的規(guī)定。 6.9.3計(jì)算與取值抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度的計(jì)算與取值按GB177規(guī)定進(jìn)行。

附錄Ａ蒸養(yǎng)時(shí)間的測(cè)定方法（補(bǔ)充件） A1蒸養(yǎng)時(shí)間的測(cè)定按6.5.1；6.5.5；6.5.6；6.5.7成型兩組強(qiáng)度試體，按6.5.8要求進(jìn)行蒸養(yǎng)。一組蒸養(yǎng)約1h，另一組蒸養(yǎng)約2h，分別脫模冷卻測(cè)其強(qiáng)度，用兩個(gè)時(shí)間的對(duì)應(yīng)強(qiáng)度作一直線，根據(jù)水泥脫模強(qiáng)度的要求，用內(nèi)插法找出該水泥的蒸養(yǎng)時(shí)間，如圖A1所示。從脫模到測(cè)強(qiáng)應(yīng)控制在1￣1.5h內(nèi)。附加說(shuō)明：本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院提出并技術(shù)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥科學(xué)研究所、石家莊水泥制品廠、鄭州鋁廠水泥廠、上海白水泥廠共同起草。本標(biāo)準(zhǔn)委托中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥科學(xué)研究所負(fù)責(zé)解釋。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人張秋英、張大同、李乃珍、張宇震。