大学土木工程材料试验实验报告

大学土木工程材料试验实验报告一、引言土木工程材料是土木工程的物质基础，材料的性能直接影响工程结构的安全性、适用性和耐久性。通过土木工程材料试验，可以深入了解材料的基本性质，掌握试验方法和技能，为后续的工程实践提供重要依据。本次实验主要对几种常见的土木工程材料进行了性能测试，包括水泥、砂石、钢材等，并对实验结果进行了分析和讨论。

二、实验目的1.熟悉土木工程材料的基本性能和试验方法。2.测定水泥的凝结时间、安定性等性能指标。3.测定砂石的颗粒级配、含泥量等指标。4.测定钢材的拉伸性能指标。5.分析实验结果，掌握材料性能对工程应用的影响。

三、实验仪器与材料1.实验仪器水泥净浆搅拌机标准维卡仪雷氏夹沸煮箱电子天平压力试验机万能材料试验机摇筛机烘箱2.实验材料水泥（普通硅酸盐水泥）砂石（河砂、碎石）钢筋（HRB400）

四、实验内容与步骤

水泥试验1.水泥净浆标准稠度用水量测定用水泥净浆搅拌机搅拌水泥净浆，将搅拌好的净浆装入试模，用湿布擦净试模，刮平。将试模放在维卡仪上，调整试杆与净浆表面接触，拧紧螺丝。突然放松螺丝，试杆垂直自由沉入净浆中，记录试杆距底板的距离，当试杆距底板为6mm±1mm时，此时的用水量即为标准稠度用水量。2.水泥凝结时间测定以标准稠度用水量制成水泥净浆，装入试模，放入湿气养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为初凝时间的起始时间，当试针沉入净浆至距底板4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态，记录初凝时间。继续养护，当试针沉入净浆不超过0.5mm时，为水泥达到终凝状态，记录终凝时间。3.水泥安定性测定（雷氏夹法）以标准稠度用水量制成水泥净浆，将净浆装满雷氏夹试模，刮平表面。将雷氏夹放在玻璃板上，放入湿气养护箱中养护24h±2h。取出雷氏夹，测量试件指针尖端间的距离A，精确至0.5mm。将试件放入沸煮箱中，在30min±5min内加热至沸腾，并恒沸180min±5min。沸煮结束后，取出试件，冷却至室温，测量雷氏夹指针尖端间的距离C。当CA≤5.0mm时，水泥安定性合格；当CA＞5.0mm时，水泥安定性不合格。

砂石试验1.砂的颗粒级配及粗细程度测定用四分法从烘干的砂样中取约1000g，按筛孔大小顺序过筛，分别称出各筛上的筛余量。计算分计筛余百分率、累计筛余百分率和细度模数。根据细度模数判断砂的粗细程度，根据累计筛余百分率判断砂的颗粒级配情况。2.砂的含泥量测定称取500g烘干的砂样，放入洗砂筒中，注入清水，使水面高出砂样约150mm，浸泡2h后，用手在水中淘洗砂样，使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离，把浑水慢慢倒入1.25mm及0.08mm的套筛上，滤去小于0.08mm的颗粒。在整个过程中，应防止砂粒流失，将留在筛上的砂粒和筒内的砂粒烘干至恒重，称其质量。计算砂的含泥量。3.石子的颗粒级配及针片状颗粒含量测定用四分法从烘干的石子中取约2000g，按筛孔大小顺序过筛，分别称出各筛上的筛余量。计算分计筛余百分率、累计筛余百分率，判断石子的颗粒级配情况。用针片状规准仪逐粒对石子进行针片状颗粒含量测定，称取针片状颗粒的质量。计算石子的针片状颗粒含量。

钢材试验1.钢筋拉伸试验在钢筋上截取两根试件，长度根据钢筋直径确定，一般为5d+150mm（d为钢筋直径）。将试件安装在万能材料试验机上，调整试验机的初始参数，包括试验力、速度等。对试件施加轴向拉力，记录试件在拉伸过程中的荷载和伸长量。直至试件拉断，记录最大荷载和伸长率等数据。计算钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率。

五、实验结果与分析

水泥试验结果1.水泥净浆标准稠度用水量：经测定，该水泥的标准稠度用水量为[X]%。2.水泥凝结时间：初凝时间为[X]min，终凝时间为[X]min，均符合国家标准要求。3.水泥安定性：安定性合格，CA=[X]mm。

砂石试验结果1.砂的颗粒级配及粗细程度细度模数为[X]，属于[粗砂/中砂/细砂]。各筛孔累计筛余百分率符合[级配区]要求，颗粒级配良好。2.砂的含泥量：含泥量为[X]%，满足[设计要求]。3.石子的颗粒级配及针片状颗粒含量颗粒级配符合[级配要求]。针片状颗粒含量为[X]%，在[允许范围内]。

钢材试验结果1.钢筋拉伸试验屈服强度为[X]MPa，抗拉强度为[X]MPa，伸长率为[X]%。各项指标均满足HRB400钢筋的标准要求。

结果分析1.水泥性能对混凝土的影响标准稠度用水量影响混凝土的水灰比，进而影响混凝土的强度和工作性。本次试验的水泥标准稠度用水量适中，有利于配制出性能良好的混凝土。凝结时间直接关系到混凝土的施工工艺和施工速度。初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长，本次试验的水泥凝结时间符合要求，能满足混凝土施工的需要。安定性不合格的水泥会导致混凝土产生膨胀开裂，严重影响结构安全。本次试验的水泥安定性合格，确保了混凝土结构的稳定性。2.砂石性能对混凝土的影响砂的颗粒级配和粗细程度影响混凝土的和易性和强度。良好的颗粒级配可以使混凝土更加密实，提高强度；粗细适中的砂有助于改善混凝土的工作性。本次试验的砂级配良好，粗细程度合适，有利于配制高性能混凝土。砂的含泥量过高会降低混凝土的强度和耐久性。本次试验的砂含泥量较低，满足要求，保证了混凝土的质量。石子的颗粒级配和针片状颗粒含量影响混凝土的强度和工作性。合理的颗粒级配可以提高混凝土的密实度，减少空隙率；针片状颗粒过多会影响混凝土的流动性和强度。本次试验的石子级配良好，针片状颗粒含量在允许范围内，有利于混凝土性能的发挥。3.钢材性能对结构的影响钢筋的屈服强度和抗拉强度是衡量钢材力学性能的重要指标。本次试验的钢筋屈服强度和抗拉强度满足设计要求，能够保证结构在受力时具有足够的承载能力。伸长率反映了钢材的塑性变形能力。较大的伸长率可以使钢材在受力时具有较好的韧性，避免脆性破坏。本次试验的钢筋伸长率符合要求，有利于结构的安全。

六、结论通过本次土木工程材料试验，对水泥、砂石、钢材等材料的性能进行了系统的测试和分析。实验结果表明，所选用的材料各项性能指标均符合相关标准和设计要求。水泥的凝结时间、安定性等性能良好，为配制优质混凝土提供了保障；砂石的颗粒级配、含泥量等指标满足混凝土生产的需要；钢材的拉伸性能符合HRB400钢筋的标准，能够保证结构的承载能力。

本次实验不仅加深了对土木工程材料性能的理解，还掌握了相关的试验方法和技能。在今后的工程实践中，应严格按照材料标准和试验规范选用材料，并加强对材料质量的控制，确保工程结构的安全可靠。

七、参考文献[1]《土木工程材料》（第二版），中国建筑工业出版社[2]《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ522006）[3]《通用硅酸盐水泥》（GB1752007）[4]《钢筋混凝土用钢第2部