🧱 水泥强度
在 40×40×160 mm 标准砂浆试件上测定水泥的抗压和抗折强度。水泥强度等级划分的依据。
要点速览
- 标准: PN-EN 196-1:2016
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 12
- 各步骤合计时间: 29 天 36 分钟
- 试件尺寸: 40 × 40 × 160 mm
- 砂浆配比: 450 g 水泥 + 1350 g CEN 标准砂 + 225 g 水
- 加载速率（抗压）: 2400 ± 200 N/s
概述
水泥抗压（及抗折）强度检验是胶凝材料技术中的基础试验。28 天结果是将水泥划入强度等级（32,5；42,5；52,5 MPa）和早强子等级（N — 普通，R — 高）的依据。试验在尺寸为 40×40×160 mm 的标准砂浆试件上进行。
PN-EN 196-1 标准精确规定了标准砂浆的配比：450 g 水泥 + 1350 g 标准砂（CEN）+ 225 g 水（水灰比 = 0,50）。CEN 标准砂是级配严格规定的有证天然石英砂，由指定实验室生产（如法国 SNL、德国 Normensand GmbH）。使用非标准砂会使结果无效。
砂浆在自动搅拌机中按严格的时间程序搅拌，在三联试模中成型，并在跳桌上振实（60 s 内 60 次）。拆模（24 h 后）后将试件置于 20 ± 1°C 水中养护至试验日（2 或 7 天 — 早期强度，28 天 — 标准强度）。
该试验在水泥工厂生产控制（FPC）、按 PN-EN 197-1 的符合性评定和产品认证中均为强制项目。水泥厂每日开展该试验。检测实验室在市场监督和能力验证（PT）中也开展该试验。
方法原理
将 40×40×160 mm 标准砂浆试件养护规定龄期后，先做抗折试验，随后对折断后的两个半截做抗压试验。抗折试验中，试件置于两个支承（间距 100 mm）上，在跨中以 50 ± 10 N/s 的速率施加集中力。抗压试验中，将半截试件置于两块 40×40 mm 抗压板之间，以 2400 ± 200 N/s 的速率加载。抗压强度 Rc = Fc/1600 [MPa]，其中 Fc — 破坏荷载 [N]。
应用领域
- 水泥强度等级划分（32,5；42,5；52,5 MPa）
- 水泥工厂生产控制（按 PN-EN 197-2 的 FPC）
- 水泥与 PN-EN 197-1 标准的符合性评定
- 新品种水泥的型式检验（ITT）
- 水泥实验室能力验证（PT/ILC）
- 特种水泥（抗硫酸盐、低热）质量控制
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 试件尺寸 | 40 × 40 × 160 mm |
| 砂浆配比 | 450 g 水泥 + 1350 g CEN 标准砂 + 225 g 水 |
| 加载速率（抗压） | 2400 ± 200 N/s |
| 加载速率（抗折） | 50 ± 10 N/s |
| 养护条件 | 水中 20 ± 1°C |
| 试验龄期 | 2 天（早强 R）或 7 天（早强 N）及 28 天 |
标准
- 标准编号
- PN-EN 196-1:2016
- 标准名称（波兰语）
- Metody badania cementu — Część 1: Oznaczanie wytrzymałości
- 标准名称（英语）
- Methods of testing cement — Part 1: Determination of strength
分步操作程序
-
材料准备
将水泥、砂和水调温至 20 ± 1°C。称量：水泥 450 ± 2 g，CEN 标准砂 1350 ± 5 g，水 225 ± 1 g。
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试模准备
清洁三联试模。涂脱模油。装在跳桌上。检查密封性。
-
砂浆搅拌
将水倒入搅拌锅。加入水泥。慢速搅拌 30 s。在 30 s 内加入砂。快速搅拌 30 s。停 90 s。再快速搅拌 60 s。
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试件成型
将砂浆分两层装入试模。每层在跳桌上振实（60 s 内 60 次）。刮平表面。
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初期养护
将试模放入养护室（20 ± 1°C，相对湿度 ≥90%）24 h。用玻璃板覆盖。
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拆模
24 h 后小心脱模。标记（编号、日期）。放入 20 ± 1°C 水槽中。
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水中养护
在 20 ± 1°C 水中养护至试验日。水面须高出试件至少 5 mm。每 2 周换水一次。
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抗折强度试验
从水中取出试件。置于支承上（间距 100 mm）。以 50 ± 10 N/s 加载至破坏。记录破坏荷载 Ff。
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抗压强度试验
将折断的半截试件置于 40×40 mm 压板之间。以 2400 ± 200 N/s 加载至破坏。记录荷载 Fc。
-
结果计算
Rf = 1,5 × Ff × l / b³ [MPa]（抗折，l=100 mm，b=40 mm）。Rc = Fc / 1600 [MPa]（抗压）。结果取 6 个抗压值的平均。
-
评定与分级
将 Rc28 与 PN-EN 197-1 要求比较：32,5 级（≥32,5 MPa）、42,5 级（≥42,5 MPa）、52,5 级（≥52,5 MPa）。核查 Rc2 或 Rc7。
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记录
编制报告：水泥品种、搅拌日期、养护条件、Rf 和 Rc 结果、等级判定。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 水泥试件压力试验机 | Controls Autotest 300、Matest E161/E159、TZB-130（ARHO） | 40 000–150 000 PLN |
| 抗折试验附件 | 支承间距 100 mm，速率 50 ± 10 N/s | 5 000–15 000 PLN（随机配套） |
| 自动砂浆搅拌机 | Controls 65-L0005、Matest E093 — 搅拌程序符合 PN-EN 196-1 | 8 000–20 000 PLN |
| 40×40×160 mm 三联试模 | 符合 PN-EN 196-1 的钢制试模，Controls、Matest | 1 500–4 000 PLN / 只 |
| 跳桌（振实台） | Controls 65-L0030、Matest E095 — 60 s 内 60 次振动 | 5 000–12 000 PLN |
| 恒温水槽 | Controls 65-L0006 — 20 ± 1°C，容积不小于 100 L | 3 000–10 000 PLN |
| 实验室天平 | Radwag PS 6000/C/2，精度 1 g，量程至 6000 g | 2 000–5 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| CEN 标准砂（EN 196-1） | — | 有证石英砂，级配 0,08–2,0 mm，1350 g 包装，生产商：SNL/Normensand |
| 被检水泥 | — | 按 PN-EN 196-7 采取的水泥样品，密封容器保存 |
| 蒸馏水或去离子水 | — | 拌制砂浆（每盘 225 g）及注入养护槽用 |
| 脱模油 | — | 在试模内表面薄涂一层 — 便于试件脱模 |
职业健康与安全
- 压力试验机 — 有挤压危险，须使用防护罩
- 水泥 — 刺激皮肤和眼睛（pH>12），须戴手套和护目镜
- 水泥粉尘 — 称量和搅拌时佩戴 FFP2 口罩
- 破坏时砂浆碎块飞溅 — 须戴护目镜
- 热水（可选）— 用于加速试验
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 196-1:2016 — 《Methods of testing cement — Part 1: Determination of strength》。
该方法的原理是什么？
将 40×40×160 mm 标准砂浆试件养护规定龄期后，先做抗折试验，随后对折断后的两个半截做抗压试验。抗折试验中，试件置于两个支承（间距 100 mm）上，在跨中以 50 ± 10 N/s 的速率施加集中力。
测量范围和准确度是多少？
试件尺寸：40 × 40 × 160 mm；砂浆配比：450 g 水泥 + 1350 g CEN 标准砂 + 225 g 水；加载速率（抗压）：2400 ± 200 N/s；加载速率（抗折）：50 ± 10 N/s。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 29 天 36 分钟。整个程序共 12 个步骤。
需要哪些设备？
水泥试件压力试验机、抗折试验附件、自动砂浆搅拌机、40×40×160 mm 三联试模、跳桌（振实台）、恒温水槽、实验室天平。核心仪器的参考价格（水泥试件压力试验机）：40 000–150 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
水泥强度等级划分（32,5；42,5；52,5 MPa）；水泥工厂生产控制（按 PN-EN 197-2 的 FPC）；水泥与 PN-EN 197-1 标准的符合性评定；新品种水泥的型式检验（ITT）；水泥实验室能力验证（PT/ILC）；特种水泥（抗硫酸盐、低热）质量控制。
需要采取哪些安全防护措施？
压力试验机 — 有挤压危险，须使用防护罩；水泥 — 刺激皮肤和眼睛（pH>12），须戴手套和护目镜；水泥粉尘 — 称量和搅拌时佩戴 FFP2 口罩；破坏时砂浆碎块飞溅 — 须戴护目镜；热水（可选）— 用于加速试验。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 196-1。