自應力水泥物理檢驗方法

1 主題內容與適用范圍

本標準規(guī)定了自應力水泥比表面積、細度、凝結時間、自由膨脹、自應力、強度的檢驗方法。本標準適用于自應力硅酸鹽水泥、自應力硫鋁酸鹽水泥、自應力鐵鋁酸鹽水泥、自應力鋁酸鹽水泥及其他指定采用本標準水泥的物理性能檢測。

?2 引用標準

GB 177水泥膠砂強度檢驗方法 GB 178水泥強度試驗用標準砂 GB 208水泥比重測定方法 GB 1345水泥細度檢驗方法（80μm篩篩析法） GB 1346水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法 GB 3350.5水泥物理檢驗儀器膠砂試模 GB 4357碳素彈簧鋼絲 GB 8074水泥比表面積測定方法（勃氏法）

3 術語

3.1自由膨脹：水泥在無約束狀態(tài)下，水化硬化過程中的體積膨脹。 3.2限制膨脹：水泥在約束狀態(tài)下，水化硬化過程中的體積膨脹。 3.3自應力：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)生可資應用的化學預應力，本標準規(guī)定的自應力值是通過測定水泥砂漿的限制膨脹率計算得到。

?4 水泥比表面積、細度檢驗方法

4.1水泥密度（比重）按GB208進行測定，但水泥試樣不用烘干處理。 4.2比表面積、細度分別按GB8074和GB1345進行檢驗，但水泥試樣不用烘干處理。

5 凝結時間檢驗方法

凝結時間按GB1346進行檢驗。但初凝開始測定時間不遲于標準規(guī)定的初凝時間前10min。

6 自由膨脹率、限制膨脹率、強度檢驗方法

?6.1儀器設備 6.1.1蒸汽養(yǎng)護箱養(yǎng)護箱篦板與加熱器之間的距離大于50mm，內外箱體之間應加保溫材料隔熱，箱的內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，箱蓋內側應成弓形，溫度控制精芳±2℃，試體放入后溫度回升至控制溫度所需時間最長不得大于10min，試驗期間水位要低于篦板，高于加熱器，并不需補充水量。 6.1.2比長儀比長儀由百分表和支架組成（圖１），并帶有基長標準桿。百分表最小刻度值為0.01mm，支架底部應裝有可調底座，基長分別為156mm和176mm，量程不小于10mm。在非仲裁檢驗中，允許使用精度符合上述要求的其他形式的測長儀。 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，鋼絲應符合GB4357的要求。構造如圖２所示。鋼板與鋼絲的垂直偏差不大于5°。鋼絲應平直，兩端測點表面應用銅焊1￣2mm厚，并使之呈球面。鋼絲極限抗拉強度應大于1200MPa，銅焊處拉脫強度不低于800MPa。限制鋼絲骨架可重復使用，但當其影響自應力值測定時，應予更新。 6.1.4試模自由膨脹率、限制膨脹率、強度測定用試模均采用400mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模（符合 GB3350.5中的要求）。試模內壁有效尺寸見表１。其中自由膨脹試模應在兩端板內側中心 +0.05鉆孔，以安裝測量釘頭，孔的直徑φ6 mm，深8mm，小孔位置必須保證測量釘頭在試 0體的中心線上，裝測量釘頭后內側之間的長度約為135mm，如圖３所示。表１ mm──────────┬──────────────┬───────────符號│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測量釘頭測量釘頭用銅材或不銹鋼制成，尺寸見圖４。 6.1.6其他儀器設備攪拌機、振動臺及下料漏斗均應符合GB177的規(guī)定。 6.2材料、試驗室溫度和濕度材料、試驗室溫度和濕度應符合GB177中2.1￣3.2條的規(guī)定及GB178中的有關要求。 6.3蒸養(yǎng)溫度的規(guī)定自應力水泥的蒸汽養(yǎng)護溫度按品種規(guī)定為：自應力硅酸鹽水泥 85±5℃自應力硫鋁酸鹽水泥 42±2℃自應力鐵鋁酸鹽水泥 42±2℃自應力鋁酸鹽水泥 42±2℃ 6.4脫模強度的規(guī)定自應力水泥的脫模強度規(guī)定為12±3MPa，要達到該脫模強度，應預先確定蒸養(yǎng)時間。蒸養(yǎng)時間的測定按本標準附錄Ａ（補充件）進行。 6.5試體成型與養(yǎng)護 6.5.1將干凈試模內壁涂一層隔離劑，試模模框與底座的接觸面涂上黃干油，防止漏漿。 6.5.2將涂有黃干油的測量釘頭圓頭插入自由膨脹試模的兩端孔內，但接觸水泥端嚴禁沾有油污。 6.5.3在限制膨脹試模內，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，強度試體9條。 6.5.5灰砂比1∶2：每鍋膠砂需稱水泥600g，標準砂1200g。 6.5.6加水量按式（１）計算： (P＋K）×C W＝──────……………………………(1) 100式中：W——膠砂的加水量，g(mL); P——水泥標準稠度用水量，％； 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，膠砂在振動完畢后，度模內仍有未被膠砂充滿的地方時，則允許提高K值，提高時以一個百分點的倍數(shù)遞增，直至膠砂充滿整個試模為止。 6.5.7成型操作：按GB177中第4.4￣4.7條進行。 6.5.8脫模和養(yǎng)護：成型、刮平、編號后的試體應在45min之內帶模放入已升溫至要求溫度的蒸養(yǎng)箱中，按預先確定的蒸養(yǎng)時間蒸養(yǎng)。蒸養(yǎng)完畢取出試體立即脫模，脫模時應防止試體損傷，脫模后的試體攤開在非金屬篦板上冷卻，自由膨脹和限制膨脹試體從脫橡開始算算在1￣1.5h內按6.6.2測量其初始值，測量后連同強度試體放入20±2℃水中養(yǎng)護。在同一水池中不宜同時養(yǎng)護其他種類的試體，養(yǎng)護水兩周更換一次。注：對自應力硅酸鹽水泥試體，蒸養(yǎng)時應帶模放入未升溫的蒸養(yǎng)箱內，但應在50min內升至80℃，蒸養(yǎng)時間按恒溫時間計算。 6.6自由膨脹率的測定 6.6.1齡期分為3d、7d、14d、28d四個齡期。但可根據(jù)產(chǎn)品膨脹穩(wěn)定期要求增加測量齡期。 6.6.2測量測量前從養(yǎng)護水中取出自由膨脹試體擦凈，在要求齡期±3h內按一定的試體的方向進行測長。測量前應將試體測量釘頭擦凈，測定值應記錄至0.001mm。每次測長前和測長結束時應用標準桿校準百分表零點，如結束時發(fā)現(xiàn)百分表零點相關１格以上時，整批試體應重新測長。 6.6.3計算自由膨脹率ε1按式（２）計算到0.001％： LX1－L1ε1＝──────×100……………………………(2) L01式中：ε1——所測齡期的自由膨脹率，％; LX1——所測齡期的自由膨脹試體測量值，mm； L1——脫模后自由膨脹試體測量值，mm； LO1——自由膨脹試體原始凈長，160。 6.6.4取值自由膨脹率以三條試體測定值的平均值來表示，當三個值中有超過平均值±10％的應予剔除，余下一個數(shù)值平均，不足兩個數(shù)值時應重做試驗。 6.7限制膨脹度的測定 6.7.1齡期同6.6.1 6.7.2測量測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行測長。 6.7.3計算限制膨脹率ε2按式（３）計算到0.001％： LX2－L2ε2＝──────×100……………………………(3) L02式中：ε2——所測齡期的自由膨脹率，％; LX2——所測齡期的限制膨脹試體測量值，mm； L2——脫模后限制膨脹試體測量值，mm； LO2——限制膨脹試體原始凈長，135。 6.7.4取值限制膨脹率ε2的取值按6.6.4的規(guī)定進行。 6.8自應力的計算自應力值σ按式（４）計算到0.01MPa：σ＝μ·E·ε2……………………………(4)式中：σ——所測齡期的自應力值，MPa;μ——配筋率，1.24％； E——鋼筋彈性模量1.96×10[5]MPa；ε2——所測齡期的限制膨脹率，％。 6.9強度檢驗 6.9.1齡期分為脫模、7d、28d三個齡期或按各品種水泥標準規(guī)定。 6.9.2強度試驗測量前從水中取出強度試體用濕布擦凈，在要求齡期的±3h內進行抗折、抗壓強度試驗，以試體成型側面為受壓面，加荷速度符合GB177的規(guī)定。 6.9.3計算與取值抗折強度、抗壓強度的計算與取值按GB177規(guī)定進行。

附錄Ａ蒸養(yǎng)時間的測定方法（補充件） A1蒸養(yǎng)時間的測定按6.5.1；6.5.5；6.5.6；6.5.7成型兩組強度試體，按6.5.8要求進行蒸養(yǎng)。一組蒸養(yǎng)約1h，另一組蒸養(yǎng)約2h，分別脫模冷卻測其強度，用兩個時間的對應強度作一直線，根據(jù)水泥脫模強度的要求，用內插法找出該水泥的蒸養(yǎng)時間，如圖A1所示。從脫模到測強應控制在1￣1.5h內。附加說明：本標準由中國建筑材料科學研究院提出并技術歸口。本標準由中國建筑材料科學研究院水泥科學研究所、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。本標準委托中國建筑材料科學研究院水泥科學研究所負責解釋。本標準主要起草人張秋英、張大同、李乃珍、張宇震。