如果我们要讨论水泥测试，我们应该清楚“水泥”是什么意思.“很难确定单一的定义，水泥也不能只是一种材料.
什么是水泥?
在一般定义中, 水力水泥是一种粉末, 当与水混合时, 发生一种叫做水合作用的化学反应. 随着时间的推移，水泥浆会变硬并增加强度. 硅酸盐水泥是最常见的水凝水泥类型，形成了大多数水泥基材料用于混凝土, 砂浆, 和灌浆。.
砂浆和灰浆有什么区别?
- 砂浆 这种化合物是由水硬性水泥制成的吗, 沙子, 水, 和酸橙, 用于将砖或砌块砌体粘合在一起. 砂浆的稠度必须足够厚，以在砌体放置期间保持在砌体表面，并在荷载下保持正确的接缝厚度，直到固化.
- 灌浆 通常与砂浆的成分相似，但可以用许多不同的成分来控制其稠度和流动性. 浆液具有较高的粘度, 使其流入结构表面或预置骨料之间的空隙和凹槽.
水泥的历史
水泥的历史是复杂的，绝不是线性的. 我们知道，早在希腊人和罗马人将煅烧的石灰石和沙子结合起来创造出不同的水泥版本之前，古埃及人就已经使用高温煅烧(煅烧)的石膏作为水泥. 罗马人首先发现，添加细地面火山火山灰材料可以提高混凝土混合物的强度.
谁发明了水泥?
现代水泥的发展起源于英国，始于18世纪50年代. 许多人, 从工程师和研究人员到砖瓦匠和修补匠, 在接下来的一个世纪中慢慢发展和改进了配方. 它们的化合物是加热石灰或磨碎的石灰石与粘土的各种混合物, 页岩, 石板, 或粉笔. 1824年到1853年, 利兹的约瑟夫·阿斯皮丁和他的儿子威廉发明了最成功的配方和工艺. 19世纪60年代，美国和德国引入了回转窑，这与化学成分的改进同样重要. 这些新设备几乎可以连续生产更高等级的水泥产品.
阿斯普丁的蜂箱窑，图片来源:达特福德博物馆
水泥是如何制成的?
水力水泥的制造首先要把石灰石小心控制的部分混合在一起, 页岩, 粘土, 和铁矿石. 混合水泥还可以加入矿渣或火山灰材料. 倾斜的回转窑, 直径可达10到15英尺，长可达300英尺, 加热原化合物. 材料被加热到2,700°和3,000°F (1,480° to 1,600°C)，同时向下端旋转. 煅烧过程会产生新的化合物，并产生大理石大小的球团，称为“熟料”,然后再将其研磨成水泥粉. 生产商可以在研磨过程中添加石膏或石灰.
三种主要水泥规格及其水泥类型
1. ASTM C150/AASHTO 85米 是否有规定的规格，列出所需的化学成分和材料特性所需的物理测试. ASTM C150根据五种基本配方定义了十种类型的硅酸盐水泥:
- I型: 一种通用水泥，主要用于生产普通水泥混凝土.
- II型: 与土壤或地下水直接接触的混凝土中抗硫酸盐的水泥. 在北美销售的大多数水泥都符合I型或II型规格.
II型水泥的细度可在磨矿阶段进行控制，以降低水化热, 适于大量倾倒，如大坝或桥台. 单个粒子较大的材料会减少表面积和, 随后, 较慢的水合速率. 定制磨削增加了类型ll(MH)和类型ll(MH)A水泥名单.
- 第三类型: 与I型类似，但在生产过程中磨成更小的颗粒尺寸. 发展强度更快，被称为“早高”水泥.
- IV型: 较低的水化热和较慢的强度发展速度控制了大量浇注的内部温度. 混合水泥更便宜，更可靠，大多数已经取代了IV型水泥.
- V型: 在硫酸盐土壤和地下水会对普通水泥造成永久性损害的应用中，这种类型抗硫酸盐侵蚀. 与V型水泥相比，掺有高炉矿渣和粉煤灰的水泥生产效率更高，成本更低.
注意: 添加到第一类的引气化合物, II, III在生产过程中产生IA型, 花絮, 和iii a水泥. 直接掺入预拌混凝土批次的单独引气掺合料已基本上取代了这些改性水泥类型.
2. ASTM C595/AASHTO 240米 规范性规范是否涵盖了混合的水力水泥. 详细介绍了以硅酸盐水泥为主要成分配制水硬性水泥的组成和试验. 额外的材料混合在一起，降低了成本, 改变设置时间, 并改善了普通硅酸盐水泥的性能. 共混物能提高和易性, 防止碱骨料反应, 减少水的需求, 和更多的.
混合物通常包括高炉炉渣或火山灰，如煤灰和燃煤发电产生的硅灰. 使用燃煤电厂的煤灰可以减少这些废料对环境的影响. 混合水力水泥主要有四大类:
- 类型是: 硅酸盐矿渣水泥含有25%至70%的矿渣产品的重量.
- IP类型: 波特兰-火山灰水泥包括粉煤灰和硅灰废料.
- 型IL: 硅酸盐石灰石水泥添加了碳酸钙和石膏，减少了生产过程中释放的二氧化碳量.
- 输入: 三元混合水泥向基本硅酸盐水泥中添加两种额外的水泥材料，而不是一种，以产生所需的质量.
注意: 如说明书中所述，字母后缀表示附加的特征和成分. 例如，IP型(MS)是一种中等抗硫酸盐侵蚀的波特兰火山灰水泥. (HS)表示高硫酸盐耐受性，(MH)表示中等水化热.
3. ASTM C1157 这也是基于性能的水泥规格吗. 它对材料的化学成分没有任何限制, 但只要求在一系列物理测试中有足够的表现.
ASTM C1157规范将水力水泥按其性能属性而不是其含量分类. 对化学成分没有要求. 这些水泥的类型指定很简单:
- GU型: 一般使用，当不需要特定类型时
- 他类型: 高完成
- 类型的女士: 适度的耐硫酸
- HS型: 高耐硫酸
- MH型: 适度水化热
- LH型: 低水化热
水泥试验方法 & 测试设备清单
水力水泥的三个主要规格中的每一个都引用了部分或全部列出的设备. 我们下面的列表显示了用于水泥物理测试的最常见的测试设备. 此外，它们的使用也纳入了其他ASTM/AASHTO水泥测试方法中.
抗压强度
ASTM C109/AASHTO T 106
水力水泥砂浆的抗压强度
水泥细度
水泥稠度试验
ASTM C230/AASHTO 152米
水硬性水泥试验用流量表
水泥凝结时间
ASTM C191/AASHTO T 131
维卡针固化水硬性水泥的时间
维卡软化点测定仪
Also referenced in ASTM C91, C141, C187, C308, C451; AASHTO T 129,
T 186
水泥长度变化/坚固性
ASTM C151/AASHTO T 107
硅酸盐水泥的热压罐膨胀
水泥含气量
ASTM除此之外/AASHTO T 137
水硬性水泥砂浆的空气含量
水泥比重/密度
ASTM C188
水力水泥的密度
参考资料及有用连结
- 波特兰水泥协会 提供了水泥类型、应用程序和命名的解释 这篇文章，并在两份受欢迎的刊物上发表详尽的评论和特点:
- 混凝土混合物的设计与控制“，
- 水泥特性对混凝土性能的影响
- 混凝土和混凝土制造材料的试验和性能的意义， ASTM出版物STP169D, Lamond JF, Pielert JH, 2006. 第五部分的章节，其他混凝土制造材料，对水泥测试特别有用.
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