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1、土木工程材料试验,主讲人：刘 军、陈彦文、 李连君、孙小巍,土木工程材料试验,建筑材料的实验课是建筑材料课程的一个重要环节，它将基本理论与生产实际紧密地结合起来。通过实验课。学生可以进一步巩固所学的理论知识，同时还可以掌握建筑材料的实验方法和技术，提高实际动手能力。 建筑材料实验是测试材料质量的一种手段，为正确评价材料性能，科学地、经济地、合理地选用材料提供依据。在实验过程中，设备性能、客观条件和操作方法的不同，将导致实验结果出现误差，因此，进行每个实验之前，都应充分复习所学的理论知识，了解材料的性能、质量标准和操作标准。,在实验操作中要认真、细致的按实验要求的内容操作，并随时做出详细记录，要
2、注意发现问题和解决问题，及时填好实验报告。 根据专业设课的需要，这里选择了水泥、混凝土、砂浆、普通粘土砖、钢材、沥青七个实验，可结合理论课教学的实际需要进行。,作实验前，材料的基本性质试验很重要基本性质实验通过密度、视密度、体积密度、堆积密度的测试，可计算出材料的空隙率极孔隙率，从而了解材料的构造特征，由于材料的构造特征是决定材料强度、吸水率、抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、导热性及吸声等性能的重要因素。因此，了解建筑材料的基本性质，对于掌握材料的特性和使用功能是十分必要的。,实验一 水 泥 实 验,1.取样方法 以同一水泥厂 同期到达的同品种同标号水泥 ，不超过400t作为一个取样单位，不足400
3、t时也应作为一个取样单位。可以从20个以上不同部位抽取等量样品，总数不少于12Kg。 2.养护条件 实验室温度为1725度，相对湿度应大于50%；养护箱内温度1723度，相对湿度应大于30%，养护用水温度应为 1822度。 3.对实验材料的要求 水泥试样应充分拌匀并通过0.9mm方孔筛。试验应用洁净的淡水，各种试验材料及试模均应与实验室温度相同。,一、 细度测定 （一）试验目的 检验水泥的粗细程度，以作为评定水泥质量的依据之一。细度检验方法有负压筛法，水筛法。在没有负压筛检仪和水筛的情况下，允许用受干筛法测定。,（二）主要仪器设备 1.试验筛 试验筛是由圆形筛框和筛网组成，腮网符合SSW0.8
4、0/0.056GB6004，分负压筛和水筛两种，负压筛应附带有透明筛盖，与筛口良好的蜜蜂性。 2.负压筛检仪器 由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成，其中筛座由转速为2832r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体组成。如图 3.水筛架和喷头 其中水筛架上筛座内径为140mm 4.天平 最大称量为100g，分度值不大于0.05g,（三） 实验步骤 水泥样品应充分拌匀并通过0.9mm方孔筛，要记录筛余物情况，防止过筛时混进其他水泥,1.负压筛法 （1）筛析试验前，应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至40006000Pa范围内。 （2）称量试样25g，放于洁净的
5、负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛检仪连续筛检2min。在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物。 （3）当工作负压小于4000Pa应清理吸尘器内水泥，使负压筛恢复正常。,2.水筛法 （1）筛检试验前，应检查水泥中有无泥、砂；调整好水压和水筛架的位置，使其能正常运转，喷头底面和筛网之间距离为3575mm。 （2）称取式样50g ，放于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在 水筛架上，用水压为0.030.07MPA的喷头连续冲洗3MIN。筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心到出清水，烘干并用天平称量筛余物。,3.试验
6、筛的清洗 试验筛必须经常保持洁净，筛孔畅通，如其筛孔被水你堵塞影响筛余量时，可用弱酸浸泡，用毛刷轻轻的刷洗，用淡水冲干净，晾干。,（四）试验结果 计算公式见书。负压筛与水筛法或手工干筛法测定结果发生争议时，以负筛法为基准。,三、标准稠度用水量测定 （一）试验目的 测量水泥净浆达到标准稠度的用水量，以作为水泥凝结时间和安定性实验是所需水量的标准。 （二）主要仪器设备 1.标准稠度和凝结时间测定仪 2.水泥净浆搅拌机器 3.工业天平 4.量筒,（三）实验步骤 1.称取水泥式样500g ,水142.5ml。用湿布将实验的用具抹湿，然后将是水泥到入拌料筒内。 2.置拌料筒于搅拌机上，开动机器，同时徐徐
7、加入式样和水慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s,停机。 3.搅拌完毕后立即浆净浆一次装入锥模筒内，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆，迅速放在试锥下面固定位置上，并将试锥放下，使锥尖和净浆表面接触，拧紧螺钉，然后突然松开螺钉，让试锥自由沉入净浆中，到30s时，拧紧螺钉，记录试锥下沉深度。如用调整用水量法时，以试锥下沉深度为2630m m时的拌合水量为标准稠度用水量。如超过或不足2630mm时，需另称式样，调整用水量重新实验，直到满足上述要求为止。,（四）实验结果 按下式计算；P=（达到标准稠度时的拌和水用量/式样重）*100% 用不变水量法测定时，按下式计算标准稠度用水量：P=
8、33.4-0.185S 其中，S锥下沉的深度mm,三、 凝结时间测定 （一）实验目的 测定水你加水后所需要的初、终凝时间，以评定水泥的性质。 （二）主要仪器步骤 与标准稠度测定时所用的仪器相同，但应将试锥换成试针，锥模改为圆模，还需要一个标准养护箱。 返回键,（三）试验步骤 1.称水泥500克，以标准稠度用水量 按测定标准稠度时拌合净浆的方法调成净浆（加水时要记录时间）一次将净浆装入圆模内，振动数次后刮平，放入养护箱内。 2.试件在湿汽养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定，测定时，从养护箱取出圆模放置于凝结时间测定仪的试针下，使试针与浆面接触，拧紧活动螺钉，此时指针应对准标尺零点，然
9、后突然放松螺钉，试针自由沉入镜内，记录读数。 在最初测定凝结时间时，应轻轻扶持金属棒，使之徐徐降落，以防试针撞弯，但初凝仍以试针自由降落所测的结果为准，临近处凝时，相隔5min测定一次，每隔15min测定一次 。每次测定不得让试针落如原针孔内，且每次测完均需把圆模放回养护箱内，试针用布檫净。 3.自加水时起，至试针沉入净浆中距离底板2.03.0mm时，所需的时间为初凝时间，至试针插入净浆中不超过1.00.5mm时所需的时间为终凝时间。如图所示,混凝土用砂的质量标准及检验方法按JGJ52-79进行，并按规定的取样方法进行取样，以便备用。 一、砂的视密度测定 （一）实验目的 测定砂的单位体积（包括
10、内部封闭孔隙）质量，为计算砂的空隙率和混凝土配合比设计提供数据。,试验二 混凝土用砂、石实验,（二）主要仪器设备 1.托盘天平 2.容量瓶 500ml 3.烘箱 能使温度控制在100110度 4.烧杯 500ml 浅盘 、温度计、漏斗、滴管等。,（三）实验步骤 1.称取已烘干试样300g M， 2.加水至容量瓶刻度处，用抹布檫干瓶外水分，称瓶与水共同的质量 M2 3.将容量瓶中的水倒去约一半后，加入300克试样，摇动容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气体，。然后用滴管加水，使水面至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，檫干瓶外水分，称其质量 M1 在砂的视密度试验过程中测量并控制水温，。试验的各项称量可在15
11、25度的温度范围内进行，但从试样加水静置的最后2h起，直至试验结束，其温度相差不应超过2度。,四）实验结果 O=M/（M+M1+M2）-at,二、砂的堆积密度测定 （一）实验目的 测定砂在松散状态下的单位体积质量，为计算砂的空隙率和混凝土配合比设计提供数据 （二）主要仪器设备 1.台秤 称量5Kg，感量5g 2.容量筒 金属制圆柱形筒，其内径为108mm，净高109mm，筒壁厚2mm 3.漏斗 4.烘箱 温度控制在 100110度 5.小木条 刮平用,（三）试验步骤 （如图） 1.称容量筒重M1，将容量筒放置与于漏斗下用勺将砂装入漏斗中。 2.打开漏斗活门，砂样徐徐流入容量筒中，至筒上面形成锥
12、形为止。 3.用小木条在容量口上面的中心线向两个方向刮平。称容量筒与砂的质量M2。 （四）实验结果 可用下式计算： O=（M2-M1）/VO 以两次实验结果的 算术平均值为测定值。,三、砂的空隙率计算 根据砂的视密度、堆积密度的测定结果，可得： P=（1-O/O)*100% 以两次实验结果的算术平均值为测定值。 四、砂的含水率测定 测量出砂的含谁率为计算混凝土施工配合比使用。 四、砂的含水率测定 测量出砂的含谁率为计算混凝土施工配合比使用。,（二）主要仪器设备 1.烘箱 温度控制在100110度 2.天平 称量1Kg 感量1g 3.干燥器，浅盘等。,（三）实验步骤 1.取砂样各约500g两份，
13、分别放入已知质量的干燥容器中称重，记下每份试样与容器的质量。 2.将容器与试样放置于温度为105度的烘干箱中，称量烘干后试样与容器的质量。,（四）实验结果 沙的含水率可由下式计算： W=（M2-M3）/（M3-M1）*100% W砂的含水率 M1容器质量 M2烘干前试样与容器的质量 M3烘干后试样与容器的质量 最后以两次实验结果的算术平均值为测定值，试验前砂样应盖严，以免水分散失。,五、砂的筛分析测定 （如图） （一）实验目的 测定砂的颗粒级配，计算砂的细度模数，以评定砂的粗细程度，为混凝土配合比设计提供依据。 （二）主要仪器设备 1.标准筛 2.托盘天平 3.烘箱 4.摇筛机 5.浅盘和硬，
14、软毛刷等。,（三）实验步骤 1.试验前，砂样应通过10mm的筛子，并在100110的温度下烘干，冷却到室内温度后备用 2. 准确称量赶砂500g，倒入已按筛空大小顺序排列的套筛的最上一只筛上，盖上盖后将整套筛装入摇筛机，摇动约10min 后取出整套筛子，然后，按筛孔大小顺序，在大搪瓷盘上逐个进行手筛，直到每分钟筛出的数量不超过总质量的0.1%为止，将已通过的颗粒并入下一号筛，顺序过筛，直至各号筛均已筛完为止。如无摇筛机，可直接受筛。 3.分别称取各筛筛余量，所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量之和与筛分前试样总质量相比，其差值不得超过1%。,（四）实验结果 1.分计筛余百分率各号筛上的筛余量除以
15、试样总质量的百分率 2.累计筛余百分率该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛上的分计筛余百分率之和 3.根据各筛的累计筛余百分率 评定该试样的颗粒级配 4.计算试样的细度模数Mx Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-A1/(100-A1),(五)筛分实验应采用两个试样进行，并以其实验结果的算术平均值为测定结果，如果两次实验所得的细度模数之差大于0.2，则应重新进行实验。 返回键,实验三 普通混凝土试验,一、普通混凝土拌合物的坍落度测定 （一）实验目的 1.掌握坍落度测定普通混凝土的拌合物的方法。 2.检验所设计的混凝土配合比是否符合施工和易性的要求，以作为调整混凝土配合比设计控制混凝土质量的
16、依据。,（二）主要仪器设备 1.坍落度筒 由薄钢板或其他金属材制成的圆台形筒，内壁应光滑。筒的尺寸见图： 2.捣棒 直径为16mm，长600mm的钢棒，一端应为磨圆，如图 3.方头小号铁锹，直尺等。,（三）实验步骤 试验前应按所计算出来的混凝土初步计算配合比，计算出试样所需的各种材料用量，骨料的称量应以风干状态为准，如表面含水，则应扣除骨料所含有水分。 1.将所需的各种材料分别用不同的衡器准确称量。 2.采用人工拌和时，应先将坍落度筒内外檫净，用水润湿，把筒放在经过水润湿而不吸水的刚性平板上，其他用具亦需用水湿润。 3.将水泥、砂到在钢板上干拌均匀，加入一部分水搅拌成砂浆，然后加入石子及其余的水，在板上来往翻拌，铲切，直至均匀为止，若用搅拌机拌合，应先将搅拌机筒内壁用水湿润后，倒入石子、砂、水泥干拌1min，再徐徐加水拌2min左右。,4.将水泥放在坍落度筒上，用双脚踏住往筒下的踏板，将混凝土用小铲分三层，均匀地装入筒内，捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次，插捣应沿螺旋方向由外向中心
