第9章 建筑材料试验

第九章建筑材料试验第一节建筑材料的基本性质试验一、密度试验（一）试验目的材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。它主要用来计算孔隙率和密实度。而材料的吸水率、强度、抗冻性及耐蚀性都与孔隙的大小及孔隙特征有关。（二）主要仪器设备密度瓶、量筒、烘箱、干燥器、天平、温度计、漏斗和小勺。二、表观密度试验（一）试验目的表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，亦即包括材料内孔隙在内的单位体积的质量。利用表观密度可以估计材料的强度、吸水性、保温性，亦可用来计算材料体积和结构物质量。（二）主要仪器设备烘箱、干燥器、天平、直尺、漏斗和搪瓷盘。第二节水泥的基本性质试验一、水泥细度实验水泥细度检验分水筛法和负压筛法，如对两种方法检验的结果有争议时，以负压筛法为准。硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，采用透气式比表面积仪测定。

（一）实验目的水泥的物理力学性质与细度有关，因此必须测定水泥细度；正确使用仪器设备，并熟悉其性能。（二）实验设备负压筛析仪〔由0.045mm方孔筛、筛座（见图所示）、负压源及收尘器组成〕；天平（感量0.1g）。图

负压筛析仪示意图（三）结果计算以筛余物的质量克数除以水泥试样总质量的百分数，作为试验结果。本试验以一次试验结果作为检验结果。（四）注意事项1.试验过程中留人看守负压仪，如有试样附着在筛盖上，可轻击，使试样落下。2.当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。二、标准稠度需水量实验（一）实验目的通过试验测定水泥净浆达到水泥标准稠度时的用水量，作为水泥凝结时间、安定性试验用水量之一；正确使用仪器设备，并熟悉其性能。（二）实验原理水泥标准稠度净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。（三）实验设备水泥净浆搅拌机、标准稠度与凝结时间测定仪、量水器、天平等（四）实验步骤（略）：边演示边讲解（五）结果计算以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度水泥净浆。标准稠度用水量（P）以拌和标准稠度水泥净浆的水量除以水泥试样总质量的百分数为结果。三、水泥凝结时间实验（一）实验目的水泥的凝结时间的快与慢，直接影响工程安排，测定水泥的凝结时间，可以判断其是否符合标准的要求。本试验以初凝时间测定为主。（二）实验设备标准法维卡仪〔将试杆更换为试针，仪器主要由试针和试模两部分组成〕；其他仪器设备同标准稠度测定。（三）结果计算（1）由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。四、水泥胶砂强度实验（一）实验目的水泥的强度是划分水泥标号的依据，测定水泥的强度，可以判断水泥是否达到所注标号的要求。（二）实验设备水泥胶砂搅拌机、胶砂试件成型振实台；试模（可装拆的三联试模，试模内腔尺寸为40mm×40mm×160mm）、抗折试验机、抗压试验机、抗压夹具、刮平直尺、标准养护箱等。（三）结果计算1.抗折强度（1）每个试件的抗折强度fce,m按下式计算（精确至0.1MPa）：式中F——折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；L——支撑圆柱体之间的距离，mm。L＝100mm；b——棱柱体截面正方形的边长，mm。b＝40mm。（2）以一组三个试件抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有超出平均值±10％时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。试验结果，精确至0.1MPa。2.抗压强度（1）每个试件的抗压强度fce,c按下式计算（MPa，精确至0.1MPa）：式中F——试件破坏时的最大抗压荷载，N；A——受压部分面积，mm2（40mm×40mm＝1600mm2）。（2）以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10％，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均值作为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均值±10％的，则此组结果作废。试验结果精确至0.1MPa。第三节混凝土用骨料试验一、砂的筛分析试验（一）实验目的通过筛分试验来检验细骨料的级配及粗细程度是否符合规范要求，在拌制混凝土时，细骨料的级配和粗细程度，对节约水泥和获得均匀的混凝土有重要影响。（二）实验设备砂样标准筛一套、天平、摇筛机、搪瓷盘等。（三）实验结果处理：1.计算分计筛余率以各号筛筛余量占筛分试样总质量百分率表示，精确至0.1％。2.计算累计筛余率累计未通过某号筛的颗粒质量占筛分试样总质量的百分率，精确至0.1％。如各号筛的筛余量同筛底的剩余量之和，与原试样质量之差超过1％时，须重新试验。3.砂的细度模数按下式计算（精确至0.01）：式中Mx——细度模数；A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm筛的累计筛余百分率。4.累计筛余百分率取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1％。细度模数取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1；如两次试验细度模数之差超过0.20时，须重做试验。二、石子的堆积密度测定（一）实验目的测定石子的松散堆积密度、紧密堆积密度，作为混凝土配合比设计和一般使用的依据。（二）实验设备台称、磅称、容积升、垫棒、直尺、小铲等。（三）结果计算1.计算松散堆积密度：2.计算紧密堆积密度：第四节普通混凝土试验一、普通混凝土和易性试验（－）试验目的采取定量测定流动性，根据直观经验判定粘聚性和保水性的原则，来评定混凝土拌合物的和易性。定量测定流动性的方法有坍落度法和维勃稠度法两种。坍落度法适合于坍落度值不小于10mm的塑性拌合物；维勃稠度法适合于维勃稠度在5～30s之间的干硬性混凝土拌合物。要求集料的最大粒径均不得大于40mm。本试验只介绍坍落度法。（二）主要仪器设备坍落度筒、捣棒（端部应磨圆，直径16mm，长度650mm）、混凝土搅拌机、装料漏斗、小铁铲、钢直尺、抹刀等。（三）注意事项1、第一次搅拌各组采用混凝土搅拌机搅拌，以后的调整搅拌在搅拌板上人工搅拌。2、搅拌机使用前必须经过预搅。3、各组的称料误差不可过大。4、试验过程不可用时过长，否则混凝土要凝结。5、装坍落度筒时插捣的方式必须要注意。6、坍落度筒提起时要垂直向上且动作要有节奏，否则会造成试验失败。二、普通混凝土拌和物试验室配合比调整试验（一）试验目的计算的初步配合比经上步和易性调整后，材料用量将有一定的改变，须进行调整计算，得出试验室的基准配合比。（二）试验仪器设备磅秤、5L的容积升、捣棒、混凝土振实台、小铲、抹刀、标尺。（三）注意事项1、容量筒的外壁在每次称质量前必须擦净。2、注意混凝土振实台在振实试样的过程中的操作。3、在计算中注意是否有单位换算问题。三、普通混凝土强度试验（一）试验目的测定混凝土立方体抗压强度作为混凝土质量的主要依据。（二）主要仪器设备压力试验机（精度不低于±2％，试验时有试件最大荷载选择压力机量程。使试件破坏时的荷载位于全量程的20％～80％范围内）；振动台〔频率（50±3）Hz，空载振幅约为0.5mm〕；搅拌机、试模、捣棒、抹刀等。（三）结果处理1.混凝土立方体抗压强度按下式计算（MPa，精确至0.01MPa）：式中——混凝土立方体试件抗压强度，MPa；P——破坏荷载，N；A——试件受压面积，mm2。2.取标准试件150mm×150mm×150mm的抗压强度值为标准，对于100mm×100mm×100mm和200mm×200mm×200mm的非标准试件，须将计算结果乘以相应的换算系数换算为标准强度。3.以三个试件强度值的算术平均值作为该组试件的抗压强度代表值（精确至0.1MPa）。三个测值中的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15％时，取中间值作为该组试件的抗压强度代表值；如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15％时，则该组试件的试验结果无效。第五节建筑砂浆试验一建筑砂浆稠度试验（一）试验目的通过测定砂浆稠度，可以测得达到设计稠度时的加水量，或在现场对稠度控制，保证施工质量。（二）主要仪器设备砂浆稠度测定仪、捣棒、台秤、拌锅、拌板、量筒、秒表等。（三）结果评定以两次测定结果的平均值作为砂浆稠度测定结果。如果两次测定值之差大于20mm，应重新拌和砂浆测定。（四）注意事项1、圆锥筒内砂浆只允许作一次测定，重测时应重新取样测定。2、在砂浆面与圆锥尖刚接触时，一定要调整指针对准零点。3、从放开螺丝同时计时，由专人负责计时。二、砂浆分层度试验

（一）试验目的测定砂浆在运输及停放时保水能力及砂浆内各组分的相对稳定性，来评定砂浆的和易性。（二）主要仪器设备分层度测定仪（即分层度筒，）；其它用具同砂浆稠度试验。（三）试验结果以两次试验的平均值作为该砂浆的分层度值。若两次分层度值之差大于20mm，则应重新做试验。三、建筑砂浆抗压强度试验（一）试验目的检验砂浆强度是否满足设计和施工需要。（二）主要仪器设备压力试验机；试模（70.7mm×70.7mm×70.7mm，有无底试模和有底试模两种）；捣棒、垫板等。（三）结果评定1.按下式计算砂浆的抗压强度（MPa，精确至0.1MPa）：式中P——试件的破坏荷载，N；

A——试件的受压面积，mm2。

2.以六个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，精确至0.1MPa。当六个试件强度的最大值或最小值与平均值之差超过平均值的20％时，以中间四个试件强度的平均值作为该组试件的抗压强度值。第六节砌墙砖及砌块性能试验一、烧结普通砖试验1．试验目的

通过测定烧结普通砖的抗压强度，作为评定砖强度等级的依据。掌握《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）、《烧结普通砖》（GB/T5101-1998），正确使用仪器设备。

2．主要仪器设备

1）压力试验机；

2）抗压试件制备平台；

3）锯砖机或切砖器、直尺、镘刀等。3、试验步骤测量每个试件连接面或受压面的长L(mm)、宽b(mm)尺寸各两个，分别取其平均值，精确至1mm。将试件平放在加压板的中央，垂直于受压面加荷，加荷应均匀平稳，不得发生冲击和振动。加荷速度以5kN／s±0．5kN／s为宜，直至试件破坏为止，记录最大破坏荷载P(N)。二、混凝土小型空心砌块试验方法

1．试验目的

通过测定混凝土小型空心砌块的抗压强度，作为评定砌块强度等级的依据。掌握《混凝土小型空心砌块》GB/T4111-1997，正确使用仪器设备。2．主要仪器设备

1）材料试验机；2）钢板；3）玻璃平板；4）水平尺。3、试验步骤1)测量每个试件的长度和宽度分别求出各个方向的平均值（长度在条面的中间，宽度在顶面的中间，高度在顶面的中间测量，每项在对应两面各测一次），精确至lmm。2)将试件置于试验机承压板上，使试件的轴线与试验机压板的压力中心重合，以10kN/s—30kN/s的速度加荷，直至试件破坏。记录最大破坏荷载P。若试验机压板不足以覆盖试件受压面时，可在试件的上、下承压面加辅助钢压板。辅助钢压板的表面光洁度应与试验机原压板同，其厚度至少为原压板边至辅助钢压板最远角距离的三分之一。第七节钢筋试验一、钢筋拉伸试验1、试验目的

测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率三个指标，作为评定钢筋强度等级的主要技术依据。掌握《金属材料

室温拉伸试验方法》（GB/T228-2002）和钢筋强度等级的评定方法。2．主要仪器设备

1）万能试验机；

2）钢板尺、游标卡尺、千分尺、两脚爪规等。3、试验步骤1）屈服强度与抗拉强度的测定：（1）调整试验机测力度盘的指针，使对准零点，并拔动副指针，使与主指针重叠。（2）将试件固定在试验机夹头内，开动试验机进行拉伸。拉伸速度为：屈服前，应力增加速度每秒钟为10Mpa；屈服后，试验机活动夹头在荷载下的移动速度为不大于0.5Lc/min（不经车削试件Lc=L0+2h1）。（3）拉伸中，测力度盘的指针停止转动时的恒定荷载，或不计初始瞬时效应时的最小荷载，即为求的屈服点荷载P5。（4）向试件连续施荷直至拉断由测力度盘读出最大荷载，即为求的抗拉极限荷载Pb。2）伸长率的测定（1）将已拉断试件的两端在断裂处对齐，尽量使其轴线位于一条直线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙，则此缝隙应计入试件拉断后的标距部分长度内。（2）如拉断处到临近标距端点的距离大于1/3L0时，可用卡尺直接量出已被拉长的标距长度L1（mm）。（3）如拉断处到临近标距端点的距离小于或等于1/3L0时，可按下述移位法计算标距L1（mm）：在长段上，从拉断处O取基本等于短段格数，得B点，接着取等于长段所余格（偶数）之半，得C点，（图9.18（a））；或者取所余格数（奇数），减1与加1之半，得C与C1点（图9.18（b））。移位后的L1分别为AO+OB＋2BC（偶数）或者AO＋OB＋BC＋BC1（奇数）。二、钢筋的弯曲（冷弯）性能试验

1．试验目的

通过检验钢筋的工艺性能评定钢筋的质量。掌握GB/T232—1999钢筋弯曲（冷弯）性能的测试方法和钢筋质量的评定方法，正确使用仪器设备。2．主要仪器设备

压力机或万能试验机

3．试验步骤（过程）1）半导向弯曲（1）试样一端固定，绕弯心直径进行弯曲，如图所示。（2）试样弯曲到规定的弯曲角度或出现裂纹、裂缝或裂断为止。2）导向弯曲（1）试样放置于两个支点上，将一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力，使试样弯曲到规定的角度（如图）或出现裂纹、裂缝、裂断为止。（2）试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时，可一次完成试验，亦可按（1）弯曲至如图，然后放置在试验机平板之间继续施加压力，压至试样两臂平行。此时可以加与弯心直径相同尺寸的衬垫进行试验。第八节混凝土非破损试验一、试验目的

验证和鉴定结构的施工质量；.处理鉴定工程质量事故和受灾结构损伤程度，为维护、加固设计提供依据；对久用旧桥普查检测，判断剩余寿命，并为加固改建提供合理的设计参数。二.检测方法1.回弹法检测混凝土强度:

使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心导杆，弹击混凝土表面，并测得反弹距离，以反弹距离与弹簧初始长度之比作为回弹值R，由回弹值与混凝土强度的相关关系来推定混凝土强度。

回弹值代表弹击前后的能量损失2.超声回弹综合法：

超声回弹综合法是超声法检测和回弹仪测量的综合，是先利用超声仪测定超声波在混凝土构件中的传播时间t并计算出超声波在混凝土中的声速值v，然后利用回弹法测定混凝土表面硬度即回弹值R，同时根据回弹值R和声速值V来推定混凝土强度fcu。由于超声声速值反映了混凝土的内部密实度，而且混凝土强度的不同，其结构密实度也不同，鉴于混凝土的强度与超声声速V和混凝土的表面硬度(表面硬度可由回弹锤的反弹高度即回弹值R反映)具有相关性，因此完全可以建立回弹值和超声声速值与混凝土抗压强度之间的相关关系式fcu-V-R。由于声速值与回弹值综合后，原来对超声声速和回弹值有影响的因素，没有原来单一方法时那么显著，这就扩大了超声回弹综合法的适用范围，提高了测试精度3.钻芯法使用专用的取芯钻机，从被检测结构或构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验结果推定混凝土的抗压强度。第九节防水材料试验一、实验目的

本试验的目的是通过防水材料试验，掌握高分子防水片材取样制备和拉伸强度、撕