土木工程材料实验指导书gpnq.docx
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1、土木工程程材料实实验指导导书 自编编二零零七七 年 三 月前言土木工程程材料实实验是土木工工程材料料课程的的重要组组成部分分,它是是由感性性认识到到理性认认识的重重要过程程。通过过实验预期期达到三三个目的的:一是是熟悉、验验证、巩巩固所学学的理论论知识;二是了了解所使使用的仪仪器设备备,掌握握所学建建筑材料料的实验验方法;三是可可让学生生更深刻刻地掌握握各种材材料的技技术性能能,对常常用的材材料具有有独立进进行质量量检验的的能力。通过土木木工程材材料实验验,同学学们不仅仅对主要要建筑材材料的技技术要求求,实验验基本原原理和操操作技能能有所了了解和掌掌握,同同时还可可以巩固固和丰富富理论知知识,
2、提提高分析析和解决决问题的的能力,培培养严肃肃认真,实实事求是是的工作作作风。土木工程程材料实实验是一一门与生生产密切切联系的的科学技技术,作作为未来来的工程程技术人人员,必必修具备备一定的的土木工工程材料料实验知识识和技能能,才能能正确评评价材料料质量,合合理而经经济地选选择和使使用材料料。实验一 土木木工程材材料基本本性质实实验1.1密密度试验验(李氏氏比重瓶瓶法)1.实验验目的 通过过实验掌掌握材料料的密度度,表观观密度,孔孔隙率,吸吸水率等等概念,以以及材料料的强度度与材料料的孔隙隙率的大大小及孔孔隙特征征的关系系,验证证水对材材料力学学性能的的影响。2.主要要仪器设设备(1)比比重瓶
3、(2)烧烧杯(3)小小勺(4)漏漏斗(5)天天平3.实验验步骤1)将石石料试样样粉碎、研研磨、过过筛后放放入烘箱箱中,以以 100055的温度度烘干至至恒重。烘烘干后的的粉料储储放在干干燥器中中冷却至至室温,以以待取用用。 2)在李李氏瓶中中注入煤煤油或其其他对试试样不起起反应的的液体至至突颈下下部的零零刻度线线以上,将将李氏比比重瓶放放在温度度为(tt1)的恒温温水槽内内(水温温必须控控制在李李氏比重重瓶标定定刻度时时的温度度),使使刻度部部分浸入入水中,恒恒温0.5小时时。记下下李氏瓶瓶第一次次读数VV1(准准确到00.055mL,下下同)。 3)从恒恒温水槽槽中取出出李氏瓶瓶,用滤滤纸将
4、李李氏瓶内内零点起起始读数数以上的的没有煤煤油的部部分仔细细擦净。 4)取1100gg左右试试样,用用感量为为0.0001gg的天平平(下同同)准确确称取瓷瓷皿和试试样总质质量m11。用牛牛角匙小小心将试试样通过过漏斗渐渐渐送人人李氏瓶瓶内(不不能大量量倾倒,因因为这样样会妨碍碍李氏瓶瓶中的空空气排出出,或在在咽喉部部分形成成气泡,妨妨碍粉末末的继续续下落),使使液面上上升接至至20mmL刻度度处(或或略高于于20mmL刻度度处),注注意勿使使石粉粘粘附于液液面以上上的瓶颈颈内壁上上。摇动动李氏瓶瓶,排出出其中空空气,至至液体不不再发生生气泡为为止。再再放入恒恒温水槽槽,在相相同温度度下恒温温
5、0.55小时,记记下李氏氏瓶第二二次读数数V2。 5)准确确称取瓷瓷皿加剩剩下的试试样总质质量m22。 6)石料料试样密密度按下下式计算算(精确确至0.01gg/cmm3):t=(g/cm33) 式中:t石石料密度度,g/cm33;m1试试验前试试样加瓷瓷皿总质质量,gg;m2试试验后剩剩余试样样加瓷皿皿总质量量,g;V1李李氏瓶第第一次读读数,mmL(ccm3);V2李李氏瓶第第二次读读数,mmL(ccm3)。7)以两两次试验验结果的的算术平平均值作作为测定定值,如如两次试试验结果果相差大大于 00.022g/ccm3时,应应重新取取样进行行试验。 1.2表表观密度度(体积积密度)实实验(量
6、量积法)1.主要要仪器设设备(1)游游标卡尺尺(2)天天平(3)烘烘箱(4)干干燥箱2.实验验步骤1)将石石料加工工成规则则几何形形状的试试件(33个)后后放入烘烘箱内,以以(100055)的温度度烘干至至恒重。用用游标卡卡尺量其其尺寸(精精确至00.011cm),并并计算其其体积VV0(cmm3)。然然后再用用天平称称其质量量m(精精确至00.011g)。按按下式计计算其表表观密度度(体积积密度):(g/ccm3)2)求试试件体积积时,如如试件为为立方体体或长方方体,则则每边应应在上、中中、下三三个位置置分别量量测,求求其平均均值,然然后再按按下式计计算体积积:( cmm3 )式中a、bb、
7、c分分别为试试件的长长、宽、高高。3)求试试件体积积时,如如试件为为圆柱体体,则在在圆柱体体上、下下两个平平行切面面上及试试件腰部部,按两两个互相相垂直的的方向量量其直径径,求66次量测测的直径径平均值值d,再再在互相相垂直的的两直径径与圆周周交界的的四点上上量其高高度,求求四次量量测的平平均值hh,最后后按下式式求其体体积:(cm33)4)组织织均匀的的石料,其其体积密密度应为为3个试试件测得得结果的的平均值值;组织织不均匀匀的石料料,应记记录最大大与最小小值。1.3孔孔隙率的的计算将已经求求出的同同一石料料的密度度和表观观密度(用用同样的的单位表表示)代代入下式式计算得得出该石石料的孔孔隙
8、率:1000式中P0石石料孔隙隙率,%;t石石料的密密度,gg/cmm3;t石料的的体积密密度,gg/cmm3;1.4 吸水率率试验1.实验验步骤1)将石石料试件件加工成成直径和和高均为为50mmm的圆圆柱体或或边长为为50mmm的立立方体试试件;如如采用不不规则试试件,其其边长不不少于440660mmm,每组组试件至至少3个个,石质质组织不不均匀者者,每组组试件不不少于55个。用用毛刷将将试件洗洗涤干净净并编号号。2)将试试件置于于烘箱中中,以(11005)的温度度烘干至至恒重。在在干燥器器中冷却却至室温温后以天天平称其其质量mm1(g),精精确至00.011g(下下同)。3)将试试件放在在
9、盛水容容器中,在在容器底底部可放放些垫条条如玻璃璃管或玻玻璃杆使使试件底底面与盆盆底不致致紧贴,使使水能够够自由进进入。4)加水水至试件件高度的的1/44处;以以后每隔隔2h分分别加水水至高度度的1/2和33/4处处; 66h后将将水加至至高出试试件顶面面20mmm以上上,并再再放置448h让让其自由由吸水。这这样逐次次加水能能使试件件孔隙中中的空气气逐渐逸逸出。5)取出出试件,用用湿纱布布擦去表表面水分分,立即即称其质质量m22(g)。6)按下下列公式式计算石石料吸水水率(精精确至00.011%):1000式中Wx石石料吸水水率,%;m1烘烘干至恒恒重时试试件的质质量,gg ;m2吸吸水至恒
10、恒重时试试件的质质量,gg ;7)组织织均匀的的试件,取取三个试试件试验验结果的的平均值值作为测测定值;组织不不均匀的的,则取取5个试试件试验验结果的的平均值值作为测测定值。实验二水水泥的基基本性质质实验2.1 水泥泥细度测测定(筛筛析法)1实验验目的 通过实验验来检验验水泥的的粗细程程度,作作为评定定水泥质质量的依依据之一一;掌握握GB/T1334520005水水泥细度度检验方方法(880umm筛筛析析法)的的测试方方法,正正确使用用所用仪仪器与设设备,并并熟悉其其性能。2主要要仪器设设备 (1)实实验筛 (2)负负压筛析析仪(3)水水筛架和和喷头 (4)天天平 3实验验步骤(1)负负压筛法
11、法。1)筛析析实验前,应应把负压压筛放在在筛座上上,盖上上筛盖,接接通电源源,检查查控制系系统,调调节负压压至40000-60000Paa范围内内。2)称取取试样225g,置置于洁净净的负压压筛中。盖盖上筛盖盖,放在在筛座上上,开动动筛析仪仪连续筛筛析2mmin,在在此期间间如有试试样附着着筛盖上上,可轻轻轻地敲敲击,使使试样落落下。筛筛毕,用用天平称称量筛余余物。3)当工工作负压压小于440000Pa时时,应清清理吸尘尘器内水水泥,使使负压恢恢复正常常。2水筛筛法1)筛析析实验前,应应检查水水中无泥泥、砂,调调整好水水压及水水筛架的的位置,使使其能正正常运转转。喷头头底面和和筛网之之间的距距
12、离为33575。2)称取取试样550g,置置于洁净净的水筛筛中,立立即用洁洁净的水水冲洗至至大部分分细粉通通过后,放放在水筛筛架上,用用水压为为(0.050.002)Mpaa的喷头头连续冲冲洗3mmin。3)筛毕毕,用少少量水把把筛余物物冲至蒸蒸发皿中中,等水水泥颗粒粒全部沉沉淀后小小心将水水倾出,烘烘干并用用天平称称量筛余余物。5实验验结果计计算 水泥细细度按试试样筛余余百分数数(精确确至0.1%)计计算。式中 水泥泥试样的的筛余百百分数(%);水泥泥筛余物物的质量量(g);水泥泥试样的的质量(g)。2.2 水泥泥标准稠稠度用水水量实验验1实验验目的 通过实验验测定水水泥净浆浆达到水水泥标准
13、准稠度(统统一规定定的浆体体可塑性性)时的的用水量量,作为为水泥凝凝结时间间、安定定性实验验用水量量之一;掌握GGB1334689及GB11346620001水水泥标准准稠度用用水量的的测试方方法,正正确使用用仪器设设备,并并熟悉其其性能。2主要要仪器设设备 (1)水水泥净浆浆搅拌机机 (2)标标准法维维卡仪 (3)天天平 (4)量量筒3实验验方法及及步骤(1)标标准法1)实验验前检查查 仪器器金属棒棒应能自自由滑动动,搅拌拌机运转转正常等等。2)调零零点 将标准准稠度试试杆装在在金属棒棒下,调调整至试试杆接触触玻璃板板时指针针对准零零点。3)水泥泥净浆制制备 用湿布布将搅拌拌锅和搅搅拌叶片片
14、擦一遍遍,将拌拌合用水水倒入搅搅拌锅内内,然 后在510ss内小心心将称量量好的5500gg水泥试试样加入入水中(按按经验找找水);拌和时时,先将将锅放到到搅拌机机锅座上上,升至至搅拌位位置,启启动搅拌拌机,慢慢速搅拌拌1200s,停停拌155s,同同时将叶叶片和锅锅壁上的的水泥浆浆刮入锅锅中,接接着快速速搅拌1120ss后停机机。4)标准准稠度用用水量的的测定 拌和和完毕,立立即将水水泥净浆浆一次装装入已置置于玻璃璃板上的的圆模内内,用小小刀插捣捣、振动动数次,刮刮去多余余净浆;抹平后后迅速放放到维卡卡仪上,并并将其中中心定在在试杆下下,降低低试杆直直至与水水泥净浆浆表面接接触,拧拧紧螺丝丝
15、,然后后突然放放松,让让试杆自自由沉入入净浆中中。以试试杆沉入入净浆并并距底板板(61)mm的水水泥净浆浆为标准准稠度净净浆。其其拌和用用水量为为该水泥泥的标准准稠度用用水量(),按水泥质量的百分比计。升起试杆后立即擦净。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。(2)代代用法1)仪器器设备检检查 稠度仪仪金属滑滑杆能自自由滑动动,搅拌拌机能正正常运转转等。2)调零零点 将试锥锥降至锥锥模顶面面位置时时,指针针应对准准标尺零零点。3)水泥泥净浆制制备 同标准准法。4)标准准稠度的的测定 有调调整水量量法和固固定水量量法两种种,可选选用任一一种测定定,如有有争议时时以调整整水量法法为准。固定水水量法
16、 拌和和用水量量为1442.55mL。拌拌和结束束后,立立即将拌拌和好的的净浆装装入锥模模,用小小刀插捣捣,振动动数次,刮刮去多余余净浆;抹平后后放到试试锥下面面的固定定位置上上,调整整金属棒棒使锥尖尖接触净净浆并固固定松紧紧螺丝112s,然然后突然然放松,让让试锥垂垂直自由由地沉入入水泥净净浆中。在在试锥停停止下沉沉或释放放试锥330s时时记录试试锥下沉沉深度()。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 调整水水量法 拌和和用水量量按经验验找水。拌拌和结束束后,立立即将拌拌和好的的净浆装装入锥模模,用小小刀插捣捣、振动动数次,刮刮去多余余净浆;抹平后后放到试试锥下面面的固定定位置上上,调整整
17、金属棒棒使锥尖尖接触净净浆并固固定松紧紧螺丝112s,然然后突然然放松,让让试锥垂垂直自由由地沉入入水泥净净浆中。当当试锥下下沉深度度为(22822)mm时的的净浆为为标准稠稠度净浆浆,其拌拌和用水水量即为为标准稠稠度用水水量(),按按水泥质质量的百百分比计计。4实验验结果计计算 (11)标准准法以试杆沉沉入净浆浆并距底底板(661)mm的水水泥净浆浆为标准准稠度净净浆。其其拌和用用水量为为该水泥泥的标准准稠度用用水量(),以水泥质量的百分比计,按下式计算。(2)代代用法1)用固固定水量量方法测测定时,根根据测得得的试锥锥下沉深深度S(mm),可可从仪器器上对应应标尺读读出标准准稠度用用水量(
18、)或按下面的经验公式计算其标准稠度用水量()(%)。当试锥下下沉深度度小于113mmm时,应应改用调调整水量量方法测测定。2)用调调整水量量方法测测定时,以以试锥下下沉深度度为(22822)mm时的的净浆为为标准稠稠度净浆浆,其拌拌和用水水量为该该水泥的的标准稠稠度用水水量(),以以水泥质质量百分分数计,计计算公式式同标准准法。如下沉深深度超出出范围,须须另称试试样,调调整水量量,重新新实验,直直至达到到(2882)mm为止止。2.3 水泥泥凝结时时间的测测定实验验1实验验目的 测定水水泥达到到初凝和和终凝所所需的时时间(凝凝结时间间以试针针沉入水水泥标准准稠度净净浆至一一定深度度所需时时间表
19、示示),用用以评定定水泥的的质量。掌掌握GBB1344689及GB11346620001水水泥凝结结时间的的测试方方法,正正确使用用仪器设设备。2主要要仪器设设备 (1)标标准法维维卡仪(2)水水泥净浆浆搅拌机机(3)湿湿气养护护箱 3实验验步骤(1)实实验前准准备 将圆模模内侧稍稍涂上一一层机油油,放在在玻璃板板上,调调整凝结结时间测测定仪的的试针接接触玻璃璃板时,指指针应对对准标准准尺零点点。(2)以以标准稠稠度用水水量的水水,按测测标准稠稠度用水水量的方方法制成成标准稠稠度水泥泥净浆后后,立即即一次装装入圆模模振动数数次刮平平,然后后放入湿湿汽养护护箱内,记记录开始始加水的的时间作作为凝
20、结结时间的的起始时时间。(3)试试件在湿湿气养护护箱内养养护至加加水后330miin时进进行第一一次测定定。测定定时,从从养护箱箱中取出出圆模放放到试针针下,使使试针与与净浆面面接触,拧拧紧螺丝丝1-22s后突突然放松松,试针针垂直自自由沉入入净浆,观观察试针针停止下下沉时指指针的读读数。临临近初凝凝时,每每隔5mmin测测定一次次,当试试针沉至至距底板板(41)mm即为为水泥达达到初凝凝状态。从从水泥全全部加入入水中至至初凝状状态的时时间即为为水泥的的初凝时时间,用用“minn”表示。(4)初初凝测出出后,立立即将试试模连同同浆体以以平移的的方式从从玻璃板板上取下下,翻转转1800,直径径大
21、端向向上,小小端向下下,放在在玻璃板板上,再再放入湿湿气养护护箱中养养护。(5)取取下测初初凝时间间的试针针,换上上测终凝凝时间的的试针。(6)临临近终凝凝时间每每隔155minn测一次次,当试试针沉入入净浆00.5mmm时,即即环形附附件开始始不能在在净浆表表面留下下痕迹时时,即为为水泥的的终凝时时间。(7)由由开始加加水至初初凝、终终凝状态态的时间间分别为为该水泥泥的初凝凝时间和和终凝时时间,用用小时(h)和分钟(min)表示。(8)在在测定时时应注意意,最初初测定的的操作时时应轻轻轻扶持金金属棒,使使其徐徐徐下降,防防止撞弯弯试针,但但结果以以自由下下沉为准准;在整整个测试试过程中中试针
22、沉沉入净浆浆的位置置距圆模模至少大大于100mm;每次测测定完毕毕需将试试针擦净净并将圆圆模放入入养护箱箱内,测测定过程程中要防防止圆模模受振;每次测测量时不不能让试试针落入入原孔,测测得结果果应以两两次都合合格为准准。4实验验结果的的确定与与评定 (1)自自加水起起至试针针沉入净净浆中距距底板(41)mm时,所需的时间为初凝时间;至试针沉入净浆中不超过0.5mm(环形附件开始不能在净浆表面留下痕迹)时所需的时间为终凝时间;用小时(h)和分钟(min)来表示。(2)达达到初凝凝或终凝凝状态时时应立即即重复测测一次,当当两次结结论相同同时才能能定为达达到初凝凝或终凝凝状态。 评定定方法:将测定定
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