2022年土木工程材料-实验指导书.doc
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1、温州大学WENZHOU UNIVERSITY实验指 导书课 程温州大学建筑工程学院目 录实验一 根本物理性质检测1实验二 水泥试验8实验三 混凝土骨料试验27实验四 混凝土配合比设计试验41实验五 建筑砂浆试验43实验六 钢筋试验48实验一 根本物理性质检测一、 密度测定 1试验目的通过试验测定材料密度,计算材料孔隙率和密实度。本试验以水泥或砖粉的密度试验为例。2主要仪器设备 李氏瓶,见图;恒温水槽、温度计、枯燥器;天平,感量为0.01g;无水煤油或洁净水,应符合GB253要求。 3试样制备试样应预先通过0.9mm方孔筛,在 (1105)。C温度下枯燥Ih,并在枯燥器内冷却至室温。4试验步骤
2、将液体注入李氏瓶中0刻度线处(以弯月面最低处为准),盖上瓶塞放入恒温水槽内,在20。C下使刻度部分浸入水中恒温30min,记下第一次读数即初始读数V1(mL).从恒温水槽中取出李氏瓶,用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分擦试洁净。称取试样m=60g,精确至0.01g。用小匙将水泥样品一点点的装入李氏瓶中,反复摇动至没有气泡排出,再次将李氏瓶置于恒温水槽中恒温30min,记下第二次读数V2(mL),再次读中选时恒温水槽温度差不大于0.2。C。 5结果评定 水泥的密度c按下式计算(精确至0.001g/cm3)。 以两个试样试验结果的算术平均值作为水泥密度的测定值,精确至0.01g/cm3。两个试样
3、试验结果之差不得超过0.02g/cm3。二、视密度测定(标准法) 1试验目的 通过试验测定材料的视密度,计算颗粒状材料的体积(不包括开口孔隙的材料体积),为计算材料的开口孔隙率等提供依照。本试验以砂和石子为例。 2主要仪器设备 天平,称量1000g和5000g一台,感量1g。称量5kg的天平,其型号及尺寸应能同意在臂上悬挂盛试样的吊篮,并在水中称取质量;吊篮,直径和高度均为150mm,由孔径为1-2mm的筛网或钻有2-3mm孔洞的耐锈蚀金属板制成;盛水容器,放入吊篮,有溢流孔;容量瓶,500mL,500mL;试验筛,孔径为4.75mm;枯燥器、烘箱能使温度操纵在(1055)。C、铝制勺、温度计
4、、带盖容器、搪瓷盘、刷子和毛巾等。3试样制备 a、砂试样 将缩分至660g左右的试样,在温度为(1055)。C的烘箱中烘干至恒量,待冷却至室温后,分成大致相等的两份备用。b、石子试样 试验前,将样品筛除4.75mm以下的颗料,并缩分至略于下表所规定的数量,刷洗洁净后分成两份备用。 于下表所规定的数量,刷洗洁净后分成两份备用。视4试验步骤(1) 砂的视密度 称取烘干的试样mo=300g,精确至1g,将试样装入容量瓶,注入冷开水至接近500mL的刻度处,用手援容量瓶,使砂样充分援,排出气泡,塞紧瓶盖,静置24h;用滴管小心加水至容量瓶500 mL刻度处,塞紧瓶塞,擦干瓶飓水分,称出其质量m1,精确
5、至1g。倒出瓶内水和试样,洗净容量瓶,再向瓶内注入水温相差不超过2。C的冷开水至500mL刻度处,塞紧瓶塞,擦干瓶外水分,称其质量m2,精确至1g。 (2)石子的视密度 取试样一份装入吊篮,并浸入盛水的容器中,水面至少高出试样50mm,浸水24h,移放到称量用的盛水容器中,并用上下升降吊篮的方法排出气泡(试样不得露出水面),吊篮每升降一次约为1s,升降高度为30-50mm;测定水温后(如今吊篮应全浸在水中),用天平称取吊篮及试样在水中的质量m2,精确至5g,称量时盛水容器中水面的高度由容器的湛溢流孔操纵;提起吊篮,将试样倒入浅盘,放在烘箱中于(1055)。C下烘干至恒量,待冷却至室温后,称出其
6、质量mo,精确至5g;称取吊篮在同样温度的水中的质量m1,精确至5g,称量时盛水容器的水面高度仍由溢流口操纵。(注:试验的各项称量能够在15-25。C的温度范围内进展,但从试样加水静置的2h起直至试验完毕,其温度变化不应超过2。C。)5结果评定 砂的视密度,s,按下计算(精确至10kg/m3)。 石子的视密度,g,应按下式计算(kg/m3,精确至10kg/m3) 砂、石子的视密度均以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至10kg/m3;如两次试验结果之差大于20kg/m3时,应重新取样进展试验。关于颗粒材质不均匀的石子试样,如两次试验结果之差超过规定时,可取四次测定结果的算术平均值作为测定
7、值。 三、表观密度测定1试验目的通过试验测定材料的体积密度,计算材料的外观体积和孔隙率。2 主要仪器设备 游标卡尺,精度0.1mm; 天平,感量0.1g。烘箱、枯燥器、漏斗、直尺、搪瓷盘等。 3试样制备将规则形状的5块试样放入烘箱内,在105-110。C的温度下烘干至恒量,取出放入规则器中冷却至室温度备用。4试验步骤 (1)几何形状规则的材料用游标卡尺量出试样尺寸,试件为正方体或平行六面体时,以每边测量上、中、下三个数值的算术平均值为准。试件为圆柱体,按两个互相垂直的方向量其直径,各方向上、中、下各测量三次,以六次的平均值为精确定直径,并计算出体积V0。用天平称其质量m。(2)几何形状不规则的
8、材料此类材料体积密度的测试采纳“排液法”,其不同之处在于应对其外表进展蜡封,将开口孔隙封闭后,再用容量瓶法或广口瓶法测定其体积V 0。其他与规则形状材料一样。5结果评定 表观密度0应按下式计算( kg/m3,精确至10kg/m3)。 m 0 = V0式中 m试样的质量,kg; V0试样的体积,m3。表观密度以五次试验结果的平均值作为测定值。四、堆积密度测定1 试验目的通过试验测定材料的堆积密度,为估算散粒材料的堆积体积及质量,计算材料的空隙率提供依照。本试验以砂、石子为例。 2主要仪器设备 (1)砂 烘箱,能使温度操纵在(1055)。C; 天平,称量10kg,感量1g; 容量筒,内径108mm
9、,净高109mm,筒底厚约5mm,容积为 1L; 方孔筛,孔径为4.75mm筛一只; 垫棒,直径10mm,长500mm的圆钢; 漏斗、直尺或铝制料勺、搪瓷盘、毛刷等。(2)石子烘箱,能使温度操纵在(1055)。C;台秤,称量10kg,感量10g;磅秤,称量50kg或100kg,感量50kg;容量筒 垫棒,直径16mm,长600mm的圆钢;直尺,小铲等。3试样制备 (1)砂 用搪瓷盘装取试样约3L,放在烘箱中于温度为(1055)。C下烘干至恒量,待冷却至室温后,筛除大于4.75mm的颗粒,分成大致相等的两份备用。 (2)石子试验前,取质量约等于规定的试样放入搪瓷盘,在(1055)。C的烘箱中烘干
10、,也能够摊在清洁的地面上风干,拌匀后分成两份备用。 4试验步骤(1) 砂 a、松散堆积密度 取试样一份,用漏斗或料勺将试样沉着量筒中心上方50mm处慢慢倒入,让试样以自由落体落下,当容量筒上部试样呈锥体,且容量筒四同溢满时,即停顿加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平(试验过程中应防止触动容量筒),称出试样和容量筒总质量m2,精确至1g。倒出试样,称取空容量筒质量m1,精确至1g。b、严密堆积密度 取试样一份,分再次装入容量筒。装完第一层后,在筒底垫放一根直径为10mm的垫棒,左右交替颠击地面各25次。然后装入第二层,第二层装满后用同样方法颠实(但筒底所垫垫棒的方向与第一层时的方向垂直)后,再
11、加试样直至超过筒口,然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平,称出试样和容量筒总质量m2,精确至1g。(2)石子 a、松散堆积密度 取试样一份,用漏斗或料勺将试样沉着量筒中心上方50mm处慢慢倒入,让试样以自由落体落下,当容量筒上部试样呈锥体,且容量筒四同溢满时,即停顿加料。除去凸出容量筒口外表的颗粒,并以适宜的颗粒填入凹陷部分,使外表稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等(试验过程中应防止触动容量筒)称出试样和容量筒总质量m2,精确至1g。倒出试样,称取空容量筒质量m1,精确至1g。 b、严密堆积密度 取试样一份,分再次装入容量筒。装完第一层后,在筒底垫放一根直径为10mm的垫棒,左右交替颠击地面各25
12、次,再装入第二层,第二层装满后用同样方法颠实(但筒底因此垫垫棒的方向与第一层时的方向垂直),然后装入第三层,如法颠实。如此装填完毕,再加试样直至超过筒口,用钢尺沿筒口边缘刮去高出的试样,使外表稍凸起部分与凸陷部分的体积大致相等。称出试样和容量筒总质量m2,精确至10g。(3)容量筒容积的校正方法 容量筒容积的校正方法是以温度为(202)。C的饮用水装满容量筒, 用玻璃板沿筒口滑移,使其紧贴水面。擦干筒外壁水分,然后称出其质量,砂容量筒精确至1g,石子容量筒精确至10g。用下式计算筒的容积(mL,精确至1 mL)。 5结果评定 砂、石子松散堆积密度,0和严密堆积密度,1分别按下式计算(kg/m3
13、,精确至10kg/m3)。 以两次试验结果的算术平均值作为测定值。 松散堆积密度空隙率P,和严密堆积密度空隙率P1按下式计算(精确至1%)。 ,1 严密堆积密度,kg/m3; , 表观密度kg/m3。 实验二 水泥试验一、一般规定 1试验前的预备及考前须知 水泥试样应存放在密封枯燥的容器内(一般使用铁桶或塑料桶),并在容器上注明消费厂名称、品种、强度等级、出厂日期、送检日期等;检测前应将试样混合均匀并通过0.9mm方孔筛,记录试样筛余百分数;试验室温度为(202)。C,相对湿度应不低于50%,湿气养护箱的温度为(201)。C,相对湿度不低于90%。检测前,一切检测用材料(水泥、标准砂、水等)均
14、应与试验室温度一样,即到达(202)。C,试验室温度应每日早、中、晚检查记录。检测用水必须是洁净的饮用水,如有争议时应以蒸馏水为准。 2水泥现场取样方法 (1)散装水泥对同一水泥厂消费的同期出厂的同品种、同强度等级的散袋水泥,以一次进场的同一出厂编号的水泥为一批,且总量不超过500t,随机从不少于3个罐车中采取等量水泥,经混拌均匀后称取不少于12kg。取样工具见以下图。(2)袋装水泥对同一水泥厂消费的同期出厂的同品种、同强度等级的袋装水泥,以一次进场的同一出厂编号的水泥为一批,且总量不超过100t。取样应有代表性,能够从20个不同部位的袋中取等量样品水泥,经混拌均匀后称取不少于12kg。取样工
15、具见以下图。(3)检测前检测前,把上述方法获得的水泥样品,按标准规定将其分或两等份。一份用于标准检测,另一份密封保管三个月,以备有疑咨询时复验。(4)仲裁检验对水泥质量发生疑咨询需作仲裁检验时,应按仲裁检验的方法进展。二、细度检测 1试验目的通过用80m筛筛析法测定水泥的细度,为断定水泥质量提供依照。2主要仪器设备a、 试验筛 分负压筛和水筛两种,其构造尺寸见以下图。网眼为80m的筛网应紧绷在筛框上,筛网和筛框接触处应用防水胶密封,防止水泥嵌入。b、负压筛析仪 由筛座、负压筛、负压源及吸尘器组成,其中筛府由转速为(302)r/min的喷气嘴、负压表、操纵板、微电机及壳体构成。筛析仪负压可调范围
16、为4000-6000Pa。喷气嘴上口平面与筛网之间间隔为2-8mm。负压源和吸尘器,由功率600W的工业吸尘器和小型旋风吸尘筒组成,或用其他具有相当功能的设备。c、水筛架和喷头 水筛架和喷头的构造见图。水筛架上筛座内径为140+30mm。d、天平 最大称量为100g,分度值不 大于0.05g 。3试验步骤 (1)负压筛法 筛析试验前,应把负压筛放在筛座上,盖上筛盖,接通电源,检查操纵系统,调理负压至4000-6000Pa范围内; 称取试样25g,置于洁净的负压筛中,盖上筛盖,放在筛座上,开动筛析仪连续筛析2min,在此期间如有试样附着在筛盖上,可悄悄敲击,使试样落下; 筛毕,用天平称取筛余物的
17、质量;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。 (2)水筛法 筛析试验前,调整好水压及水筛架的位置,使其能正常运转,喷头底面和筛网之间间隔为35-75mm; 称取试样50g,置于洁净的水筛中,立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后,放在水筛架上,用水压为(0.050.02)MPa的喷头连续冲洗3min; 筛毕,用少量水把筛余物冲至蒸发皿中,等水泥颗粒全部沉淀后,小心倒出清水,烘干并用天平称量筛余物,精确至0.1g; 筛子应保持清洁,定期检查校正,喷头应防上孔眼堵塞,常用的筛子可浸洁净水中保存,一般在使用20-30次后,须用0.3-0.5N的乙酸或食醋进展清洗。 4结果评定
18、水泥试样筛余百分数按下式计算(结果精确至0.1%)。 筛余结果修正,为使试验结果可比,应采纳试验筛修正系数方法修正上述计算结果,修正系数确实定按GB13451991中附录B(补充件)进展。 负压筛法与水筛法或手工干筛法测定的结果发生争议时,以负压筛法为准。 三、标准稠度用水量测定(标准法) 1试验目的水泥的标准稠度用水量,是指水泥静浆到达标准筒度的用水量,以水占水泥质量的百分数表示。通过试验测定水泥的标准稠度用水量,拌制标准稠度的水泥净浆,为测定水泥的凝聚时间和安定性提供依照。 2主要仪器设备 a、水泥净浆搅拌机 符合JC/T729的要求。b、标准法维卡仪 见以下图。标准稠度测定用试杆见以下图
19、(c)有效长度为(501)mm,由直径为10mm0.05mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。滑动部分的总质量为(3001)g。与试杆、试针联合的滑动杆外表应光滑,能靠重力自由下落,不得有紧涩和摇动现象。盛装水泥净浆的试模见以下图(a)应由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。试模为深(400.2)mm、顶内径65mm0.5mm、底内径75mm0.5mm的截顶圆锥体。每只试模应装备一个大于试模、厚度2.5mm平板玻璃底板。c、量水器 最小刻度0.1mL,精度1%。d、天平 最大称量不小于1000g,分度值不大于1g。 3试验步骤; 标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法中任一种测定,如发生矛盾,往常者为
20、准; 试验前必须做到维卡仪的金属棒能自由滑动,调整至试杆接触玻璃板时应对准零点,净浆搅拌机能正常运转; 用净浆搅拌水泥浆。搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,将拌合水倒入搅拌锅内,然后在5-10s内小心将称好的500g水泥参加水中,防止水泥和水溅出;拌合时,先将锅放在搅拌机的锅座上,升到搅拌位置,启动搅拌机,低速搅120s,停15s,同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间,接着高速搅拌120s后停机; 拌合完毕后,立马上拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中,用小刀插捣,悄悄振动数次,刮去多余的水泥净浆;抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在试杆下,降低试杆直至与水泥净浆外表接触,拧
21、紧螺丝1-2s后,忽然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中;在试杆停顿沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的间隔,升起试杆后,立即擦净;整个操作应在搅拌后1.5mim内完成。 4结果评定 以试杆沉入净浆距底板(61)mm的水尼净浆为标准稠度净浆,其拌合水量为该水泥的标准稠度用水量,按水泥质量的百分比计。如测试结果不能到达标准稠度,应增减用水量,并重复以上步骤,直至到达标准稠度为止。四、凝聚时间测定 1试验目的水泥的凝聚时间是重要的技术性质之一。通过试验测定水泥的凝聚时间,评定水泥的质量,确定其能否用于工程中。2主要仪器设备a、水泥净浆搅拌机 符合JC/T729的要求。b、标准法维卡仪 见上
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