任务五 水泥胶砂强度检测方法
【任务发布】
参阅本教材相关知识并利用网络资源在教师的指导下以小组为单位共同完成水泥胶砂强度的检测试验。
一、试验目的
检验水泥3d、28d的抗压强度和抗折强度，以确定水泥的强度等级，检验是否达到国家标准中的规定的3d、28d龄期强度。
二、主要仪器设备
1．行星式水泥胶砂搅拌机：属国际标准通用型，工作时搅拌机叶片即绕自身轴线自传又沿搅拌锅周边公转，运动轨迹似行星式的水泥胶砂搅拌机。
2．水泥胶砂试体成型振实台：由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成。振实台的振动率为60次/（60±2）s，振幅为0.75mm。
3．试模：为可拆卸的三联模，由隔板、端板、底座等组成模槽内腔尺寸为40mm×40 mm×160mm，三边应互相垂直。（图2－6）
4．抗折强度试验机：一般构造为电动双杠杆式，抗折机上支撑胶砂试件的两支撑圆柱的中心距为100mm。
5．抗压强度试验机：一般用万能试验机，最大荷载以200~300kN为宜，压力机应具有加荷速度自动调节和记录结果的装置，同时应配有抗压试验专用的夹具，夹具由优质碳钢制成，受压面积为40mm×40mm。
图2-6水泥胶砂试模示意图（单位：mm）
三、试体成型
1．配料
取被检测水泥（450±2）g，标准砂（1350± 5）g，拌合水（225±1）g，配制1∶3水泥胶砂，水灰比为1∶2。
2．搅拌
将搅拌锅放在底座上并运行固定（见图2－7）。先往锅内加水，再加水泥，开动搅拌机低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀的加入标准砂，将搅拌机转至高速，再搅拌30s形成均质水泥胶砂。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅内。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。
图2-7水泥胶砂搅拌机
3．成型
用振实台成型：胶砂制备后立即进行成型。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300g胶砂，用大播料器垂直将每个模槽的料层播平接着振实60次再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，取下试模，用一金属直尺垂直沿试模长度方向，以横向割据动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺将试体表面抹平。接着在试模上做出标记或用字条表明试体编号。
四、试件养护
1．将编好号的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，温度为（20±1）℃、相对湿度＞90%，至20~24h取出脱模。硬化速度较慢的水泥，可延长脱模时间，但要做好记录。
2．脱模：对于24h龄期的，应在破型试样前20min内脱模；对于24h以上龄期的应在成型后20~24h之间脱模。
3．水中养护：将做好标记的试件水平或竖直放在（20±1）°C的水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件在水中6个面都要与水接触，试件之间的间隔或试件上表面的水深不得小于5mm。
每个养护水池只养护同类型的水泥试件
五、强度检验
强度检验试体的龄期是从水泥加水搅拌开始试验时计算。不同龄期强度检验在下列时间里进行：24h±15min、48h±30min、72h±45min、7d±2h、28d±8h。
（一）抗折强度检验
将试体一个侧面放在抗折机的支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以（50±10）N/s的速率将荷载垂直加载于棱柱体相对侧面上，直至折断试体。保持两个半截棱柱体处于潮湿状态直至抗压强度检验结果。（见图2－8）
抗折强度以MPa为单位，按下式进行计算：
图2-8抗折试验机
式中：Ff——折断时施加在棱柱体中部的荷载，N；
L——两支撑圆柱之间的距离，为100 m m；
b——棱柱体正方形截面的边长，为40 m m。
（二）抗压强度检验
将半截棱柱体装在抗压夹具内，棱柱体中心与夹具板受压中心差应在±0.5mm以内，棱柱体露在压板外的部分约为10mm。开动压力机，以（2400±200）N/s的加荷速率，均匀的向试体加荷直至破坏。抗压强度以MPa为单位，按下式进行计算：
式中：FC——试体破坏时的最大载荷，N；
A——试体受压部分的面积（40 m m × 40 m m＝1600 m m 2）。
【任务实施】
通过自主查询资料小组共同讨论制作出试验计划，在教师的指导下完成检测试验，做好试验记录并得出试验结果。
【强度检验结果评定】
抗折强度是以一组（三个）棱柱体抗折强度的平均值作为检验结果。当三个强度值中有超出平均值±10%的值时，应将该值剔除后再取平均值作为抗折强度的检验结果。抗压强度是以一组（三个）棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为检验结果。如果六个测定值中有一个超出平均值的±10%，应剔除这个数值，以余下的五个值的平均值作为检测结果。如果五个测定值中，再出现超过它们平均数的±10%时，则此组试体作废。
表2－5 检测记录
【反馈与评价】
学习小组之间相互讨论纠正，教师总结评价。