工程材料试验ppt课件完整版

1、第1章 建筑材料的基本性质 材料内部被空气占据的空间称为孔隙。孔隙分为开口孔隙和闭口孔隙，开口孔隙分为：开口贯通和开口不贯通。 另外，孔隙按尺寸大小分为三种：微细孔隙孔径0.01mm毛细孔隙 0.01mm 孔径1.0mm闭口气孔开口气孔1.1 密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度，（绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积）。用表示。密度，kg/m3；m材料在干燥状态下的质量，kg；V干燥材料的绝对密实体积，m3。 钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。 大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积（排液法）。材料磨的越细，测得的密度数

2、值就越精确。砖、石等材料的密度即用此法测得。图 1-1 李氏瓶 (单位：mm)1.2 表观密度 材料在自然状态下单位体积的质量成为表观密度，用0表示。0表观密度，kg/m3；m材料的质量，kg；V0材料在自然状态下的体积，m3。 自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积。1.3 堆积密度 散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量成为堆积密度，用0表示。0 堆积密度，kg/m3；m 材料的质量，kg；V0 材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积），m3。 测定散粒材料的堆积密度时，按一定的方法将散粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器的容积。1、孔隙

3、率P 指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体积的百分率。开口孔隙率：闭口孔隙率： 孔隙率与密实度的关系：P+D=11.4 孔隙率与空隙率2、空隙率P 散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为： 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙课堂练习：1、有一卵石试样，洗净烘干后质量为1000g，将其浸水饱和，用布擦干表面称重为1005g，再装入盛满水后重为1840g的广口瓶内，然后称重为2475g，试求试样的表观密度。解： 已知m=1000g， V0=V排开水=2、一块标准尺寸的黏土砖(240mm115mm53mm)，干燥状态质量为2420g，吸

4、水饱和后为2640g，将其烘干磨细后称取50g，用排水法测得体积为19.2cm3，试求Pk和Pb解： 开口孔隙率 Pb=P-Pk=36.5%-13.7%=22.8%0=m/V0=2420/(2411.55.3)=1.65g/cm3 =m/V=50/19.2=2.60g/cm3 闭口孔隙率 Pb=P-Pk1.5 材料的吸水率 材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水性，常用质量吸水率来表示。吸水率包括质量吸水率(W质)和体积吸水率（W体）两种。Ww材料的质量吸水率，；m干材料干燥状态下的质量，g；m饱材料吸水饱和状态下的质量，g。1、质量吸水率Wv材料的体积吸水率，；V0材料干燥状态下的体积，cm

5、3；V水材料吸水饱和状态下的体积， cm3 。2、体积吸水率 Wv 与Ww 之间的关系： Wv=Ww0。0为材料在干燥状态下的表观密度。课堂练习： 3、一质量为8.1Kg的干混凝土试块，体积为150mm150mm150mm ，质量吸水率为4，试求混凝土试块的表观密度及体积吸水率。解： 已知条件：m干8100g；V0(自然状态下的体积)15cm15cm15cm3375cm3；Ww4；求：0、Wv （V0自然状态下的体积) Wv= Ww0=4%2.4=9.6%4、红砖干燥时表观密度为1900Kg/m3，密度为2.5 g/ cm3，质量吸水率为10，试求该砖的孔隙率和体积吸水率。解： 已知条件：01

6、900Kg/m3；2.5g/cm3；Ww10；求：P、Wv （V0为自然状态下体积，V为实际体积）Wv= Ww0=10%1.9=19%第2章 水泥2.1 细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性能的重要指标。 颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应越快，凝结硬化快。但是也不宜过细，过细一方面硬化时收缩大、易产生裂缝；另一方面也会大大增加粉磨的能耗，成本提高。 硅酸盐水泥的细度用比表面积法表示：单位质量的水泥粉末缩具有的总表面积，单位是m2/kg。现行国标规定，硅酸盐水泥比表面积应不小于300m2/kg。 对于其它几种通用水泥，常用筛余百分率来表示细度。用80m或45m的方孔筛对水泥试样进行

7、筛分试验，用筛余（）表示。筛余（）越大，说明水泥越细。筛分法测水泥细度负压筛法： 用方孔筛对水泥试样进行筛分试验，用筛余百分数来表示细度。水泥要预先烘干。 国标规定，普通硅酸盐水泥80m的方孔筛的筛余不得大于10，45m的方孔筛的筛余不得大于30。水筛法：水泥细度筛电烘干箱2.2 标准稠度用水量 标准稠度用水量：指水泥拌制达到规定稠度时的用水量（以占水泥质量的百分率表示），硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般是在2430之间。 标准稠度用水量是检验水泥其它性质，如凝结时间和体积的安定性等的前提。2.3 水泥的凝结时间 凝结时间凝结时间分为初凝和终凝。 由加水搅拌到水泥开始失去塑性的时间称为初凝时间。

8、由加水拌合到水泥浆体完全失去塑性并开始产生强度的时间称为终凝时间。 规定凝结时间的意义：初凝时间不宜过早是为了有足够的时间进行搅拌、运输、浇注和振捣等施工操作；终凝时间不宜过长是为了使混凝土尽快硬化，产生强度，尽快拆去模板，提高模板周转率，以便能连续施工。 GB规定：硅酸盐水泥的初凝时间不早于45min，终凝时间不超过390min即6.5h，其它几种水泥的终凝时间不得超过10h。水泥净浆搅拌仪维卡仪2.4 体积安定性 水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。 当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀，会导致水泥石开裂、翘曲等现象，称为体积安定性不良。 引起水泥体积安

9、定性不良的原因主要有熟料中含有过量的游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)或掺入的石膏过多。 熟料中所含有的f-CaO或f-MgO水化缓慢，往往在水泥硬化后才开始水化，这些氧化物在水化时体积剧烈膨胀使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，石膏与水化铝酸钙反应生成钙矾石，使体积膨胀，也会引起水泥石开裂。 GB规定：硅酸盐水泥的体积安定性用沸煮法（分试饼法和雷氏法）必须合格。熟料中MgO的含量不超过5.0，三氧化硫（石膏带入）不超过 3.5。雷氏夹沸煮箱膨胀测定仪2.5 强度与强度等级 水泥强度是表示水泥力学性能的一项重要指标。根据GB/T 175-2007规定，硅酸盐水泥分为4

10、2.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级（R为早强型）。国家标准规定，各强度等级水泥在各龄期的强度值不得低于表中的数值。强度等级 抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0试验步骤：先把水加入锅里，再加水泥，固定好锅，开机低速搅拌30s。在30s60s内均匀的将砂子加入，快搅30s。停拌90s，再继续高速搅拌60s。 水泥强度

11、试验采用的是水泥胶砂试验：水泥:砂:水1:3:0.5，通常一组试验用量为：水泥450g，砂1350g，水225g。将搅拌好的砂浆填到试模中，一组试验要求装一个模具，成型三块试件。成型好的试件试件尺寸：4040160mm试件振实以后刮平表面，放入养护室养护，1天后脱模，将试件放入20的水中养护至规定龄期，测试强度。一般要求3d、7d、28d。抗折与抗压试验练习： 硅酸盐水泥的强度等级测定，在抗折试验机和压力试验机上的试验结果读数如下表，试评定其强度等级。抗折破坏荷载（N）抗压破坏荷载（KN）龄期3d28d3d28d试验读数结果1400310055、58110、1301900330060、7013

12、7、1401800320058、62136、137平均值(MPa)4.37.536.785.0解：3 d抗折： =0.00234F=0.002341400=3.3MPa f=0.00234F0.0023419004.4 MPa f4.2 MPa 三值平均4.0 MPa 二值平均4.3 MPa 28d抗折：f=7.3 MPa，f7.7 MPa，f=7.5 MPa 三值平均7.5 MPa（舍去） 3d抗压： f=34.4 MPa， f=36.3 MPa， f=37.5 MPa, f=43.8 MPa, f=36.3 MPa, f=38.8 MPa 六值平均37.9 MPa 五值平均36.7 MPa

13、 28d抗压： f=68.8MPa, f=81.3MPa, f=85.6MPa, f=87.5MPa, f=85.0MPa, f=85.6MPa 六值平均82.3 MPa 五值平均85.0 MPa硅酸盐水泥的强度等级为：52.5 (舍去)(舍去)第3章 混凝土骨料试验 细骨料砂 混凝土的骨料按其颗粒大小不同分为细骨料和粗骨料。粒径为0.15mm4.75mm的岩石颗粒称为细骨料，粒径大于4.75mm的称为粗骨料。 普通混凝土的细骨料主要采用天然砂和人工砂。 表观密度大于2500Kg/m3，松散堆积密度大于1350 Kg/m3，空隙率小于47。 天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的岩石颗

14、粒。按产源不同，天然砂分为河砂、湖砂、山砂、江砂和海砂。 除山砂外，表面光滑、洁净、颗粒多为球状，拌制的混凝土拌和物流动性好，但与水泥之间的粘结力较差；其中河砂的品质最好，应用最多。山砂表面粗糙，颗粒多棱角，与水泥间有很好的粘接，但拌制的混凝土拌和物流动性较差。当缺乏天然砂时，可采用人工砂。 人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。 机制砂由机械破碎、筛分制成的，表面粗糙，颗粒多棱角，经过除土处理后较清洁，但成本较高。 混合砂是由机制砂和天然砂混合制成的。 GB/T146842011建设用砂规定，砂的技术要求包括：有害杂质含量的限值、细度和颗粒级配及物理性质的要求等。根据技术要求从高到底，把

15、砂分为I类、II类、III类三种类别： I类宜用于高强混凝土（C60） II类宜用于C30C60的混凝土和抗冻、抗渗及其它要求的混凝土。 III类宜用于C30的混凝土和建筑砂浆。1 、砂的筛分 (1)砂的粗细程度 是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度，常用细度模数（Mx）表示。细度模数越大，表示砂越粗，细度模数越小，表示砂越细。 (2)砂的颗粒级配 指不同粒径砂粒的分布情况。用级配区或级配曲线来表示。骨料级配合理，可获得较小的空隙率和比表面积。这样不仅可节约水泥，而且可改善混凝土的和易性，提高混凝土的强度和耐久性。 同样粒径的砂粒堆积两种粒径的砂粒堆积三种粒径的砂粒堆积砂的粗细程度和颗粒

16、级配，常用筛分析方法进行评定。称取试样500g（过9.5mm的筛），将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛(孔径依次为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm)上进行筛分。(3)砂的筛分试验 然后称取各筛上的筛余量，计算各筛的分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6。筛孔尺寸/mm分计筛余/%累计筛余/%4.75a1 A1=a12.36a2 A2=a1+a21.18a3 A3=a1+a2+a30.60a4 A4=a1+a2+a3+a40.30a5 A5=a1+a2+a3+a4+a50.15a6 A6

17、=a1+a2+a3+a4+a5+a6 建筑用砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为：粗砂：3.73.1；中砂：3.02.3； 细砂：2.21.6。 并根据累计筛余计算细度模数Mx 砂的颗粒级配用级配区或级配曲线（筛分曲线）来表示。一般情况下级配良好的砂各级配的累计筛余百分数应落在同一区间内。筛孔尺寸累计筛余百分率(%) 区（粗砂区）区（中砂区）区（细砂区）9.50mm0004.75mm100 100 100 2.36mm3552501501.18mm653550102500.60mm 8571704140160.30mm9580927085550.15mm100901009010

18、090筛孔尺寸累计筛余百分率(%) 区（粗砂区）区（中砂区）区（细砂区）9.50mm0004.75mm100 100 100 2.36mm3552501501.18mm653550102500.60mm 8571704140160.30mm9580927085550.15mm100901009010090 先以A4（0.60mm筛的累计筛余百分率）定出级配区，如果其它累计筛余率均在此级配区的级配范围之内，说明该砂的级配合格。 若有误差（除A1、A4外），允许误差总和不得超过5，也属于级配合格，否则级配不合格。2、表观密度 砂的表观密度是砂颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。通常情况下，砂的表

19、观密度不小于2500kg/m3。 图3-4 500mL容量瓶3、堆积密度 砂粒在堆积状态下的质量除以其堆积体积(既含颗粒内部的孔隙，又含颗粒之间空隙在内的总体积)，称堆积密度。砂的堆积密度分为松散堆积密度和紧密堆积密度。 取试样一份，用漏斗或料勺将试样从容量筒中心上方50mm处徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈锥体，且容量筒四周溢满时，即停止加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平(试验过程应防止振动容量筒)，称出试样和容量筒总质量，精确至1g。 4、含泥量和泥块含量 混凝土用砂应颗粒坚实、清洁、不含杂质。砂中的有害杂质主要有：泥、泥块、硫化物、硫酸盐和氯盐、有机物(塑料)、轻物

20、质(草根、树叶、树枝)、云母及活性二氧化硅等。 泥、泥块、云母（层状结构、质轻、强度较低、易风化）粘附在砂的表面，使水泥石与砂的粘接力下降，降低混凝土强度、耐久性。同时，泥、泥块会使混凝土变得干稠，从而增加拌和用水量，使混凝土的干燥收缩变大。 砂中的含泥量是指粒径小于0.075mm的粘土、淤泥、石屑的总量；泥块含量是指砂中大于1.18mm，经水洗、手捏后变成小于0.6mm的块状粘土。 称取试样500g，精确至0.1g。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高于试样面约150mm，充分搅拌均匀后，浸泡2h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离，并使之悬浮或溶于水中。缓缓地将浑浊液

21、倒入1.18mm及0.075mm的套筛（1.18mm筛放置上面）上，滤去小于0.075mm的颗粒。试验前筛子的两面应先用水润湿，在整个试验过程中应注意避免砂粒丢失。 再次加水于容器中，重复上述过程，直到容器内洗出的水目测清澈为止。 用水淋剩留在筛上的细粒。并将0.075mm筛放在水中（使水面略高出筛中砂粒的上表面）来回摇动，以充分洗除小于0.075mm的颗粒。然后将两只筛上剩留的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入搪瓷盘，置于温度为1055的烘箱中烘干至恒重。取出来冷却至室温后，称试样的重量。 课堂练习：（1）某砂样经筛分试验，各筛的筛余量如下表所示。试计算其细度模数并判定其级配情况。筛孔尺（m

22、m）4.752.361.180.600.300.150.15筛量（g）2080100100758540分计筛余率(%)累计筛余率(%)4 16 20 20 15 17 84 20 40 60 75 92 100细度模数： 对照砂细度模数的范围，Mx2.8在2.33.0之间，可知该砂属于中砂。 根据A460知道砂属于II区砂，其它各筛的累计筛余率均未超出II区砂的规定范围，因此该砂样级配合格。 粗骨料石子 普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石两类。 卵石是由自然风化、崩裂、水流搬运和分选、堆积形成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。按其产源不同可分为河卵石、海卵石、山卵石等。 碎石是天然岩石或卵石

23、经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。 天然的卵石表面光滑、多为球形，与水泥的粘结力较差，用卵石拌制的混凝土拌和物和易性好，但混凝土硬化后强度较低；且卵石堆积的空隙率和表面积小，拌制混凝土时水泥浆用量较少。 碎石表面粗糙、多棱角，与水泥有很好的粘接，用碎石拌制的混凝土拌和物流动性较差，但混凝土硬化后强度较高。 常用粗骨料表观密度约为2600Kg/m3 2700Kg/m3 ，碎石的松散堆积密度约为1300Kg/m3 1400Kg/m3，空隙率约为45左右。卵石的松散堆积密度约为1400Kg/m3 1600Kg/m3，空隙率约为35%45。 根据GB/T146852001建筑用卵

24、石、碎石，按卵石、碎石的技术要求从高到底，可将其分为I类、II类、III类三种类别： I类宜用于高强混凝土（C60） II类宜用于中强（C30C60）的混凝土和抗冻、抗渗及其它要求的混凝土。 III类宜用于低强（C30）的混凝土。1 、含泥量和泥块含量 含泥量：指粒经小于0.075mm的颗粒含量； 泥块含量：指粒经大于4.75mm经水洗、手捏后小于2.36mm的颗粒含量。根据试样的最大粒径，称取试样一份，精确至1g。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高于试样面约150mm，充分搅拌均匀后，浸泡2h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与石子分离。缓缓地将浑浊液倒入1.18mm及0.0

25、75mm的套筛上（1.18mm筛放置上面），滤去小于0.075mm的颗粒。试验前筛子的两面应先用水润湿，在整个试验过程中应注意避免大颗粒流失。再次加水于容器中，重复上述过程，直到容器内洗出的水清澈为止。用水冲洗剩留在筛上的细粒。并将0.075mm筛放在水中（使水面略高出筛中砂粒的上表面）来回摇动，以充分洗除小于0.075mm的颗粒。然后将两只筛上剩留的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入搪瓷盘，置于温度为1055的烘箱中烘干至恒重。取出来冷却至室温后，称试样的重量，精确至1g。 2 、针、片状 颗粒含量 针、片状 颗粒含量：卵石、碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级平均粒径2.4倍的细针状颗粒；

26、厚度小于平均粒径0.4倍的为片状颗粒。 针片状颗粒易折断，相互堆积的孔隙大，其含量多时，可使混凝土拌和物的流动性和强度降低。 分别用规准仪逐粒检验，凡颗粒长度大于针状规准仪上相应间距者，为针状颗粒；颗粒厚度小于片状规准仪上相应孔宽者，为片状颗粒。称量试样的质量，精确至1g。 规准仪3 、筛分试验(1)最大粒径：粗骨料公称粒级的上限，用DM表示。 粗骨料的最大粒径增大，空隙率及表面积都减小，包裹粗骨料所需的水泥浆量就减少，可节约水泥，有助于提高混凝土的密实性、减少混凝土的发热和收缩，对大体积混凝土有利。 但骨料最大粒径也不宜过大，建筑行业中混凝土骨料的最大粒径不宜超过40mm，水工混凝土的最大粒

27、径可达120mm150mm。此外还受结构尺寸、钢筋疏密及施工条件的影响。(2)颗粒级配 大小不一的粗骨料相互组合搭配的比例关系叫做颗粒级配。级配良好的石子其空隙率和总表面积均较小，可获得较大的堆积密度。石子的级配好坏对混凝土强度等性能的影响比砂更明显。石子的颗粒级配同样采用筛分法测定。常用方孔筛筛孔尺寸为4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5等，根据需要可选用更大尺寸的筛。筛分方法和砂的相似，从大到小取各级筛的累计筛余，与相关规范的要求相对照，看是否满足要求。 粗骨料级配有连续级配和间断级配两种。连续级配是从最大粒径开始，从大到小每一粒级都占有适当的比例。连续级配颗粒级差小

28、，配制的混凝土性能良好，在工程中被广泛采用。 间断级配是人为剔除某些中间粒级颗粒，大颗粒的空隙由比空隙小的颗粒填充。间断级配颗粒级差较大，空隙率降低明显，可减少水泥用量，但是新拌出来的混凝土容易出现离析。 单粒级是指大部分颗粒粒级集中在某一种或两种粒径上的颗粒，单粒级便于分级储运。通过不同的组合，可以配制不同要求的骨料级配。工程中不宜采用单粒级粗骨料配制混凝土。4 、表观密度 石子的表观密度是石子颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。通常情况下，石子的表观密度应大于2500kg/m3。测定石子的表观密度有静水天平法和广口瓶法。图3-6 静水天平取试样一份装入吊篮，并浸人盛水的容器中，液面至少高

29、出试样表面50mm。浸水24h后，移放到称量用的盛水容器中，并用上下升降吊篮的方法排除气泡(试样不得露出水面)。吊篮每升降一次约1s，升降高度为30mm50mm。测定水温后，准确称出吊篮及试样在水中的质量，精确至5g。称量时盛水容器中水面的高度由容器的溢流孔控制。提起吊篮，将试样倒人浅盘，放在干燥箱中于1055下烘干至恒量，待冷却至室温时，称出其质量，精确至5g。称出吊篮在同样温度水中的质量，精确至5g。称量时盛水容器的水面高度仍由溢流孔控制。5 、强度 石子作为混凝土的“骨架”，对混凝土的强度有着至关重要的影响。 可采用岩石立方体抗压强度和压碎指标两种方法检验卵石、碎石的强度。能找到母岩的碎

30、石直接测其抗压强度；找不到母岩的碎石和卵石可测其压碎指标。 （1）岩石的立方体抗压强度 将碎石的母岩制成直径与高均为5cm 的圆柱体试件或边长为5cm的立方体试件，在吸水饱和状态下，测定其极限抗压强度值。 根据标准规定：岩石立方体抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于1.5。火成岩不小于80MPa，变质岩不小于60MPa，水成岩不小于30MPa。（2）压碎指标 压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度，其值越小，说明强度越高。 将一定质量（3000g）的气干状态下粒经9.519mm的石子装入标准圆模内，放在压力机上均匀加荷至200KN，保持5s。卸荷后称取试样质量G1

31、，然后用孔径为2.36mm的筛筛除被压碎的细粒，称出筛余量G2，按下式计算压碎指标值Qc：压碎指标值越小，表明石子抗压强度越高。压碎值试验第4章 粉煤灰试验4.1 含水率将粉煤灰放入规定温度的烘干箱内烘至恒重，以烘干前和烘干后的质量之差与烘干前的质量之比确定粉煤灰的含水率。称取粉煤灰试样约50g，精确至0.01g，倒入蒸发皿中。将烘干箱温度调整并控制在在105110。将粉煤灰试样放入烘干箱内烘至恒重，取出放在干燥器中冷却至室温后称量，精确至0.01g。4.2细度同水泥细度相似，粉煤灰的细度也是一项重要的技术指标。一般情况下，粉煤灰粉磨的越细，减水效果越好，活性越高。 将粉煤灰样品置于蒸发皿中，

32、放入烘干箱内烘干至恒重，温度调整并控制在在105110。称取粉煤灰试样约10g，精确至0.01g，倒入45m方孔筛网上，将筛子置于筛座上，盖上筛盖。接通电源，将定时开关固定在3min，开始筛析。负压表的值应稳定在4000Pa6000Pa。若负压小于4000Pa，则应停机，清理收尘器中的积尘后再进行筛析。筛析过程中应轻轻敲打筛盖，防止吸附。3min后筛析自动停止，停机后观察筛余物，如出现颗粒成球、粘筛或有颗粒沉积在筛框边缘，用毛刷将细颗粒轻轻刷开，再筛析13min直至筛分彻底为止。将筛网内的筛余物收集并称量，精确至0.01g。4.3 需水量比粉煤灰的需水量比是指达到相同胶砂流动度(130mm14

33、0mm)时，受检胶砂的需水量与基准胶砂需水量的比。需水量比小，表明粉煤灰的减水效应越好。 试验胶砂配比按表4-4确定，称取规定质量的材料。按GB/T 17671水泥胶砂拌制方法拌制胶砂。首先调整对比胶砂的用水量。将拌制好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小抹刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次，如图4-4所示。随后，装二层胶砂，装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次，如图4-5所示。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二人之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶

34、砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以接近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起，立刻开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25s1s内完成25次跳动。跳动完毕，用卡尺测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，取整数，单位为mm。该值结尾该水量的胶砂流动度。调整水量，使流动度达到130mm140mm时，记录用水量w1。按照相同的方法，调整试验胶砂的用水量，使流动度同样达到130mm140mm时，记录用水量w2。4.4 烧失量烧失量指粉煤灰中未燃尽的碳颗粒所占的比例，粉煤灰中碳含量越大，降低减水效

35、应和活性效应。烧失量对流动性的影响较大，特别是掺入外加剂时。碳粒对外加剂的吸附作用较强，导致外加剂的作用下降，混凝土的流动性收到影响。 称取一定质量的粉煤灰，放入烘箱内在烘干至恒重，温度调整并控制在在105110。瓷坩埚在干燥器内干燥至恒重。称取瓷坩埚的质量，避免用手直接接触。取烘干后的粉煤灰约1g，放入干燥的瓷坩埚中，称取试样和瓷坩埚的总质量，精确至0.0001g。将盛有试样的瓷坩埚放入高温炉内，从低温开始逐渐升高温度，在95025下灼烧约1525min。取出坩埚置于干燥中，冷却至室温，称取试样和瓷坩埚的总质量，精确至0.0001g。4.5 活性指数粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料取代水泥，是因

36、为它具有一定的潜在胶凝性质，即具有一定的活性。不同品质的粉煤灰的活性差异很大，通过测定活性指数可以定量评价粉煤灰的活性。通过测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定试验胶砂的活性指数。试验胶砂配比按表4-7确定，称取规定质量的材料。将对比胶砂和试验胶砂分别按GB/T 17671水泥胶砂拌制方法拌制、试件成型和养护。将试件养护至28天，按GB/T 17671水泥胶砂试件强度测试方法测定对比胶砂和试验胶砂的抗压强度。第5章 混凝土减水剂试验 5.1 减水率减水剂的减水率可以通过测定基准混凝土与具有相同坍落度的掺外加混凝土用水量的差来确定，也可以测定水泥胶砂掺加减水剂以后用水量的变化

37、，从而评定胶砂的减水率。二者有争议时，以混凝土减水率为准。 拌制基准混凝土。采用公称容积为60L的单卧轴式强制搅拌机(如图5-1所示)。每盘拌合量不小于20L，不宜大于45L。出料后，人工翻版均匀，再进行坍落度的测试。通过调整用水量的大小，使基准混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。拌制掺加减水剂的受检混凝土。减水剂为粉状时，将水泥、砂、石、减水剂一次投入搅拌机，干拌均匀，在加入拌合水，一起搅拌2min。减水剂为液体时，将水泥、砂、石一次投入搅拌机，干拌均匀，再加入掺有减水剂的拌合水一起搅拌2min。出料后，人工翻版均匀，进行坍落度的测试。通过调整用水量的大小，使受检混凝土的坍落度达到规

38、定值，记录此时的用水量。5.2 泌水率比混凝土在浇注后，因固体颗粒下沉，水上升并在混凝土表面析出的现象称为泌水。泌水使混凝土的上层含水量增大，下层含水量减少，水灰比不同，使得混凝土的质量不均匀。（上层强度低，耐磨性差）；导致骨料与水泥、粗骨料与砂浆、钢筋与混凝土之间的粘结力下降；泌水停留在粗骨料下表面并绕过粗骨料上升，形成连通孔，降低了混凝土的密实度。从而降低强度和耐久性；泌水使得表面疏松，产生起皮或粉尘现象，影响混凝土的外观质量。因此泌水率不能过大是混凝土施工质量控制的一个重要内容。按照5.1.1的配备比和方法拌制基准混凝土。通过调整用水量的大小，使基准混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用

39、水量。用湿布润湿容积筒，将混凝土拌合物一次装入，在振动台上振动20s，然后用抹刀轻轻抹平，试样表面应比筒口边低约20mm，加盖以防止水分蒸发。自抹面开始计算时间，在前60min，每隔10min用吸液管吸出泌水一次，以后每隔20min吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前，应将筒底一侧垫高约20mm，使筒倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞量筒，最后计算出总的泌水量，精确至1g。按照5.1.1的配备比和方法拌制掺加减水剂的受检混凝土。通过调整用水量的大小，使受检混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。5.3 含气量混凝土在搅拌过程中会引入一定量的气泡，含

40、气量的表示方法为混凝土的气泡体积与全部混凝土体积之比的百分数。含气量试验方法参见本书第6章混凝土含气量试验 5.4 凝结时间差凝结时间主要用来帮助控制混合和运输的时间，对于混凝土或早强型减水剂来说，凝结时间是一个重要的参数。 凝结时间的试验方法参见本书第6章混凝土凝结时间试验。凝结时间差是指掺减水剂的混凝土的凝结时间与基准混凝土凝结时间的差值，根据GB 8076-2008，掺外加剂的混凝土凝结时间差应满足表5-8的规定。5.5抗压强度比外加剂的掺入可能会对混凝土的强度产生一定的影响，不同类型的减水剂影响的效果也不尽相同。为了保证混凝土的强度能够满足结构构件安全的需要，GB 8076-2008规

41、定减水剂的抗压强度比应满足表5-12规定。抗压强度的试验方法参见本书第6章混凝土强度试验。第6章 混凝土试验混凝土拌合物制备(1)试验室拌制混凝土拌合物在试验室制备的方法依据GB/T 50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准。(1)一般规定在试验室制备混凝土拌合物时，拌合时试验室的温度应保持在205，所用材料的温度应与试验室温度保持一致。需要模拟施工条件下所用的混凝土时，所用原材料的温度宜与施工现场保持一致。试验室拌制混凝土时，材料用量应以质量计。称量精度：骨料为1%；水、水泥、掺合料、外加剂均为0.5%。掺外加剂时，掺入方法应按照相关规定。拌制混凝土所用的各种工具应预先用水润湿，

42、使用完毕必须及时清洗。使用机械拌制时，拌合前应预拌适量的砂浆或混凝土进行涮膛(用与正式拌合的混凝土配合比相似)，使搅拌机内壁粘附一层砂浆，以避免正式拌合时水泥砂浆的损失。从试样制备完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min。 人工拌和a.按所定配合比称取原材料，若骨料含水则应在用水量中扣除，并相应增加其各种材料的用量。b.将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，翻拌直至颜色混合均匀，加入石子，再翻拌至混合均匀为止。c.将于混合料堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水，倒入一半左右在凹槽中( 勿使水流出)，然后仔细翻拌，并徐徐加人剩余的水，继续翻拌，每翻拌一次，用铲在混合料上铲切一

43、次，直到拌和均匀为止。拌和时力求动作敏捷，尽快拌合均匀。d.拌好后，根据试验要求，立即做坍落度测定或试件成型。从开始加水时算起，全部操作须在30min内完成。e.将用过的工具清洗干净，打扫卫生。机械搅拌a.按所定配合比称取原材料，若骨料含水则应在用水量中扣除，并相应增加其各种材料的用量。b.用按配合比的水泥、砂和水组成的砂浆及少量石子，在搅拌机中进行涮膛，以免正式拌和时影响拌合物的配合比。c.开动搅拌机，向搅拌机内依次加人石子、砂和水泥，干拌均匀，再将水徐徐加入，全部加料时间不超过2min，水全部加入后，继续拌和2min。d.将拌合物自搅拌机卸出，倾倒在拌板上再经人工拌和12min，即可做坍落

44、度测定或试件成型。从开始加水时算起，全部操作必须在30min内完成全部操作。e.清洗工具和搅拌机，打扫卫生。(2)施工现场取样依据GB/T 50080-2002规定，施工现场混凝土的取样应符合下述规定：同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。取样量应多于试验所需量的1.5倍，且不宜小于20L。混凝土拌合物的取样应具有代表性，宜采用多次采样的方法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中的约1/4处、1/2处和3/4处之间分别取样，从第一次取样到最后一次取样不宜超过15min，然后人工搅拌均匀。从取样完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min。新拌混凝土性能 （1） 坍落度 坍落度

45、法是迄今为止历史最悠久也是使用最广泛地测试方法。 它最早在1922年作为ASTM（美国材料与试验协会的英文缩写,其英文全称为American Society for Testing and Materials）标准出现。 坍落度筒是用金属板制成的圆台形筒。上口径100mm，下口径200mm，高度300mm。上下截面平行，且与锥体轴心垂直，筒外焊有两个把手，近下端焊有脚踏板，筒的内壁光滑。 捣棒的端部磨圆。为方便加料，设置一个加料漏斗。坍落度筒 试验步骤： a.首先用湿布擦拭坍落度筒及其它可与混凝土接触的用具，将坍落度筒置于水平地面上，漏斗置于坍落度筒顶部并用双脚踩紧踏板。 b.用小铲将拌好的拌

46、和物分三层装入筒内，每层装入高度约为筒高的1/3，每层要用捣棒沿螺旋方向由边缘向中心插到25次。插到底层时应贯穿整个深度，超导其它层时，要插至下一层的表面。坍落度测定注意：从标杆的下侧读数。 c.插捣完毕，除去漏斗，用抹刀刮去多于拌和物，并抹平，清除筒四周拌和物，在510秒内垂直平稳的提起坍落度筒，将筒放在拌和物旁，坍落度等于模具的高度和在底板上的混凝土样品的高度的差值。读数以mm计，精确至5mm。 根据坍落度大小，可将混凝土拌合物分成4级：大流动性混凝土，160mm流动性混凝土，100150mm塑性混凝土，5090mm低塑性混凝土，坍落度1040mm （2） 维勃稠度试验 对于干硬性混凝土，

47、和易性测定常采用维勃稠度试验:维勃稠度仪 将新拌混凝土按坍落度试验方法装入维勃仪的容量筒中的坍落度筒内，缓慢垂直提起坍落筒，将透明圆盘置于新拌混凝土锥体顶面（圆盘可上下移动，随拌和物振动下沉，圆盘也跟着下沉）。 启动振动台，用秒表测出其受振坍平，振实、透明圆盘的底面完全为水泥浆布满所经历的时间（以S计），即为维勃稠度，也称工作度。 维勃稠度代表新拌混凝土振实所需的能量，时间越短，表明越易被振实。它能较好的反映干硬性混凝土在振动作用下便于施工的性能。 混凝土拌合物根据维勃稠度大小分为4级:级别名称维勃稠度(s)V0V1V2V3 超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 313021

48、2011105 （3）混凝土的容重 即混凝土的密度，通过称量一定体积混凝土的质量来评价。通常当骨料最大粒径为31.5mm时，采用5L的容重筒。高与内径均为186mm2mm，壁厚3mm。5L容重筒 对于集料最大粒径大于31.5mm的拌合物所采用的试样筒，其内径与高均应大于集料最大粒径的4倍。测试方法如下：（1）测定容量筒容积用水来标定。（2）拌制混凝土。（3）擦净容量筒，称其质量G1(千克）。（4）将混凝土拌和物装入容量筒内，在振动台上振至表面翻浆。（5）沿容量筒口刮除多余的拌合物，抹平表面，将容量筒外部擦干净，称其质量G0容重（Kg/m3）= （4）混凝土的凝结时间凝结时间是一个重要的参数，它

49、主要用来：（1）帮助控制混合和运输的时间；（2）测试不同的凝结，控制外加剂的有效性（缓凝或加速剂）；（3）帮助计划完成操作的时间表。测试混凝土凝结时间的方法：贯入阻力仪 通过4.75mm的过滤网，取混凝土的砂浆成分装在容器内捣实，接着测量指针穿入砂浆25.4mm所需要的作用力。 所选用的指针一般有100mm2，50mm2，20mm2三种。显示屏可读出力的大小。 通过作用力和指针面积计算穿透阻力的压强。普通混凝土3h后开始测试，然后每隔30min进行一次测试。对于缓凝型混凝土，开始测量的时间可以适当的向后推迟。 初始凝结和最终凝结分别定义为穿透阻力为3.5MPa和27.6MPa。对应的时间为混凝

50、土的初凝和终凝时间。（5）混凝土的压力泌水 压力泌水试验是反映混凝土在一定压力作用下的保水性能，尤其适用于泵送施工的混凝土，是表征其稳定性的一个重要参数。 试验方法： 混凝土拌合物应分两层装入压力泌水仪的缸体容器内，每层的插捣20次。每一层捣完后用橡皮锤轻轻沿容器外壁敲打510次，进行振实，直至拌合物表面插捣孔消失并不见大气泡为止；并使拌合物表面低于容器口以下约30mm处，用抹刀将表面抹平。 将容器外表擦干净，压力泌水仪按规定安装完毕后应立即给混凝土试样施加压力至3.2MPa，并打开泌水阀门同时开始计时，保持恒压，泌出的水接人200mL量筒里；加压至10s时读取泌水量V10，加压至140s时读

51、取泌水量V140。 压力泌水率用下式计算(精确至1%)（6）混凝土的含气量 混凝土在搅拌过程中会引入一定量的气泡，含气量的表示方法为混凝土的气泡体积与全部混凝土体积之比的百分数。试验方法：用湿布擦净容器和盖的内表面，装人混凝土拌合物试样并捣实。用刮尺刮平，在正对操作阀孔的混凝土拌合物表面贴一小片塑料薄膜，擦净容器上口边缘，装好密封垫圈，加盖并拧紧螺栓。关闭操作阀和排气阀，通过加水阀，向容器内注入满水，关闭加水阀和排水阀。开启进气阀，用气泵注入空气至气室内压力略大于0.1MPa，待压力示值仪表示值稳定后，微微开启排气阀，调整压力至0.1MPa，关闭排气阀。开启操作阀，待压力示值仪稳定后，测得压力

52、值P01 (MPa)，重复上述步骤对容器内试样再测一次压力值P02 (MPa) ，取P01、P02的算术平均值，按压力与含气量关系曲线查得含气量A0(精确至0.1%) 。（1） 混凝土立方体抗压强度 普通混凝土力学性能试验方法(GB/T 500812002)规定，制作150mm150mm150 mm的标准立方体试件(在特殊情况下，可采用150mm300mm的圆柱体标准试件)。 在标准条件(温度202，相对湿度95%以上)下或在温度为202的不流动的水中养护到28d，所测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强度，以fcu表示。 一、抗压强度混凝土的强度 当采用非标准尺寸的试件时，应换算成标准试件的强

53、度。换算方法是将所测得的强度乘以相应的换算系数：试件尺寸(mm )骨料最大粒径(mm)强度换算系数 100100100150150150200200200 31.5 40 63 0.9511.05混凝土压力机 一组试验要求三块，取平均值。如果3个测量值中最大值或最小值有一个与中间值之差超过中间值的15，则取中间值；如果两个值与中间值的差均超过中间值的15，则该组试验无效。试验方法与结果的处理：（2）混凝土轴心抗压强度 实际应用中的混凝土结构很多是棱柱体或圆柱体，实际长度比受力面积要大得多，为了能更好的反映混凝土实际抗压性能，提出了轴心抗压强度。 普通混凝土力学性能试验方法(GB/T 50081

54、2002)规定，采用150mm150mm300mm的棱柱体作为标准试件，测得的抗压强度为轴心抗压强度fcp。 混凝土的轴心抗压强度fcp与立方体抗压强度fcu之间具有一定的关系，通过大量试验表明：在立方体抗压强度fcu为1055MPa的范围内，fcp(0.70.8)fcu。 二、抗拉强度 混凝土的抗拉强度比较低，只有抗压强度的1/201/10，并且混凝土强度等级越高，这个比值越小。所以混凝土在工作时，一般不依靠其承受拉力。 抗拉强度主要用来评价混凝土的抗裂性，并且与混凝土和钢筋的粘结强度有密切关系。抗拉强度越大，抗裂性越好，混凝土与钢筋的粘接强度也越大。 实验室测试混凝土的抗拉强度，可采用轴心

55、受拉试验和劈裂试验来测得混凝土的抗拉强度。直接手拉试验操作比较复杂，且结果不准确。一般采用的是劈裂试验方法：试件尺寸为150mm150mm150mm立方体标准试件。劈拉试验示意图劈拉试验装置试验结果计算：fts混凝土立方体的劈裂抗拉强度（MPa）F破坏载荷（N）A试件的劈裂面面积（mm2）三、抗弯强度（抗折强度） 工程中混凝土也有很多情况下是承受弯应力（混凝土梁），它是道路、中的重要参数。抗折强度的试件尺寸飞机跑道等混凝土设计为150mm150mm600mm (或550mm) ，也可采用 100mm100mm400mm的非标准试件，计算结果乘以0.85的系数。主要有三等分加荷法和中心点加荷法。

56、三等分加荷法中心点加荷法中国主要采用的是三等分加荷法：抗折试验装置抗折试验结果处理：式中：ff抗弯拉强度（MPa） F破坏载荷（N） L支座间距离(标准试件 时为450mm) b试件截面（断面）宽度（mm） h试件截面高度（mm） 一组三个试件，结果处理方式与抗压强度相似。 注意：如果有一根试件的断裂面出现在加荷点外侧，则按另外两根的试验结果计算。如果有两根试件均出现断裂面位于加荷点外侧，则该组结果无效。一、混凝土的弹性模量1、应力应变曲线 应力：物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前

57、的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。 应变：物体受力产生变形时，用以描述某一点处变形的程度的力学量。 混凝土的变形性能混凝土的应力应变曲线：应变应力0BADC 混凝土加荷时，沿0AB到B点，卸掉载荷以后，不会回到原点，而是沿BCD回到D点。 为总应变， 为弹性变形， 为残余变形。 当荷载不超过混凝土抗压强度的5060时，反复加荷，残余变形将保持不变，这时可认为应力应变成正比关系。2、静弹性模量 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（胡克定律），其比例系数称为弹性模量。 根据静载荷作用下的应力应变曲线算出的弹性模量，称为静弹性模量。 混凝土的静弹性模量，通常取40轴心抗

58、压强度的应力以下割线模量（应力应变曲线上任一点与原点连线的斜率）。用Eh表示。应变应力0割线模量3、动弹性模量 用动力学方法（共振法、超声法）在很小的应力状态与周期性交变荷载下测定的弹性模量称为弹性模量。动弹性模量通常比静弹性模量大。动弹模仪动弹性模量测试： 测点涂凡士林： 中心 5mm 发射 接收二、混凝土的徐变 混凝土在持续荷载的作用下随着时间而增长的变形称为徐变。混凝土的徐变早期增长较快，随后逐渐减慢，并趋于稳定。时间应变0AB 对混凝土结构的桥梁而言，混凝土徐变既有其有利的方面，亦有不利的方面。 对于大型混凝土桥梁的大体积塔基或锚锭等，混凝土徐变可松弛一部分由于温度收缩所产生的温度应力

59、，避免或减少出现裂缝。 但徐变又可引起预应力钢筋混凝土结构的预应力损失，以及塔柱和桥面的长期过大变形。由于混凝土徐变可能产生不利的后果，如国内外一些大跨度桥梁中出现过大的变形，故倍受工程界关注。徐变试验装置三、混凝土的收缩变形 收缩是混凝土的一个重要性质，存在于混凝土从浇筑到凝结硬化的整个阶段。收缩会导致结构内部产生裂缝和变形，从而降低结构的强度和耐久性。因而研究混凝土的收缩具有重要的意义。 （一）混凝土的收缩分几种类型： 塑性收缩 化学收缩 干燥收缩 温度收缩 碳化收缩 （1）塑性收缩 是指混凝土硬化前，还处于塑性状态时发生的收缩。产生塑性收缩的原因是固体颗粒下沉，以及混凝土的失水。 当混凝

60、土具有一定的强度的时候,不能通过塑性变形来适应塑性收缩，此时就会发生塑性收缩开裂，也就是产生裂缝。 （2）化学收缩 混凝土的化学收缩是指在混凝土内水泥水化的过程中，水化产物的绝对体积同水化前水泥和水的绝对体积之和相比有所减少的现象。 （3）温度收缩 混凝土的温度收缩又称冷缩，是指混凝土内部由于水泥水化温度升高，最后又冷却到环境温度时产生的收缩。 高强混凝土早期的水化速度快，水化放热量大，从而温降收缩应力大，与普通混凝土相比更容易发生温度收缩开裂。 （4）干燥收缩 干燥收缩是指混凝土停止养护后，在不饱和空气中失去内部水分而引起的收缩，简称干缩。 混凝土的水分蒸发干燥过程是由表及里进行的，整个过程