土木工程材料试验指导书-2006版.doc

山东建筑大学土木工程学院实验报告用纸山东建筑大学土木工程学院实 验 指 导 书课 程： 土木工程材料 专 业： 土木工程 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 试 验 要 求一、 认真学习试验指导书，了解试验目的、所需仪器，熟悉实验要领、实验步骤。二、 试验前教师检查予习情况，检查合格者方可进行试验。三、 试验过程中，严格按照操作规程进行，不得擅自更改试验方法。四、 认真、如实填写试验数据，独立完成试验报告。五、 试验结束后将仪器设备洗刷干净，摆放如初。水泥试验一、 取样水泥出厂前按同品种、同强度等级取样，取样数量不小于12kg。交货时水泥的质量可抽取实物试样以其检验结果为验收依据，可在发货前或交货地取样和签封，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存3个月，一份由买方按规定的项目主方法检验。二、 规试验项目在建筑工程中，主要是检测水泥的物理力学性能，即细度、凝结时间、体积安定性和水泥胶砂强度等四项指标。三、 检测方法及步骤1、 水泥细度检测方法（负压筛法）：（1） 试验步骤：A、 开动负压筛析仪，调节负压至40006000Pa后停机。B、 称取水泥试样25克，置于筛子中，盖上筛盖，开动筛析仪连续筛2分钟。C、 筛毕，将筛余物移至天平称其质量，精确至0.1g。（2） 结果及计算水泥试样筛余百分数按下式计算：计算结果精确至0.1%。水泥细度记录表试样质量（g）25备注筛余物质量（g） 2筛余百分数（%）？结果评定、？2、 水泥标准稠度用水量测定：（1） 试验步骤A、 试验条件：温度202，相对湿度不低于50%。B、 水泥净浆的拌制：先将搅拌锅、搅拌叶片润湿，将500克水泥放入搅拌锅内。将搅拌锅放置在搅拌机锅座上并升至搅拌位置。开动搅拌机，同时徐徐加入拌和用水。慢拌120秒，停15秒，快拌120秒后停机（可采用自动控制搅拌）。取下搅拌锅。C、 调整试杆至与玻璃板接触，调整指针70（S值）。将拌和结束的水泥净浆立即装入圆模内，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆。迅速放入标准稠度测定仪的圆模位置。然后放松，让试杆自由沉入水泥净浆。到试杆停止下沉或30秒时记录指针读数。指针读数6365mm时为标准稠度。整个测试过程应在1分30秒钟内完成。如果指针读数超出6365mm范围，可调整用水量直至指针读数6365mm为止。（2） 试验结果精确至小数一位。标准稠度用水量记录表试验室温度（） 21试验室湿度（%） 60水泥质量（g）500500500用水量（ml）150140145指针读数（）5.08.06.0标准稠度用水量（%）？3、 水泥凝结时间测定：（1） 试验步聚A、 试验条件：温度202，相对湿度不低于90%。B、 将标准稠度的水泥浆立即装入圆模，插捣振动几次并刮平，然后放入养护箱内。记录加水时刻。C、 从养护箱中取出圆模放到凝结时间测定仪上，使初凝时间测定试针由水泥浆表面自由下沉，当试针停止下沉，记录指针读数。当试针沉至距底板41mm时，即为水泥达到初凝状态；测完初凝时间后，将圆模连同水泥浆试件从玻璃板上取下，翻转1800，直径大端向上，小端放在玻璃板上。当终凝时间测定试针在水泥浆表面未留下外环压痕时为水泥浆的终凝状态。记录到达初凝状态的时刻和到达终凝状态的时刻。（2） 结果计算初凝时间=初凝时刻加水时刻终凝时间=终凝时刻加水时刻凝结时间记录表试验室温度（）备 注试验室湿度（%）水泥质量（g）500用水量（ml）加水时刻时 分初凝时刻时 分终凝时刻时 分初凝时间分终凝时间小时结果评定4、 水泥体积安定性：（1） 试验步聚A、 试验条件：温度202，相对湿度不低于90%。B、 试件制作：雷氏夹法：是将标准稠度用水量的水泥净浆装入预先准备好的弹性合格的雷氏夹中，用小刀插捣数次后抹平，盖上75g80g重的玻璃片。养护242小时。试饼法：是用标准稠度用水量的水泥净浆75g左右，搓成小球放到表面涂油的玻璃板上轻轻颠动，使之成为直径70mm80mm、中心厚度为10mm、边缘渐薄的试饼，并用小刀将其表面抹光。养护242小时。C、 测试：雷氏夹法：量取雷氏夹指针之间的距离L0，放入沸煮箱中沸煮3小时后冷却至室温再量取雷氏夹指针之间的距离L1。试饼法：将试饼放入沸煮箱中沸煮3小时后观察表面。（2） 结果评定雷氏夹法：两试件的（L1- L0）平均值不大于5mm时，水泥体积安定性合格。当两个试件的（L1- L0）值相差超过4mm时，应用同一样品立即重做一次试验。试饼法：目测未发现裂缝，用直尺检查也无弯曲的试饼为安定性合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。如雷氏夹法与试饼法测定结果有冲突时，以雷氏夹法为准。试饼法记录表试验室温度（）22备 注试验室湿度（%）70无裂缝、无弯曲的试饼为安定性合格水泥质量（g）500用水量（ml）145检查记录第一块试饼？第二块试饼？结果评定雷氏夹法记录表试验室温度（）备 注试验室湿度（%）两试件的（L1- L0）平均值不大于5mm时，水泥体积安定性合格。当两个试件的（L1- L0）值相差超过4mm时，应用同一样品立即重做一次试验。水泥质量（g）500用水量（ml）试针编号12煮前指针距离L0（）煮后指针距离L1（）增加距离（）两个结果的差值（）平均值（）结果评定5、 水泥胶砂强度：（1） 试验步聚A、 试件成型及养护试验条件：试件在型室温度202，相对湿度不低于50%。试件带模养护室温度202，相对湿度不低于90%。试件养护水槽温度201。试件制作：配合比：水泥：标准砂：水=1：3：0.5。一锅胶砂成型三条试体，每锅材料需要量水泥4502g、标准砂13505g、2251g。搅拌：先将搅拌锅、搅拌叶片用湿抹布润湿。把水加入锅内，再加水泥，把锅放在固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30秒后，在第二个30秒开始的同时均匀地将砂子加入。第三个30秒开始把机器转至高速再搅拌30秒。停90秒，在第一个15秒内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60秒。或采用自动搅拌。成型：胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走套模，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似900的角度架在试模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。养护：脱模应在成型后2024小时之间脱模。脱模后，试件立即作好标记放入201的水中（水平或竖直）养护。水平养护时，刮平面应朝上。养护期间试件之间间隔或试体表面的水深不得小于5mm。B、 强度试验抗折强度：将试件一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴方向垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以50N/s10N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。抗压强度：半截棱柱体放入夹具中间，在整个过程中以2400N/s200N/s的速度均匀加荷直至破坏。（2） 结果计算：要有计算过程抗折强度以三个抗折强度结果平均值作为试验结果。当三个中有超出平均值10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。抗压强度以6个抗压强度平均值的平均值为试验结果。如六个测定值中有超出六个平均值10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均值为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数10%的，则此组结果作废。试验结果精确至0.1MPa。水泥胶砂抗折强度试验记录表龄期试件尺寸破坏荷载（kN）抗折强度（MPa）抗折强度代表值（MPa）宽（）高（）跨距（）3天40401001.79？1.86？1.81？28天4040100水泥胶砂抗压强度试验记录表龄期受压面积（2）破坏荷载（kN）抗压强度（MPa）抗压强度代表值（MPa）3天4040=1600232.96？32.35？32.43？31.27？29.86？31.52？28天4040=16002建筑用砂试验一、 建筑用砂的表观密度（视密度）试验(标准方法) 1、试验采用下列仪器设备。 （1）天平称量1000g，感量lg； （2）容量瓶500ml； （3）干燥器、浅盘、铝制料勺、温度计等； （4）烘箱能使温度控制在105+5； （5）烧杯500mL。 2、表观密度试验步骤： （1）称取烘干的试样300g，精确至1g。装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中。 （2）摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h左右。然后用滴管添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其重量，精确至1g。 （3）倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外表面洗净，再向瓶内注入与第（2）步水温相差不超过2的冷开水至瓶颈刻度线。塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其重量，精确至1g。注：在砂的表观密度试验过程中应测量并控制水的温度，试验的各项称量可以在1525的温度范围进行，从试样加水静置的最后2小时起直至试验结束，其温度相差不应超过2。3、砂子表观密度按下式计算，精确至10kg/m3：式中G0试样的烘干重量(g)G1试样、水及瓶总重(g)G2水及瓶总重(g)以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至10kg/m3；如两次结果之差大于20kg/m3时，应重新取样进行试验。砂子表观密度记录表试 验 次 数12备注干砂质量（g）300300水温： 20 瓶、砂、水的质量G1（g）878825瓶、水的质量G2（g）692630表观密度0（kg/m3）？表观密度平均值（kg/m3）？二、建筑用砂的堆积密度 1、堆积密度试验应采用的仪器设备： （1）天平称量10kg，感量1g； （2）容量筒金属制圆柱形，内径108mm,净高109mm，筒壁厚2mm，容积约为1L，筒底厚为5mm； （3）漏斗或铝制料勺； （4）烘箱能使温度控制在1055； （5）直尺、浅盘等。2、堆积密度试验步骤 取试样一份，用漏斗或铝制料勺，将它徐徐装入容量筒(漏斗出料口或料勺距容量筒筒口不应超过50mm)直至试样装满并超出容量筒筒口。然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其重量，精确至1g。 3、试验结果计算： 堆积密度按下式计算(精确至10kgm3)； 式中：G1容量筒的重量(kg)； G2容量筒和砂重量(kg)； V容量筒容积(L)。以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至10kg/m3。空隙率按下式计算(精确至1)： 式中:P空隙率%； 0砂的堆积密度(kg/m3)； 0砂的表观密度(kg/m3)； 建筑用砂堆积密度记录表试 验 次 数12备注容量筒的质量（kg）1.561.25容量筒的容积（L）11容量筒与砂子的质量G1（kg）2.1952.75砂子的堆积密度0（kg/m3）？堆积密度平均值（kg/m3）？三、建筑用砂筛分析试验1、 筛分析试验采用下列仪器设备：（1）试验筛孔径为9.5、4.75、2.36、1.18mm、600、300、150m的方孔筛，以及筛的底盘和盖各一只。（2）天平称量1000g，感量1g；（3）摇筛机；（4）烘箱能使温度控制在1055；（5）浅盘和硬、软毛刷等。2、筛分析试验步骤： （1）准确称取烘干试样500g,精确置1g。置于按筛孔大小(大孔在上、小孔在下)顺序排列的套筛的最上一只筛(即4.75mm筛孔筛)上；将套筛装入摇筛机内固紧，筛分时间为10min左右，然后取出套筛，再按筛孔大小顺序，在清洁的浅盘上逐个进行手筛，直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1时为止，通过的颗粒并入下一个筛，并和下一个筛中试样一起过筛，按这样顺序进行，直至每个筛，全部筛完为止。 注：无摇筛机时，可改用手筛。 试样在各号筛上的筛余量均不得超过下式的量： 否则应将该筛余试样分成两份，再次进行筛分，并以其筛余量之和作为筛余量。 （2）称取各筛筛余试样的重量(精确至1g)，所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其相差不得超过1。 3、筛分析试验结果计算： （1）计算分计筛余百分率(各筛上的筛余量除以试样总量的百分率)，精确至0.1。 （2）计算累计筛余百分率(该筛上的分计筛余百分率与大于该筛和各筛上的分计筛余百分率之总和)，精确至0.1。（3） 根据各筛的累计筛余百分率计算细度模数和评定该试样颗粒级配分布情况。细度模数计算精确至0.01。 式中：分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m各筛上的累计筛余百分率。（4）筛分试验应采用两个试样平行试验。细度模数以两次试验结果的算术平均值为测定值(精确至0.1)。如两次试验所得的细度模数之差大于0.20时，应重新取试样进行试验。（5）累计筛余百分数取两次试验结果的算术平均值，精确至1%。用于评定砂子的级配。筛分次数筛 孔尺 寸4.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m筛底细度模数1筛余（g）8.53422011090258.5？分计筛余（%）？累计筛余（%）？2筛余（g）116213129992711？分计筛余（%）？累计筛余（%）？累计筛余平均值（%）？颗粒级配试验结论按累计筛余平均值，来样颗粒级配 ？ 要求。颗粒级配 ？ 。细度模数试验结论细度模数平均值为 ？ ，评为 ？ 砂。粗集料（石子）试验一、 表观密度试验1、仪器设备： （1）烘箱一能使温度控制在1055； （2）天平一称量5kg，感量1g； （3）广口瓶1000mL，磨口，并带玻璃片； （4）试验筛孔径为5mm； （5）毛巾、刷子等。 2、测定表观密度试验步骤： 将试样浸水饱和，然后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。 气泡排尽后，向瓶中添加饮用水直至水面凸出瓶口边缘。然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称取试样、水、瓶和玻璃片总重量(m1)； 将瓶中的试样倒入浅盘中，放在1055的烘箱中烘干至恒重。取出，放在带盖的容器中冷却至室温后称重(m。)。将瓶洗净，重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后称重(m2)。 注：试验时各项称量可以在1525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。 表观密度应按下式计算(精确至10kgm3)： 式中：G0烘干后试样重量(g)； G2试样水瓶和玻璃片的共重(g)； G1水、瓶和玻璃片共重(g)；以两次试验结果的算术平均值作为测定值，两次结果之差应小于20kgm3，否则重新取样进行试验。对颗粒材质不均匀的试样，如两次试验结果之差值超过20kgm3，可取四次测定结果的算术平均值作为测定值。石子表观密度记录表试 验 次 数12备注石子干质量（g）10001000水温： 21 瓶、石子、水的质量G1（g）23302455瓶、水的质量G2（g）17201750表观密度0（kg/m3）？表观密度平均值（kg/m3）、？ 二、碎石或卵石的堆积密度和空隙率。 1、堆积密度和紧密密度试验仪器设备： （1）案秤一称量50kg，感量50g，及称量100kg，感量100g各一台； （2）容量筒金属制，其规格见下表；最大粒径，容量筒容积，L尺寸，9.5、16.0、19.0、26.51020829431.5、37.52029429453.0、63.0、75.030360294 （3）平头铁锹； （4）烘箱一能使温度控制在1055； 2、试验步骤：用平头铁锹铲起试样，使石子自由落入容量筒内。此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm左右。装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称到试样和容量筒共重(G2)。 式中：G1容量筒的重量(kg)； G2容量筒和砂重量(kg)； V容量筒容积(L)。以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至10kg/m3。空隙率按下式计算(精确至1)： 式中:P空隙率%； 0石子的堆积密度(kg/m3)； 0石子的表观密度(kg/m3)； 三、石子筛分试验1、筛分析试验采用下列仪器设备：（1）试验筛孔径为90、75.0、63.0、53.0、37.5、31.5、26.5、19.0、16.0、9.50、4.75、2.36的圆孔筛。（2）天平或案秤10，感量1g；（3）烘箱一能使温度控制在1055；（4）浅盘。2、筛分析试验步骤：（1）将试样按筛孔大小顺序过筛，当每号筛上筛余层的厚度大于试样的最大粒径值时，应将该号筛上的筛余分成两份，再次进行筛分，直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的01；当筛余颗粒的粒径大于19mm时，在筛分过程中，充分用手指拨动颗粒。（2）称取各筛筛余的重量，精确至试样总重量的0.1。在筛上的所有分计筛余量和筛底剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比，其相差不得超过l。3、筛分析试验结果： 由各筛上的筛余量除以试样总重量计算得出该号筛的分计筛余百分率(精确至0.1)；每号筛计算得出的分计筛余百分率与大于该筛号各筛的分计筛余百分率相加，计算得出其累计筛余百分率(精确至1)；根据各筛的累计筛余百分率，评定该试样的颗粒级配。筛分析试验记录表筛孔尺寸（mm）筛底2.364.759.5016.019.026.531.537.553.0筛余（g）分计筛余（%）累计筛余（%）颗粒级配试验结论水泥混凝土配合比试验一、 混凝土配合比设计1、 配合比要求、原材料的选择及原材料的性能参数配合比要求混凝土强度等级坍落度要求（）原材料性能水泥品种出厂日期等级密度（g/cm3）砂子细度模数石子最大粒径级配级配视密度（kg/m3）视密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）空隙率(%)空隙率(%)含水量（%）含水量（%）2、 配制强度的确定3、 水灰比计算4、 用水量确定5、 水泥用量确定6、 砂率的确定7、 砂、石用量的计算体积法：质量法：二、混凝土试拌、和易性测定及配合比调整项 目水泥砂子石子水坍落度理 论配合比每立方米用量（kg）？第一次第二次平均值试拌 升用量（kg）？调 整加入量第一次（kg）第二次（kg）调整后材料用量（kg）混凝土实测表观密度= （kg/m3）三、混凝土抗压强度试验1、 试件承压面应与成型时的顶面垂直。试件中心应与试验机下压板中心对准。2、 试压前应测量承压面尺寸，实测尺寸与公称尺寸之差不超过1时可按公称尺寸计算受压面积。3、 加荷时，应连续、匀均。加荷速度应按下表规定执行：混凝土强度等级加荷速度（MPa/S）荷载增加速度（kN/S）C300.30.5MPa/S加荷速度受压面积（2）1000C300.50.8MPa/S加荷速度受压面积（2）10004、 抗压强度计算：试件编号123受压面积（）？破坏荷载（kN）550560580抗压强度（MPa）？抗压强度代表值（MPa）？折算标准试件强度（MPa）？28天抗压强度（MPa）？注（1）以三个试件测值的算术平均值为该组试件的抗压强度代表值。（2）当一组试件中，最大或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值作为该组试件的代表值。（3）当一组试件中，最大或最小值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件试验结果无效。（4）当试件尺寸不为标准试件时，应进行折算。当采用边长为100的立方体试件时，折算系数为0.95。当采用边长为200的立方体试件时，折算系数为1.05。四、试验室配合比的确定1、水灰比的确定： 混凝土强度试