2.8　水泥膠砂強度檢驗方法試驗（ISO法）

2.8.1　試驗目的

①掌握水泥膠砂試件制作方法。

②掌握膠砂抗壓強度數據分析及處理方法。

2.8.2　試驗依據

本試驗參考標準為《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）。實驗室環境要求試體成型實驗室的溫度應保持在（20±2）℃，相對濕度應不低于50%。試體帶模養護的養護箱或霧室溫度保持在（20±1）℃，相對濕度不低于90%。試體養護池水溫度應在（20±1）℃范圍內。

本方法適用于40mm×40mm×160mm棱柱試體的水泥抗壓強度和抗折強度測定。試體是由按質量計的一份水泥、三份中國ISO標準砂，用0.5的水膠比拌制的一組塑性膠砂制成。膠砂用行星攪拌機攪拌（圖2-10），在振實臺（圖2-11）上成型。也可使用頻率2800～3000次/min，振幅0.75mm振動臺成型。試體連模一起在濕氣中養護24h，然后脫模在水中養護至強度試驗。到試驗齡期時將試體從水中取出，先進行抗折強度試驗，折斷后每截再進行抗壓強度試驗，抗壓強度試驗夾具如圖2-12所示。

2.8.3　試驗設備及耗材

行星式水泥膠砂攪拌機、水泥膠砂抗折抗壓試驗機、40mm×40mm×160mm膠砂試模、水泥膠砂振實臺、播料器、刮尺、天平（量程不小于1000g，分度值不大于1g）、混凝土標準養護箱、水泥膠砂養護箱、水泥、中國ISO標準砂［（1350±5）g/袋，規格0.5～2.0mm］、自來水、量筒。

2.8.4　試驗步驟

①準確稱量水泥（450±2）g、標準砂一袋（1350±5）g、自來水（225±1）g，當用量筒稱量自來水時，量取精度應達到±1mL。

②用濕布擦拭潤濕水泥砂漿攪拌機攪拌鍋、攪拌葉片、播料器、刮刀。

③將稱量好的砂倒入攪拌機的加砂裝置中。注意：有些攪拌機加砂裝置在加砂過程中會漏出一小部分砂，此時應事先采取措施把漏出的砂接到容器并再次加入加砂裝置。

④把水加入攪拌鍋內，再加入水泥，立即把攪拌鍋放在固定架上，上升至固定位置。

⑤開動機器低速攪拌30s后，在第二個30s開始時程序自動打開砂斗開關均勻將砂子加入，自動高速攪拌30s。

⑥停拌90s，在此90s內用一膠皮刮尺將葉片和鍋壁上的膠砂，刮入鍋中間。在高速下繼續攪拌60s，攪拌結束。

注意：各個攪拌階段，時間誤差應在±1s以內。

⑦試件的制備

a.檢查40mm×40mm×160mm試模內部是否均勻涂刷一層油，如果未刷油，需先刷油。

b.將空試模和模套固定在振實臺上。

c.用一個適當勺子直接從攪拌鍋里將膠砂分兩層裝入試模，裝第一層時，每個槽里約放300g膠砂，用大播料器垂直架在模套頂部沿每個模槽來回一次將料層播平，接著振實60次。

d.再裝入第二層膠砂，用小播料器播平，再振實60次。

e.移走模套，從振實臺上取下試模，用一金屬直尺以近似90的角度架在試模模頂的一端，然后沿試模長度方向以橫向鋸割動作慢慢向另一端移動，將超過試模部分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情況下將試體表面抹平。

f.去掉留在模子四周的膠砂，在試模上作標記或加字條標明試件編號和成型日期。

⑧試件的養護

a.立即將做好標記的試模放入霧室或濕箱的水平架子上養護，濕空氣應能與試模各邊接觸。養護時不應將試模放在其他試模上。一直養護到規定的脫模時間時，取出脫模。

b.脫模前，用防水墨汁或顏料筆對試體進行編號和做其他標記。2個齡期以上的試體，在編號時應將同一試模中的3條試體分在2個以上齡期內。

c.對于24h齡期的，應在破型試驗前20min內脫模。對于24h以上齡期的，應在成型后20～24h之間脫模。

注意：如經24h養護，會因脫模對強度造成損害時，可延遲24h脫模，但在實驗報告中應予說明。

d.已確定作為24h齡期試驗（或其他不下水直接做試驗）的已脫模試體，應用濕布覆蓋至做試驗時為止。

e.將做好標記的試件立即水平或豎直放在（20±1）℃水中養護，水平放置時刮平面應朝上。

f.試件放在不易腐爛的篦子上，并彼此間保持一定間距，以讓水與試件的六個面接觸。養護期間試件之間間隔或試體上表面的水深不得小于5mm。

注意：每個養護池只養護同類型的水泥試件。最初用自來水裝滿養護池（或容器），之后應隨時加水保持適當的恒定水位，不允許在養護期間全部換水。除24h齡期或延遲至48h脫模的試體外，任何到齡期的試件應在試驗（破型）前15min從水中取出。擦去試件表面沉積物，并用濕布覆蓋至試驗開始為止。試件齡期是從水泥加水攪拌到開始試驗時算起。不同齡期強度試驗時間允許波動范圍見表2-2。

⑨強度試驗

a.將試件一個側面（禁止成型面受壓）放在試驗機支撐圓柱上，試件長軸垂直于支撐圓柱，通過加荷圓柱以（50±10）N/s的速度均勻地將荷載垂直地加在棱柱體相對側面上，直至折斷，記錄下相應的抗折強度值或折斷載荷，精確到0.1MPa或1N。

b.抗壓強度試驗通過規定的儀器，在半截棱柱體的側面（禁止成型面受壓）上進行。半截棱柱體中心與壓力機壓板受壓中心蓋應在±0.5mm內，棱柱體露在壓板外的部分約有10mm。在整個加荷過程中以（2400±200）N/s的速度均勻地加荷直至破壞，記錄下相應的抗壓強度值或破壞載荷，精確到0.1MPa或1N。

2.8.5　數據處理

（1）抗折強度

抗折強度應按式（2-15）進行計算：

　?。?-15）

式中　Rf——試件的抗折強度，MPa；

Ff——折斷時施加于棱柱體中部的荷載，N；

L——支撐圓柱之間的距離，mm；

b——棱柱體正方形截面的邊長，mm。

各試體的抗折強度記錄至0.1MPa，以一組三個棱柱體抗折結果的平均值作為試驗結果，計算精確至0.1MPa。當三個強度值中有超出平均值±10%的值時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。

（2）抗壓強度

抗壓強度應按式（2-16）進行計算：

　?。?-16）

式中　Rc——試件的抗壓強度，MPa；

Fc——破壞時的最大荷載，N；

A——受壓部分面積，mm2。

各個半棱柱體得到的單個抗壓強度結果計算精確至0.1MPa，以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度測定值的算術平均值作為試驗結果，計算精確至0.1MPa。如六個測定值中有一個值超出六個平均值的±10%，就應剔除這個結果，而以剩下五個的平均數為結果。如果五個測定值中再有超過它們平均數±10%的值時，則此組結果作廢。

2.8.6　思考題

①水泥膠砂試件成型時為何要分兩層裝料？

②ISO法水泥膠砂強度試驗中的砂有何質量要求？

③水泥膠砂抗壓強度試驗數據處理有何要求？