报告一-建筑材料基本性质(song)

1、.：.；第 PAGE 7 页 共 NUMPAGES 7 页建筑资料实验报告姓名：宋晓璐同组人姓名：周亦威学号：2006010158班级：结63实验课时间：20071106课程称号：第一课 建筑资料的根本性质实验实验目的掌握资料密度、体积密度和表观密度的定义和测定方法掌握资料吸水率的定义和测定方法掌握资料强度的分类和影响要素了解混凝土试件荷载-挠度曲线的测定方法实验内容测定蒸压灰砂砖、烧结粘土砖和烧结页岩砖的体积密度和质量吸水率预备知识：资料密度是指资料在绝对密实形状下(仅包含实体积)单位体积的质量。资料表观密度是指资料在自然形状下含实体积和封锁空隙单位体积的质量。资料体积密度是指资料在包含实体

2、积、开口和封锁空隙的形状下，单位体积的质量。本实验测资料的表观密度。资料的吸水率可分为：质量吸水率：资料在吸水饱和时，内部吸收水分的质量占枯燥资料总质量的百分率。体积吸水率：资料在吸水饱和时，内部吸收水分的体积占枯燥资料自然体积的百分率。质量吸水率与体积吸水率之间的关系：wv=wm00为资料的表观密度三种砖的组成、烧成制度和特性：粘土砖：以砂质粘土(主要化学成分是SiO2，Al2O3和Fe2O3)为主要原料，在900-1000摄氏度左右进展烧结而成。由于其中的粘土被部分烧结，故具有较多w的孔隙，且多为开口孔隙，所以吸水率较大。页岩砖：以页岩为主要原料，页岩的化学组成与粘土相近，但因其颗粒细度不

3、及粘土，故塑性较差，制砖时常需掺入一定量的粘土，以添加可塑性。灰砂砖：以石灰和天然砂为主要原料，在0.8MPa，175摄氏度的条件下蒸养6小时而成，由其中的Ca(OH)2与SiO2反响消费水化硅酸钙凝胶而产生强度。灰砂砖外观光洁整齐，均匀密实。但不宜用在高水流和高温(大于200摄氏度)的地域，以免发生Ca(OH)2的滤析及Ca(OH)2和水化硅酸钙凝胶的脱水分解。测定蒸压灰砂砖、烧结粘土砖和烧结页岩砖的体积密度实验步骤1测定砖的质量m。2用直尺丈量试件的尺寸准确至mm并计算其体积。对六面体的试件，需在长、宽、高各个方向测定三处，取其平均值并计算体积V。3资料的体积密度=m/V；单位kg/m3。

4、(准确至10 kg/m3)2.1.2. 测定蒸压灰砂砖、烧结粘土砖和烧结页岩砖的质量吸水率实验步骤1测定砖的初始质量m0。2将试件放入容器并逐次加水，以使得试样中的开放空隙均被水所填充。330分钟后，取出试件，抹去外表水分以使其处于饱和面干形状，称量其质量m1。4运用如下公式计算砖的质量吸水率 (准确至0.01%)：察看加荷速率、试件尺寸和承压面形状对混凝土试件抗压强度和破坏形状的影响这是教师演示的实验，分别用五块混凝土试件调查了加荷速率、试件尺寸和承载面形状对混凝土试件极限抗压强度影响。1调查加荷速率和承载面形状的影响：三块尺寸一样100*100*100mm的混凝土试件，第一块和第二块直接承

5、压，加荷速率分别为5kN/s和10kN/s；第三块试件上下外表都垫上胶片承压，加荷速率为5kN/s。记录仪器测出的极限抗压强度。2调查试件尺寸的影响：分别用两块不同尺寸150*150*150mm和100*100*300mm的试件直接承压，150*150*150mm的试件运用加荷速率11.25kN/s，100*100*300mm的试件运用加荷速率5kN/s用100*100mm底面承压，记录仪器测出的极限抗压强度。用Toni 200kN抗折实验机演示混凝土试件荷载-挠度曲线的测定方法这也是教师演示的实验，运用设备为德国Toni 2071型伺服控制抗折实验机最大量程：200kN；可进展力控制加载或位

6、移控制加载。运用试样为尺寸为100*100*450mm的混凝土试样。测试时试样跨距为300mm。三点加载，运用如下的公式计算混凝土的极限抗折强度。实验结果及分析 测定蒸压灰砂砖、烧结粘土砖和烧结页岩砖的体积密度和质量吸水率实验结果3.1.1. 实验数据处置页岩砖：初始质量m0=2.422kg，吸水后质量m1=2.592kg丈量次序123平均值/cm体积V/cm3长/cm23.39 23.45 23.29 23.381301.61宽/cm11.12 11.05 11.10 11.09高/cm5.08 5.01 4.98 5.02可得页岩砖密度= m0/V=1.86103kg/m3，质量吸水率 =

7、7.02%粘土砖：初始质量m0=2.452kg，吸水后质量m1=2.581kg丈量次序123平均值/cm体积V/cm3长/cm23.93 23.96 23.79 23.891416.43宽/cm11.38 11.48 11.2911.38高/cm5.21 5.23 5.205.21可得页岩砖密度= m0/V=1.73103kg/m3，质量吸水率 =5.26%灰砂砖：初始质量m0=2.963kg，吸水后质量m1=3.077kg丈量次序123平均值/cm体积V/cm3长/cm24.09 24.10 24.06 24.081507.90宽/cm11.47 11.50 11.51 11.49高/cm5

8、.48 5.42 5.44 5.45可得页岩砖密度= m0/V=1.97103kg/m3，质量吸水率 =3.85%资料类别与密度和质量吸水率关系用直方图表示如下：3.1.2. 结果及分析：实验结论：1资料表观密度从大到小陈列为蒸压灰砂砖烧结页岩砖烧结粘土砖。 2质量吸水率从大到小陈列为烧结页岩砖烧结粘土砖蒸压灰砂砖。对结果的分析：1资料的表观密度是自然形状下单位体积的质量，自然形状下的体积指资料真实体积与资料内部所含空隙之和，因此影响资料表观密度的两大要素为本身体质和孔隙率的大小。 从第一页的预备知识可知，三者的主要资料均为二氧化硅，蒸压灰砂砖以磨细SiO2与Ca(OH)2在蒸压条件下水热合成

9、水化硅酸钙凝胶，构造均匀密实，外观光洁整齐孔隙率低，所以实践体积占全部体积的比例大，所以表观密度就大了。烧结的砖孔隙率取决于煅烧的温度和时间，所以动摇性较大。而页岩砖页岩密度略大于混合资料密度，所以页岩砖密度稍大于粘土砖密度。2资料经过开口孔隙吸入水分，所以开口孔隙越大，吸水率越大。烧结页岩砖外表最粗糙，孔隙率最大，所以吸水率最高，粘土砖次之，而灰砂砖均匀密实，外观光洁整齐孔隙率低，所以吸水率最小。 所以蒸压灰砂砖的防潮性能最好，但也不宜用在高水流和高温(大于200摄氏度)的地域。而用页岩砖和粘土砖时应留意做好防潮措施。加荷速率、试件尺寸和承载面形状对混凝土试件极限抗压强度影响的测试结果所得数

10、据表格如下：调查要素加荷速率试件尺寸承压面形状极限荷载kN破坏后形状加荷速率&承压面形状5kN/s(0.5MPa/s)100*100*100mm直接接触396.5双倒锥形裂纹10kN/s(1.0MPa/s)直接接触419.0双倒锥形裂纹5kN/s(0.5MPa/s)垫胶片121.0承压面出现蛛网状裂纹，竖向裂开试件尺寸11.25kN/s(0.5MPa/s)150*150*150mm直接接触806.0双倒锥形裂纹5kN/s(0.5MPa/s)100*100*300mm直接接触346.4有错位，剪切破坏分析所得数据和景象，可以得出以下结论：1当试件尺寸和承压面形状不变时，加荷速率越大，混凝土试件极

11、限抗压强度越大。2当试件尺寸和加荷速率不变时，假设在承压面上垫上胶片，其抗压强度明显减小。3当加荷速率和承压面形状不变时，承压面面积越大，抗压强度越大，而高宽比越大，抗压强度越小。对结果的分析：1混凝土试样在受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向变形。由于实验机的上下压板的弹性模量比混凝土大5-15倍，而泊松比那么不大于混凝土的两倍。所以，在荷载作用下，压板的横向应变小于混凝土的横向应变，从而在摩擦力的作用下对试件的横向膨胀起约束作用，对混凝土试件的测试强度也有提高作用，这就是环箍效应。离压板越远，环箍效应越小。当混凝土的受压面光滑如垫胶片时，压板与试件之间的摩擦力减小

12、，环箍效应减小，所以试件出现垂直裂纹，强度降低。2当高宽比一样，承压面积越大时，环箍效应越小，而体积大的试件存在孔隙裂痕等的几率也较大，所以强度小。而当承压面积一样，高宽比加大时，承压面容易与程度面产生微小倾角，而且试件内部剪切应力增大，而环箍效应只在一定范围内存在，高度添加，环箍效应减小，抗压强度也减小。 用Toni 200kN抗折实验机测定混凝土试件荷载-挠度曲线实验结果1总体图示：2单个图示：注：C80 normal agg为：运用石灰石质集料配制的高强度等级混凝土。C30 normal agg为：运用石灰石质集料配制的普通强度等级混凝土。C30 normal agg with fibe

13、r为：运用石灰石质集料配制的掺入1.0%体积掺量钢纤维的普通强度等级混凝土。C30 light agg为：运用陶粒作为集料配制的普通强度等级混凝土。结果：1由C30普通混凝土和C80高强混凝土的曲线对比得到：混凝土的强度等级越高，极限荷载越大，韧性越低。从断面看，C80高强混凝土的骨料与过渡区同时断裂，而C30只是过渡区断裂。由于韧性可用荷载-挠度曲线极限荷载后的面积占总面积的比例来表示可看出C30韧性明显比C80强。2由C30轻集料混凝土和C30普通混凝土的曲线对比得到：混凝土的集料越轻，极限荷载越小，韧性也越小。从断面看，粗骨料的断面比较粗糙，而天然轻集料混凝土的断面大多为天然卵石，比较光

14、滑。从韧性看，轻集料混凝土的韧性小于普通混凝土。3由C30普通混凝土&钢纤维与C30普通混凝土的曲线对比得到：混凝土纤维含量越高，极限荷载就越大，韧性也越好。从断面看，带有钢纤维的混凝土骨料根本断裂，断面残留许多一端伸出的纤维，而普通混凝土断裂的主要为过渡区。从韧性看，C30普通混凝土&钢纤维韧性大于普通混凝土。对结果的分析：1普通混凝土：当受压产生裂痕后，由于内部骨料对裂痕的延伸和扩展具有妨碍作用，所以构造到达极限荷载开裂后曲线仍能平滑下降。2轻骨料混凝土：轻骨料密度较小，颗粒内部存在大量孔隙，孔隙率大，影响其强度。当构造内部产生裂纹时，骨料缺乏以抵抗裂痕的延伸和扩展，所以轻骨料混凝土脆性大，达极限荷载时构造立刻破坏，曲线急剧下降。3高强混凝土：在配制高强混凝土时采用了低水灰比和掺有足够数量的矿物细掺合料和高效减水剂，导致其脆性很高，延性很差，受力破坏为脆性破坏，断面上不仅是过渡区，骨料也已断裂。4钢纤维混凝土：在脆性机体中参与钢纤维，接受资料受的拉应力，阻止裂痕扩展，添加混凝土韧性，使混凝土到达极限荷载时并不立刻被破坏，对混凝土有很好的加强