水泥物理力學(xué)性能檢驗培訓(xùn)試題(含答案)一、填空題（每題2分，共20分）1.水泥標準稠度用水量試驗中，采用代用法測定時，當(dāng)試桿下沉深度為（28±2）mm時，對應(yīng)的拌和水量即為標準稠度用水量；若下沉深度小于（13）mm，則需（增加）用水量重新試驗。2.水泥凝結(jié)時間測定時，初凝時間是指從水泥加水拌和至標準稠度凈漿試針下沉至距底板（4±1）mm時的時間；終凝時間是指試針沉入凈漿（0.5）mm（即試針不能在凈漿表面留下痕跡）時的時間。3.水泥安定性試驗采用（雷氏夾法）作為仲裁方法，試驗時雷氏夾試件需在濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護（24±2）小時后，再沸煮（3）小時。4.水泥膠砂強度試驗中，膠砂配合比為水泥：標準砂：水=（1:3:0.5）；試件尺寸為（40mm×40mm×160mm）的棱柱體。5.水泥密度測定采用（李氏瓶法），試驗時以煤油為介質(zhì)，兩次平行試驗結(jié)果的差值不得超過（0.02g/cm3）。6.水泥比表面積測定采用（勃氏法），試驗前需將水泥試樣在（110±5）℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后使用。7.水泥膠砂抗壓強度試驗中，抗壓夾具的受壓面積為（40mm×40mm），加荷速率應(yīng)控制在（2400±200）N/s范圍內(nèi)。8.水泥安定性試餅法判定時，若煮后試餅（無裂縫）且（無彎曲），則安定性合格；若出現(xiàn)（裂縫）或（彎曲），則判定為不合格。9.水泥凝結(jié)時間測定時，維卡儀的試針應(yīng)垂直自由沉入凈漿中，每次測定后需將試針（擦凈），并將圓模（放回濕氣養(yǎng)護箱）中繼續(xù)養(yǎng)護。10.水泥膠砂抗折強度試驗中，抗折試驗機的加荷速率應(yīng)控制在（50±10）N/s，折斷后的兩個半截棱柱體需立即進行（抗壓強度）試驗。二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.水泥標準稠度用水量測定時，代用法中若試桿下沉深度為30mm，則需減少用水量重新試驗。（×）2.水泥初凝時間不合格時，可作為次要工程用水泥降級使用。（×）3.雷氏夾法測定安定性時，沸煮后兩個試件的膨脹值差值不得超過5.0mm，否則試驗無效。（√）4.水泥膠砂強度試驗中，標準砂需符合ISO標準，其二氧化硅含量應(yīng)不低于98%。（√）5.水泥密度測定時，李氏瓶讀數(shù)應(yīng)讀取彎月面下部最低點，且試驗溫度應(yīng)控制在20±1℃。（√）6.水泥比表面積測定時，試樣層的體積需與標定儀器時的體積一致，誤差不超過±0.05mL。（√）7.水泥終凝時間測定時，試針沉入凈漿的深度為0.5mm，即試針在凈漿表面僅留下痕跡。（×）8.水泥安定性試餅法中，若試餅煮后出現(xiàn)放射狀裂縫，說明水泥中游離氧化鈣含量過高。（√）9.水泥膠砂抗壓強度計算時，以一組6個試件的平均值作為結(jié)果，若其中一個數(shù)據(jù)與平均值偏差超過±10%，則剔除后取剩余5個的平均值。（×）10.水泥凝結(jié)時間測定時，濕氣養(yǎng)護箱的溫度應(yīng)控制在20±1℃，相對濕度不低于90%。（√）三、單項選擇題（每題2分，共20分）1.水泥標準稠度用水量測定時，采用標準法（試桿法）的判定依據(jù)是（）。A.試桿下沉深度為28±2mmB.試錐下沉深度為28±2mmC.試桿下沉至距底板6±1mmD.試錐下沉至距底板4±1mm答案：C2.水泥安定性試驗中，雷氏夾兩指針的初始間距應(yīng)為（）。A.10±1mmB.15±2mmC.20±2mmD.25±3mm答案：A3.水泥膠砂強度試驗的標準養(yǎng)護條件為（）。A.溫度20±1℃，相對濕度≥90%B.溫度20±2℃，相對濕度≥95%C.溫度20±1℃，水中養(yǎng)護D.溫度20±2℃，相對濕度≥90%答案：C（注：膠砂試件成型后先在濕氣養(yǎng)護箱養(yǎng)護24h，脫模后在20±1℃水中養(yǎng)護至齡期）4.水泥比表面積測定時，試樣質(zhì)量的計算公式為（）。（ρ為水泥密度，V為試樣層體積，ε為空隙率）A.m=ρ×V×(1ε)B.m=ρ×V×εC.m=ρ×V/(1ε)D.m=ρ×V/ε答案：A5.水泥抗壓強度試驗中，若6個試件的強度值分別為42.5MPa、43.2MPa、41.8MPa、44.0MPa、40.5MPa、45.0MPa，則最終結(jié)果為（）。A.42.8MPaB.43.1MPaC.42.5MPa（剔除40.5MPa后計算）D.試驗無效答案：A（注：6個數(shù)據(jù)的平均值為42.8MPa，最大偏差為(45.042.8)/42.8≈5.1%＜10%，全部有效）6.水泥安定性試餅法中，試餅的成型要求是（）。A.直徑5060mm，中心厚約10mm，邊緣漸薄B.直徑7080mm，中心厚約15mm，邊緣漸薄C.直徑90100mm，中心厚約20mm，邊緣漸薄D.直徑3040mm，中心厚約5mm，邊緣漸薄答案：B7.水泥凝結(jié)時間測定時，若初凝時間測定結(jié)果為120min，終凝時間為240min，則該水泥（）。A.初凝不合格，終凝合格B.初凝合格，終凝不合格C.初凝和終凝均合格（假設(shè)標準要求初凝≥45min，終凝≤600min）D.需重新試驗答案：C8.水泥密度試驗中，李氏瓶內(nèi)煤油的初始體積應(yīng)調(diào)整至（）。A.01mLB.1020mLC.2030mLD.3040mL答案：C（注：通常調(diào)整至20mL刻度附近）9.水泥膠砂抗折強度計算時，公式為（）。（F為破壞荷載，L為支撐圓柱間距，b為棱柱體正方形截面邊長）A.R_f=1.5FL/b3B.R_f=FL/(1.5b3)C.R_f=3FL/b3D.R_f=FL/(3b3)答案：A10.水泥比表面積試驗中，若儀器常數(shù)K=500，試樣透氣時間t=120s，標準試樣比表面積S?=350m2/kg，透氣時間t?=100s，密度ρ=3.10g/cm3，ρ?=3.00g/cm3，則試樣比表面積S為（）。（假設(shè)空隙率相同）A.385m2/kgB.400m2/kgC.396m2/kgD.375m2/kg答案：A（注：公式S=S?×√(tρ?/t?ρ)，代入計算得S=350×√(120×3.00/100×3.10)=350×√(360/310)=350×1.099≈385）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述水泥標準稠度用水量測定（標準法）的操作步驟。答：操作步驟如下：（1）試驗前準備：調(diào)整維卡儀的試桿，使其能自由滑動，檢查試桿降至試模頂面時指針應(yīng)對準標尺零點。（2）稱取水泥試樣500g，按經(jīng)驗水灰比（如0.5）加水，用攪拌鍋和攪拌葉片在低速下攪拌120s（前60s內(nèi)加完水），停拌15s，再高速攪拌120s，得到凈漿。（3）將凈漿一次性裝入試模，用寬約25mm的直邊刀輕輕插搗5次，刮去多余凈漿并抹平，立即放入維卡儀試模座上。（4）啟動維卡儀，使試桿自由沉入凈漿中，記錄試桿停止下沉或釋放試桿30s時的下沉深度。（5）若下沉深度為6±1mm，則該用水量為標準稠度用水量；若不符合，調(diào)整用水量重新試驗，直至達到要求。2.水泥安定性不合格的主要原因是什么？如何通過試驗判定？答：主要原因：水泥中游離氧化鈣（fCaO）、游離氧化鎂（fMgO）含量過高，或石膏（SO?）摻量過多。其中，游離氧化鈣是最常見原因，其水化速度慢，在水泥硬化后繼續(xù)水化產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂。判定方法：（1）雷氏夾法（仲裁法）：測量沸煮前后雷氏夾兩指針尖端的距離，若兩個試件沸煮后膨脹值的平均值≤5.0mm（且每個試件膨脹值≤5.0mm），則安定性合格；否則不合格。（2）試餅法：觀察沸煮后試餅的外觀，若試餅無裂縫、無彎曲，則安定性合格；若出現(xiàn)裂縫或彎曲，則不合格。3.水泥膠砂強度試驗中，影響強度測試結(jié)果的主要因素有哪些？答：主要影響因素包括：（1）原材料質(zhì)量：水泥的實際礦物組成、標準砂的顆粒級配（需符合ISO標準）、拌和水的潔凈度（需為飲用水或符合要求的蒸餾水）。（2）配合比準確性：水泥、標準砂、水的稱量誤差（需精確至±1g），水灰比（0.5）的嚴格控制。（3）攪拌工藝：攪拌機的轉(zhuǎn)速（低速140±5r/min，高速285±10r/min）、攪拌時間（低速120s，停拌15s，高速120s）需符合標準，避免攪拌不勻或過振。（4）成型操作：膠砂裝入試模時的分層裝料（分兩層，每層插搗60次）、振實臺的振動頻率（60次/60s）需規(guī)范，避免試件內(nèi)部存在氣孔。（5）養(yǎng)護條件：濕氣養(yǎng)護箱的溫度（20±1℃）、相對濕度（≥90%），脫模后水中養(yǎng)護的溫度（20±1℃）需嚴格控制，避免溫度波動導(dǎo)致強度偏差。（6）試驗設(shè)備：抗折、抗壓試驗機的精度（需定期校準）、加荷速率（抗折50±10N/s，抗壓2400±200N/s）需符合要求，避免加載過快或過慢影響結(jié)果。4.簡述水泥比表面積（勃氏法）測定的原理及主要操作步驟。答：原理：基于氣體透過法，在一定空隙率下，氣體通過水泥粉體層的流速與粉體的比表面積成反比。通過測量一定量的氣體透過試樣層所需的時間，并與標準試樣的透氣時間對比，計算試樣的比表面積。操作步驟：（1）試樣準備：將水泥試樣在110±5℃下烘干1h，冷卻至室溫，稱取計算好的試樣質(zhì)量（m=ρ×V×(1ε)，通常ε=0.5）。（2）裝樣：將穿孔板放入透氣圓筒，墊1片濾紙，倒入試樣，用搗器均勻搗實至搗器的支持環(huán)與圓筒頂邊接觸，再墊1片濾紙。（3）儀器校準：使用標準試樣（已知比表面積）測定透氣時間，計算儀器常數(shù)K。（4）試樣測試：將裝好試樣的透氣圓筒連接到壓力計上，關(guān)閉閥門，向量管內(nèi)充入水銀至一定高度，打開閥門，記錄氣體透過試樣層的時間t。（5）結(jié)果計算：根據(jù)公式S=K×√(t/ρ)（K為儀器常數(shù)，ρ為水泥密度），計算試樣的比表面積。5.水泥凝結(jié)時間測定時，若出現(xiàn)初凝時間偏短的現(xiàn)象，可能的原因有哪些？答：可能原因包括：（1）水泥礦物組成：鋁酸三鈣（C?A）含量過高，其水化速度快，會加速水泥凝結(jié)。（2）石膏摻量不足：石膏（CaSO?·2H?O）可抑制C?A的水化，若摻量不足，C?A水化未被充分延緩，導(dǎo)致初凝時間縮短。（3）水泥細度：水泥顆粒過細（比表面積過大），水化反應(yīng)表面積增大，水化速度加快，初凝時間提前。（4）養(yǎng)護溫度：濕氣養(yǎng)護箱溫度過高（超過20±1℃），會加速水泥水化進程，導(dǎo)致初凝時間偏短。（5）用水量偏差：若標準稠度用水量測定時實際加水量少于標準值（凈漿偏干），則凈漿稠度偏大，試針下沉困難，可能誤判初凝時間偏短（需重新確認標準稠度用水量是否準確）。五、計算題（每題10分，共20分）1.某水泥試樣進行標準稠度用水量測定（代用法），第一次試驗加水量為145mL，試桿下沉深度為18mm；第二次加水量為155mL，試桿下沉深度為26mm；第三次加水量為160mL，試桿下沉深度為32mm。計算該水泥的標準稠度用水量（精確至0.5%）。解：代用法中，標準稠度用水量以試桿下沉深度為28±2mm（即2630mm）時的用水量為準。第二次試驗下沉深度26mm（接近下限），第三次下沉深度32mm（超過上限），需用線性插值法計算。設(shè)下沉深度28mm時的用水量為P，則：下沉深度從26mm（用水量155mL）增加到32mm（用水量160mL），深度增加6mm，用水量增加5mL。目標深度28mm比26mm大2mm，因此需增加用水量：(5mL/6mm)×2mm≈1.67mL。故標準稠度用水量P=155mL+1.67mL≈156.67mL。水泥試樣質(zhì)量為500g，因此標準稠度用水量（%）=(156.67/500)×100%≈31.3%（精確至0.5%為31.5%）。2.某P·O42.5水泥膠砂抗壓強度試驗，6個試件的破壞荷載分別為62.5kN、64.2kN、61.8kN、63.0kN、60.5kN、65.0kN。計算該水泥的抗壓強度（精確至0.1MPa）。解：抗壓強度計算公式：R_c=F/A，其中A=40mm×40mm=1600mm2=1600×10??m2=1.6×10?3m2。單個試件強度計算：（1）62.5kN/1.6×10?3m2=39.06MPa（2）64.2kN/1.6×10?3m2=40.12MPa（3）61.8kN/1.6×10?3m2=38.62MPa（4）63.0kN/1.6×10?3m2=39.38MPa（5）60.5kN/1.6×10?3m2=37.81MPa（6）65.0kN/1.6×10?3m2=40.62MPa平均值：(39.06+40.12+38.62+39.38+37.81+40.62)/6≈(235.61)/6≈39.27MPa檢查單個數(shù)據(jù)與平均值的偏差：最大偏差為(40.6239.27)/39.27≈3.4%＜10%，所有數(shù)據(jù)有效。最終抗壓強度為39.3MPa（精確至0.1MPa）。六、實操題（10分）題目：水泥安定性（雷氏夾法）試驗操作要求：簡述從試樣制備到結(jié)果判定的完整操作流程，并指出關(guān)鍵注意事項。答案：操作流程：1.試樣制備：稱取水泥試樣100g，按標準稠度用水量（P）加水（100×Pg），用攪拌鍋低速攪拌120s（前60s內(nèi)加完水），停拌15s，再高速攪拌120s，制成標