水泥标准稠度用水量、凝结时间的测定与课程实训教学方法探讨

2022-09-13

一、水泥的标准稠度:

1. 水泥需水性

水泥需水性是指水泥净浆、砂浆和混凝土达到一定的可塑性和流动度时所需的水量的性质。相应有三种表示方法:

(1) 水泥标准稠度用水量;

(2) 水泥胶砂流动度;

(3) 混凝土塌落度或工作度。

2. 水泥标准稠度用水量

水泥标准稠度用水量, 是按国家标准规定的方法和指定的仪器, 将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的用水量。水泥标准稠度是以用水量与水泥质量的百分数来表示的。

(1) 基本原理

标准稠度测定有调整水量和固定水量两种方法, 如有争议时以调整水量方法为准。

固定水量法:是将不同种类水泥, 按相同的需水量142.5m水, 调制好500g的水泥净浆, 测其试锥下沉深度, 此时测出的百分数即为水泥的标准稠度, 以P固表示。

调整水量法:是改变拌和用水量, 找出使拌制成的水泥净浆达到特定塑性状态时所需要的数量。当一定质量的标准试锥, 在规定时间内, 在净浆中自由沉落时, 以试锥下沉深度S (mm) 的大小, 反映水泥净浆稠度 (%) 的大小, 以试锥下沉净浆深度规定值S=28±2mm时的稠度为标准稠度, 以P调 (%) 表示。标准稠度净浆可用来测定水泥凝结时间和安定性。

(2) 仪器设备

水泥标准稠度、凝结时间测定仪

水泥净浆搅拌机:

3. 水泥标准稠度的测定方法

(1) 水泥净浆的拌制

用符合GB3350.8的水泥净浆搅拌机, 搅拌锅和搅拌叶用湿布擦过。称取500g水泥倒入锅内, 将锅放到搅拌机锅座上, 升至搅拌位置, 开动机器, 同时徐徐加入拌和水, 慢速搅拌120S, 停15S, 再快速搅拌120S后停机。

当采用调整水量方法时, 拌和水量按经验找水。采用固定水量时, 拌和水量为142.5m I, 精确至0.5m I。

(2) 标准稠度的测定

将上述拌和好的水泥净浆立即装入锥模内, 用小刀插捣, 振动多次, 刮去多余净浆, 抹平后迅速放到试锥下面固定位置上, 将试锥尖端降至净浆表面, 立即拧紧螺丝, 然后突然放松, 让试锥靠自重自由下降沉入净浆中, 观察在1.5min内试锥下沉深度 (整个操作过程应在搅拌后1.5min内完成) 。

用固定水量法测定的标准稠度P固, 按下面经验公式计算或看仪器上标尺读数。

式中:P固——用固定水量法测定的水泥净浆标准稠度 (%)

33.4——经验公式中的截距

0.185——经验公式中的斜率

S——试锥下沉深度 (mm)

当试锥下沉深度小于13mm时应改用调整水量法测定。

用调整水量法测定时, 以试锥下沉深度S=28±2mm时的净浆拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量。如试锥下沉深度大于或小于上述值时, 应调整水量重新试验, 以达到上述值时为止。

用调整水量法测定的标准稠度P按下式计算:

式中:P调——用调整水量法测定的水泥标准稠度 (%)

m——测定标准稠度时拌和水的质量 (g)

500——国家规定称量水泥的质量 (g)

二、水泥凝结时间的测定

水泥和水后, 发生一系列物理与化学变化, 随着水泥水化反应的进行, 水泥浆体逐渐失去流动性、可塑性, 进而凝固成具有一定强度的硬化体, 这一过程称为水泥的凝结。

凝结时间是水泥的重要性质之一, 对于工程施工具有重要意义, 因此, 水泥凝结过程的控制十分重要, 为保证施工正常进行, 并使混凝土具有一定的强度, 要求水泥凝结时间不能太快或太慢。

影响凝结时间的因素

矿物组成、石膏、混合材的种类及掺加量、细度、水灰比、养护条件、储存时间及外加剂等。

1. 矿物组成。2.石膏。3.混合材。4.细度。5.水灰比。6.养护条件。7.储存时间。8外加剂。

水泥的假凝和瞬凝

1.假凝的特征:水泥用水调和几分钟后发生的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。假凝时没有明显的放热现象, 且经剧烈搅拌后浆体又可恢复塑性, 并达到正常凝结, 对强度影响不大。一般认为假凝是由于水泥粉磨时过热, 使二水石膏脱水成半水石膏, 当水泥和水后, 立即形成硫酸钙的过饱和溶液, 使石膏析晶, 形成假凝。

2. 瞬凝的特征:水泥和水后立即发生的一种不正常的凝固现象。瞬凝时放出大量的热, 浆体迅速结硬, 再搅拌时不会恢复塑性。瞬凝的发生是由于水泥中未掺石膏缓凝剂;或水泥中的铝酸三钙含量过高, 铁铝酸四钙含量过低, 加水后迅速形成铝酸盐水化物所致。瞬凝会影响施工进度和质量。

凝结时间的测定

1.仪器

水泥凝结时间测定仪, 应符合GB3350.6的规定。

2.凝结时间的测定方法

测定凝结时间的试针由钢制成, 其有效长度初凝针为50mm±1mm、终凝针为30mm±1mm、直径为1.13mm±0.05mm的圆柱体。仪器滑动部分总质量300±1g。装净浆的圆模上口内径65mm±0.5mm, 下口内径75mm±0.5mm, 高40mm±0.2mm。平板玻璃厚≥2.5mm。

(1) 将圆模放在玻璃板上, 在内侧涂上一层机油。调整试针接触玻璃板时, 指针应对准标尺的零点。

(2) 按规定方法制成水泥标准稠度净浆后, 一次装入圆模振动数次刮平, 放入养护箱内养护。记录加水时间, 作为凝结时间的开始时间。

(3) 初凝时间的测定:

从加水后30min进行第一次测定, 取出圆模放到试针下, 使试针与水泥净浆表面接触, 拧紧螺丝, 然后突然放松, 试针自由沉入净浆, 当试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针下沉到距底板4±1mm时, 即为水泥达到初凝状态, 由开始加水至初凝的时间为水泥的初凝时间, 用min表示。

(4) 終凝时间的测定:

为了准确观测试针沉入的状况, 在終凝针上了一个环形附件。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, 临近終凝时间时每隔15min测定一次, 当试针沉入试体深度在0.5mm时, 即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时, 为水泥达到终凝状态, 由水泥全部加入水中至終凝状态的时间为水泥的終凝时间, 用min表示。

4. 注意事项

1.在最初测定时应扶持金属棒, 使其徐徐下降, 以免试针撞弯, 测定结果仍以自由下落为准。

2.试针插入的位置至少距圆模内壁10mm。

3.临近初凝时, 每隔5min测定一次, 临近终凝时, 每隔15min测定一次。到达初凝或终凝状态时应立即重复测定一次, 当两次测定结果相同时, 才能定为到达初凝或终凝状态。

4、每次测定不得让试针插入原针孔内。

5、每次测定完后, 应将试针擦净, 将圆模放回养护箱内。

6、在翻转圆模时, 圆模要平移脱离玻璃板后再翻转。

三、实训教学的应用探讨

1. 课程实训教学方法

本人从事中职教育时间比较长, 从职业道德教育、动手实验教学及应知应会的教学当中, 教会学生如何学习做人, 学会做人是立身之本, 学习知识是服务社会的手段。

教学方法上采用课堂与现场实训基地相结合、以提高学生综合职业能力为目标, 组织实施任务驱动教学法、参观法、实训教学法、案例法、模拟实训教学法等行动导向的教学模式。专业教师与现场工程技术人员相结合的方式开展教学。按照材料类专业高技能人才培养目标要求, 打破传统的课程体系架构, 突出现场工程实践需要这一主题来设计课程教学内容, 在少而精上突出特色。在加强文化知识和技能教育的同时, 从单纯的“职业能力”培养转变为“综合素质”的培养, 把发展“人才”作为教育的出发点, 把学生职业技能的训练和学生的个性发展、人格完善有机统一起来。

2. 成效与体会

课程主要是培养学生熟练掌握水泥物理检验的国家标准的检测方法、提高学生在整个操作过程中的培养学生的动手能力及分析能力、同时对学生的表达能力、分析问题和解决问题的能力始终有良好的职业道德意识。实际能力培养, 打破了以知识传授为主要特征的传统学科课程模式, 转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学。经过与企业专家深入、细致、系统的讨论分析, 本课程最终确定了以六个项目, 循序渐进, 内容详实。课程内容突出对学生职业能力的训练, 融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。通过对各个项目的学习, 让学生在做中学, 在学中做, 激发学生的学习热情, 从而达到理想的教学效果。

摘要：水泥标准稠度用水量及凝结时间的测定是根据国家标准 (GB/T 1346-2001) , 使用特定的专用仪器来测定水泥的标准稠度及凝结时间的。只有掌握了解水泥标准稠度用水量测定的国家标准, 才能根据水泥的标准稠度对水泥的凝结时间进行测定。水泥标准稠度用水量、凝结时间的测定对水泥的质量控制起到举足轻重的作用。本文试从水泥标准稠度用水量、凝结时间的测定在实验教学中的教学方法进行探讨, 使学生更好地掌握中职水泥物理检验课程中水泥标准稠度用水量的基本操作方法, 培养学生成为具有较强实际操作能力的高素质劳动者和技能型专门人才。

关键词：标准稠度用水量,凝结时间测定,课程实训教学方法探讨