#土木工程常见实验和要求.docx

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1、实验要求一、实验目的建筑材料是一门理论联系实际的专业基础课程。除应对课堂讲授的理论知识理解和掌握外，还需通过实验这一实践性教学环节，让学生到实验室进行现场操作，做到理论和实践相结合，增强感性认识，提高动手能力，培养学生进行质量检测和控制的能力。二、实验要求：1 实施试验的能力（ 1）以严肃的态度、严格的作风、严谨的方法进行试验。（ 2）明确各项试验的目的和实验的原理，选择正确的试验方法。（ 3）按试验规程的要求进行试验操作。（ 4）在试验课前应进行预习, 准备好记录表格，试验数据的记录。（ 5）试验数据的处理，试验结果的分析和评定；（ 6）试验报告的编写；2实验时要集中思想，认真地听指导教师讲

2、解，仔细观察，如实地记录各种实验数据，积极思考分析，不得马虎从事。不得抄袭他人的实验记录。努力培养独立进行科学实验的能力。3爱护仪器、工具，节约水、电、实验材料，凡损坏仪器工具等，并视具体情节，按章进行处理。4实验室内必须保持安静，不准吵闹、打逗，不准高声谈笑，不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱抛纸屑杂物，不准随意摆弄和本次实验无关的仪器设备。5实验结束后，学生应整理好实验室仪器设备，做好清洁工作，经指导教师或实验人员检查后，方可离开实验室。建筑材料试验建筑材料试验是建筑材料课程的重要组成部分，它是由感性认识到理性认识的重要过程。通过试验预期达到三个目的：一是熟悉、验证、巩固所学的理论知识；二是了

3、解所使用的仪器设备，掌握所学建筑材料的试验方法；三是可让学生更深刻地掌握各种材料的技术性能，对常用的材料具有独立进行质量检验的能力。试验内容包括材料的基本性质、水泥、混凝土用集料、混凝土、建筑钢材、建筑砂浆、砌墙砖、石油沥青等主要试验。一、水泥的基本性质试验1.1 水泥标准稠度用水量试验1 试验目的通过试验测定水泥净浆达到水泥标准稠度（统一规定的浆体可塑性）时的用水量，作为水泥凝结时间、安定性试验用水量之一；掌握GB1346 89 及 GB1346 2001水泥标准稠度用水量的测试方法，正确使用仪器设备，并熟悉其性能。2主要仪器设备（ 1）水泥净浆搅拌机（ 2）标准法维卡仪（ 3）天平（ 4）

4、量筒3试验方法及步骤（ 1）标准法1）试验前检查仪器金属棒应能自由滑动，搅拌机运转正常等。2） 调零点 将标准稠度试杆装在金属棒下，调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。3） 水泥净浆制备用湿布将搅拌锅和搅拌叶片擦一遍，将拌合用水倒入搅拌锅内，然后在5 10s内小心将称量好的500g 水泥试样加入水中（按经验找水）；拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，慢速搅拌120s，停拌15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中，接着快速搅拌120s后停机。4） 标准稠度用水量的测定拌和完毕，立即将水泥净浆一次装入已置于玻璃板上的圆模内，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后迅速放到

5、维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至和水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，让试杆自由沉入净浆中。以试杆沉入净浆并距底板（6± 1） mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P），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）代用法1）仪器设备检查稠度仪金属滑杆能自由滑动，搅拌机能正常运转等。2）调零点将试锥降至锥模顶面位置时，指针应对准标尺零点。3）水泥净浆制备同标准法。4）标准稠度的测定有调整水量法和固定水量法两种，可选用任一种测定，如有争议时以调整水量法为准。固定水量法拌和用水量为142.5mL。

6、拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1 2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。在试锥停止下沉或释放试锥30s 时记录试锥下沉深度（S）。整个操作应在搅拌后1.5min 内完成。调整水量法拌和用水量按经验找水。拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1 2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。当试锥下沉深度为（28± 2） mm 时的净浆为标准稠度

7、净浆，其拌和用水量即为标准稠度用水量（P ），按水泥质量的百分比计。4试验结果计算（ 1）标准法以试杆沉入净浆并距底板（6± 1） mm 的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P ），以水泥质量的百分比计，按下式计算。拌和用水量100%PP 水泥用量（ 2）代用法1 ）用固定水量方法测定时，根据测得的试锥下沉深度S（ mm），可从仪器上对应标尺读出标准稠度用水量（P ）或按下面的经验公式计算其标准稠度用水量（ P ）（%）。P 33.4 0.185S当试锥下沉深度小于13mm 时，应改用调整水量方法测定。2）用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度为（28

8、77; 2） mm 时的净浆为标准稠度净浆，其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P ），以水泥质量百分数计，计算公式同标准法。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到 （ 28± 2） mm 为止。1.2 水泥安定性的测定试验1 试验目的安定性是指水泥硬化后体积变化的均匀性情况。通过试验可掌握GB134689 及 GB1346 2001水泥安定性的测试方法，正确评定水泥的体积安定性。安定性的测定方法有雷氏法和试饼法，有争议时以雷氏法为准。2主要仪器设备（ 1）沸煮箱（ 2）雷氏夹（ 3）雷氏夹膨胀值测定仪（ 4）其他同标准稠度用水量试验。3试验方法及步骤（ 1）

9、测定前的准备工作若采用饼法时，一个样品需要准备两块约100mm× 100mm的玻璃板；若采用雷氏法，每个雷氏夹需配备质量约为75 85g的玻璃板两块。凡和水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要稍稍涂上一薄层机油。（ 2） 水泥标准稠度净浆的制备以标准稠度用水量加水，按前述方法制成标准稠度水泥净浆。（ 3）成型方法试饼成型将制好的净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板，并用湿布擦过的小刀由边缘向中间抹动，做成直径为70-80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，然后将试饼放入湿汽养护箱内养护（24± 2） h。（ 4）沸煮1

10、）调整沸煮箱内的水位，使试件能在整个沸煮过程中浸没在水里，并在煮沸的中途不需添补试验用水，同时又保证能在（30± 5） min 内升至沸腾。2）脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离（A），精确到0.5mm，接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，试件之间互不交叉，然后在（30± 5） min 内加热至沸，并恒沸3h± 5min。沸煮结束，即放掉箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别（ 5）试验结果的判别1 ） 饼法判别目测试饼未发现裂缝，用直尺检查也没有弯曲时，则水泥的安定性合格，反之为不合格。若两个判别结果有矛盾时，该水泥的安

11、定性为不合格。1.3水泥胶砂强度检验1 试验目的检验水泥各龄期强度，以确定强度等级；或已知强度等级，检验强度是否满足规范要求。掌握国家标准GB/T17671 1999水泥胶砂强度的测定方法（ISO 法），正确使用仪器设备并熟悉其性能。2主要仪器设备（ 1）胶砂搅拌机（ 2）试模（ 3）胶砂振实台（ 4）抗折强度试验机（ 5）抗压试验机（ 6）抗压夹具（ 7）刮平尺、养护室等3试验步骤（ 1） 试验前准备成型前将试模擦净，四周的模板和底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一薄层机油。（ 2）胶砂制备试验用砂采用中国ISO 标准砂，其颗粒分布和湿含量应符合 GB/T17671 199

12、9的要求。1）胶砂配合比试体是按胶砂的质量配合比为水泥: 标准砂 : 水 =1 :3:0.5 进行拌制的。一锅胶砂成三条试体，每锅材料需要量为：水泥（450 ± 2） g；标准砂（1350± 5） g；水（225± 1） mL。2） 搅拌 每锅胶砂用搅拌机进行搅拌。可按下列程序操作：胶砂搅拌时先把水加入锅里，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。立即开动机器， 低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入；把机器转至高速再拌30s。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间，在高速下继续搅拌60s，各个搅拌阶段的时

13、间误差应在±1s以内。3） 3） 试体成型试件是40mm× 40mm× 160mm的棱柱体。胶砂制备后应立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每一个模槽来回一次将料层播平，接着振实60 次。再装第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60 次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。（ 4

14、）试体的养护1 ） 脱模前的处理及养护将试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，湿空气应能和试模周边接触。另外，养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前用防水墨汁或颜料对试体进行编号和做其他标记。，二个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在二个以上龄期内。2）脱模 脱模应非常小心，可用塑料锤或橡皮榔头或专门的脱模器。对于24h 龄期的， 应在破型试验前20min 内脱模； 对于 24h 以上龄期的，应在 20-24h之间脱模。3）水中养护将做好标记的试体水平或垂直放在（20± 1）水中养护，水平放置时刮平面应朝上，养护期间试体之间间隔或试体

15、上表面的水深不得小于5mm。（ 5）强度试验1 ） 强度试验试体的龄期试体龄期是从水加水开始搅拌时算起的。各龄期的试体必须在表 1 规定的时间内进行强度试验。试体从水中取出后，在强度试验前使用湿布覆盖。表 1 各龄期强度试验时间规定龄期时间24h24h± 15min48 h48h± 30min72 h72h± 45min7d7d± 2h> 28 d28 d± 8 h2）抗折强度试验每龄期取出3 条试体先做抗折强度试验。试验前须擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物，试体放入抗折夹具内，应使侧面和圆柱接触。采用杠杆式抗折

16、试验机试验时，试体放入前，应使杠杆成平衡状态。试体放入后调整夹具，使杠杆在试体折断时尽可能地接近平衡位置。抗折试验的加荷速度为（50± 10） N/s。3）抗压强度试验抗折强度试验后的断块应立即进行抗压试验。抗压试验须用抗压夹具进行，试体受压面为40mm× 40mm。试验前应清除试体受压面和压板间的砂粒或杂物。试验时以试体的侧面作为受压面，试体的底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。压力机加荷速度为（2400± 200） N/s。4试验结果计算及处理（ 1）抗折试验结果：抗折强度按下式计算，精确到0.1Mpa。3 R11.5F1L/b3式中R1水泥抗折强

17、度，Mpa；F1折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；L 支撑圆柱之间的距离，100mm；b 棱柱体正方形截面的边长，40mm；以一组 3 个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当 3 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。（ 2）抗压试验结果：抗压强度按下式计算，精确至0.1MpaRcFcA式中Rc水泥抗压强度，Mpa；Fc破坏时的最大荷载，N；A 受压部分面积，mm2（ 40mm× 40mm=1600 mm2）。以一组 3 个棱柱体上得到的6 个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如 6 个测定值中有一个超出6 个平均值的±1

18、0%，就应剔出这个结果，而以剩下 5 个的平均数为结果；如果5 个测定值中再有超过它们平均数±10%，则该组结果作废。二、普通混凝土实验2.1、 普通混凝土拌合物实验室拌和方法1试验目的学会混凝土拌合物的拌制方法，为测试和调整混凝土的性能，进行混凝土配合比设计打下基础。2主要仪器设备（ 1）混凝土搅拌机（ 2）磅秤（ 3）天平（ 4）拌和钢板等。3拌和方法按所选混凝土配合比备料。拌和间温度为（20± 5）。（ 1）人工拌和法1） 干拌 将拌和钢板和拌铲用湿布润湿后，将砂平摊在拌和板上，再倒入水 泥，用拌铲自拌和板一端翻拌至另一端，如此反复，直至拌匀；加入石子，继续翻拌至均匀

19、为止。2） 湿拌在混合均匀的干拌和物中间作一凹槽，倒入已称量好的水（约一半），翻拌数次，并徐徐加入剩下的水，继续翻拌，直至均匀。3）拌和时间控制拌和从加水时算起，应在10min内完成。（ 2）机械拌和法1）预拌拌前先对混凝土搅拌机挂浆，即用按配合比要求的水泥、砂、水及少量石子，在搅拌机中搅拌（涮膛），然后倒出多余砂浆。其目的是防止正式拌和时水泥浆挂失影响到混凝土的配合比。2） 拌和 向搅拌机内依次加入石子、水泥、 砂子， 开动搅拌机搅动2 3min。3）将拌和物从搅拌机中卸出，倒在拌和钢板上，人工拌和1 2min。2.2 普通混凝土拌合物工作性（和易性）试验混凝土的坍落度试验1 试验目的通过测

20、定骨料最大粒径不大于37.5mm、 坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌合物坍落度，同时评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，为混凝土配合比设计、混凝土拌合物质量评定提供依据；掌握GB/T50080 2002普通混凝土拌和物性能试验方法标准的测试方法，正确使用所用仪器和设备，并熟悉其性能。2主要仪器设备（ 1）坍落度筒（ 2）捣棒（ 3）直尺、小铲、漏斗等。3试验步骤1）每次测定前，用湿布湿润坍落度筒、拌和钢板及其他用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩住2 个脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。（ 2）取拌好的混凝土拌和物15L，用小铲分3 层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒

21、高的1/3左右。 每层用捣棒沿螺旋方向在截面上由外向中心均匀插捣 25 次。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口，插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时加料，顶层插捣完毕后，刮去多余混凝土，并用镘刀抹平。（ 3）清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5 10s内完成。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应150s内完成。4试验结果确定和处理（ 1）提起坍落度筒后，立即量测筒高和坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌

22、和物的坍落度值。混凝土拌和物坍落度以mm 为单位，结果精确至1mm。（ 2）坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样再测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌和物和易性不好，应予记录备查。（ 3）观察坍落后的混凝土试体的粘聚性和保水性。粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度来评定。如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌和物保水性良好；坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出且锥体部分的混凝

23、土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌和物的保水性能不好。（ 4）和易性的调整1） 当坍落度低于设计要求时，可在保持水灰比不变的前提下，适当增加水泥浆量。2） 当坍落度高于设计要求时，可在保持砂率不变的条件下，增加集料的用量。3）当出现含砂量不足，粘聚性、保水性不良时，可适当增加砂率，反之减小砂率。2.3 普通混凝土拌合物的表观密度试验（ 试验目的测定混凝土拌和物捣实后的单位体积重量（即表观密度），以提供核实混凝土配合比计算中的材料用量之用。掌握普通混凝土拌和物性能试验方法GB/T50080 2002，正确使用仪器设备。2主要仪器设备（ 2）台秤（ 3）振动台（ 4）捣棒等。3试验步骤（ 1）

24、用湿布把容量筒内外擦干净，称出其重量，精确至50g；（ 2）混凝土的装料及捣实方法应视拌和物的稠度而定。一般来说。坍落度不大于 70mm 的混凝土，用振动台振实为宜；大于70mm 的用捣棒捣实为宜。（ 3）用刮刀将筒口多余的混凝土拌和物刮去，表面如有凹陷应予填平。将容量筒外壁擦净，称出混凝土和容量筒总重，精确至50g。4试验结果计算混凝土拌和物的表观密度按下式计算，精确至kg/m3。h m2 m1 1000 hV式中h混凝土的表观密度，kg/m3；m1 容量筒的质量，kg；m2容量筒和试样总质量，kg；V 容量筒的容积，L 。2.4 普通混凝土立方体抗压强度试验（ 1） 目的掌握 GB/T50

25、081 2002普通混凝土力学性能试验标准及GBJ107 87混凝土强度检验评定标准，根据检验结果确定、校核配合比，并为控制施工质量提供依据。2主要仪器设备（ 2） 力试验机（ 3） 凝土搅拌机（ 4） 动台（ 5） 模（ 6） 护室（ 7） 棒、金属直尺等。3试件制作（ 8） 作试件前应检查试模，拧紧螺栓并清刷干净，在其内壁涂上一薄层矿物油脂。一般以3 个试件为一组。（ 9） 件的成型方法应根据混凝土拌和物的稠度来确定。1）坍落度大于70mm 的混凝土拌和物采用人工捣实成型。将搅拌好的混凝土拌和物分两层装入试模，每层装料的厚度大约相同。插捣时用钢制捣棒按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。插捣底层

26、时，捣棒应达到试模底面；插捣上层时，捣棒应贯穿下层深度约20 30mm。并用镘刀沿试模内侧插捣数次。每层的插捣次数应根据试件的截面而定，一般为每100cm2截面积不应少于12 次。捣实后，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。2）坍落度小于70mm 的混凝土拌和物采用振动台成型。将搅拌好的混凝土拌和物一次装入试模，装料时用镘刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌和物稍有富裕，然后将试模放到振动台上，振动时应防止试模在振动台上自由跳动，直至混凝土表面出浆为止，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。4试件养护（ 10） 采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，以防止水分蒸发，并在温度 （ 20± 5）下静置一

27、昼夜至两昼夜，然后拆模编号。再将拆模后的试件立即放在温度为 （ 20± 3） 、 湿度为90%以上的标准养护室的架子上养护，彼此相隔1020mm。（ 2）无标准养护室时，混凝土试件可放在温度为（20± 3）的不流动水中养护，水的pH 值不应小于7。（ 3）和构件同条件养护的试件成型后，应覆盖表面，试件的拆模时间可和实际构件的拆模时间相同，拆模后试件仍需保持同条件养护。5试验步骤（ 1）试件从养护地点取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著变化。（ 11） 先将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确到1mm，并据此计算试件的承压面积。（ 3）将试件安

28、放在试验机的下压板上，试件的承压面应和成型时的顶面垂直。试件的中心应和试验机下压板中心对准。开动试验机，当上板和试件接近时，调整球座，使接触均衡。（ 12） 混凝土试件的试验应连续而均匀地加荷，混凝土强度等级低于C30 时，其加荷速度为0.3 0.5MPa/s； 若混凝土强度等级高于或等于C30 时， 则为 0.50.8MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直到试件破坏，并记录破坏荷载。5）试件受压完毕，应清除上下压板上粘附的杂物，继续进行下一次试验。6试验结果计算和处理1）混凝土立方体试件抗压强度按下式计算，精确至0.1Mpa。fPcuA式中fcu混凝土立方体试件的

29、抗压强度值，MPa；P 试件破坏荷载，N ；A 试件承压面积，mm2。如 3 个测值2） 以 3 个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。1 个和中间值的差值超过中间值的15% 时，则把最大或最小值舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大值和最小值和中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果作废。（ 3）混凝土立方体抗压强度是以150mm× 150mm× 150mm 的立方体试件作为抗压强度的标准值，其他尺寸试件的测定结果应乘以尺寸换算系数。200mm× 200mm× 200mm 试件， 其换算系数为1.05； 100mm× 100mm× 100mm 试件，其换算系数为0.95。