土木工程材料指导书.doc

土木工程材料实 验 指 导 与 报 告 书穆穗真 编专业_班级_姓名_学号_广东石油化工学院建筑工程学院土木工程材料实验室前 言土木工程材料实验是重要的实践性教学环节，是土木工程材料教学的重要组成部分，通过实验能够丰富土木工程材料的理论知识，加深对材料知识的理解，从而更好地掌握材料知识，为今后从事设计、施工、科学研究打下良好的基础。为了提高土木工程材料实验课的教学质量，达到动手能力强的培养目标，依据我校各专业土木工程材料教学大纲，在原建筑材料实验报告的基础上我重新认识编写了土木工程材料实验指导书，将实验指导书与实验报告书合编，其实用性更强，掌握材料理论理论知识及实验技能更容易。鉴于教材中对材料实验依据、取样技术、设备原理已有较详细的叙述，本指导书以实验目的、实验操作、实验报告为主。按照土木工程材料教学大纲的要求，本指导书的实验教学时数为12学时。实 验 须 知1、实验前均应对实验内容进行充分预习。2、按时到实验室参加实验，不得无故旷课、迟到、早退、不得在实验室内打闹、喧哗。3、在实验过程中要听从指导老师的指导和实验组长的安排，未经同意，不得擅自更改实验内容，不得搬运室内与实验课程无关的其它仪器设备。4、要爱护公物，凡损坏公物的，要照价赔偿。5、每次实验结束后，应将用过的设备、仪器及所有用具清洗干净并放回原处，离开实验室前应关好水、电和所有门窗。6、全部实验结束后，应在一天内提交实验报告，实验报告要求数据准确，齐全，字迹清晰工整，计算准确，结论明确。实验成绩作为土木工程材料课程平时成绩的一部分。目 录实验一 材料基本性质实验-2实验二 水泥实验-5实验三 混凝土用骨料实验-11实验四 普通混凝土实验-15实验五 砂浆实验-20实验一 材料基本性质实验本实验使学生掌握材料密度、表观密度、堆积密度的实验方法，并计算材料的空隙率。一、水泥密度实验（一）主要仪器：李氏瓶、量筒、天平等。（二）实验步骤1、将不与水泥起反应的煤油倒入李氏瓶中，使液面达到01ml刻度之间。2、将李氏瓶放在盛有20水的玻璃容器中，使刻度部分完全浸入，并用支架夹住，以30min使瓶内煤油的温度与水温一致，读出李氏瓶内液体凹面的刻度值，记为V1（准确到0.1ml）。3、用滤纸将液面以上的瓶颈内部的煤油吸干。用天平称取水泥试样6090g（准确到0.1ml）记为m1，用小勺小心地将水泥装入李氏中，至瓶内液面上升至接近20ml为止。装水泥时，须用小匙细心的装，防止撒出或堵塞。4、称出剩余试样的质量m2。将李氏瓶倾斜一定角度并沿轴旋转，使水泥中的空气逸出。再将李氏瓶放入20水的玻璃容量中，经30min使煤油和水温一致，此时读出液体凹面的刻度值V2。（三）实验结果：m计算出水泥密度_=v= (m1 m2) / (v2 v1) (g/cm3)密度实验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果，但两个结果之差不应超过0.02g/cm3。（四）实验记录编号水泥质量（m1-m2）初始体积（ml）最终体积（ml）密度（g/cm3）备注12结论水泥密度：二、砂子表观密度实验（一）主要仪器：天平、容量瓶。（二）实验步骤1、称取砂样300g（m0），装入容量瓶中，注入清洁水至瓶颈刻度线，称瓶+砂+水的质量m1（g）。2、倒出瓶中的水和试样，洗净瓶内外，再重新注入清水至瓶颈刻度线，称瓶+水的质量m2（g）。（三）实验结果：0 =m0_m0 + m2 m1(g / cm3)以两次测定结果的平均值作为实验结果，如两次测定的误差大于0.02g/cm3，应重新进行实验。（四）实验记录测定次数砂子质量m0（g）瓶+水质量m2（g）砂+瓶+水质量m1（g）表观密度（g/cm3）12结论三、砂子堆积密度实验（一）主要仪器：台称、容量筒（容积1L）、直尺、漏斗。（二）实验步骤1、称容量筒质量m1（Kg）。2、用漏斗将试样装入容量筒内，出料口距容量筒口不应超过5cm，直至试样装满超出筒成锥形为止。3、用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其质量m2（Kg）。（三）试验结果计算砂的堆积密度0 =m2 m1_v0(Kg / m3)以两次实验结果的算术平均值作为测定值。（四）实验记录测定次数容量筒体积（L）容量筒质量（Kg）（筒+砂）质量（Kg）堆积密度（Kg/L）平均值（Kg/L）12四、砂子空隙率计算P = (1 0 / ) 100% =实验二 水泥实验一、水泥细度实验（负压筛法）（一）主要仪器：负压筛、负压筛析仪。（二）实验步骤：1、检查负压筛析仪系统，调压至40006000Pa范围内。2、称取过筛的水泥试样25g，置于洁净的负压筛中，盖上筛盖并放在筛座上。3、启动并连续筛析2min，在此期间如有试样粘附于筛盖，可轻轻敲击使试样落下。4、筛毕取下，用天平称量筛余物的重量（g），精确至0.1g。（三）结果计算：以筛余量的质量克数乘以4即得筛余百分数，并以一次检验所得结果作为鉴定结果。（四）实验记录：项目编号水泥试样量（g）筛余量（g）筛余百分数（%）备注测定方法12结论水泥细度：二、水泥标准稠度用水量实验（一）主要仪器及设备：天平、量水器、净浆搅拌机、标准稠度测定仪。（二）实验步骤：1、称取水泥试样500g，采用固定水量法，拌和水量用142.5ml；2、先将水倒入搅拌锅，再将水泥倒入搅拌锅内，把锅升至搅拌位置，开动搅拌机；3、慢速搅拌120S，中停15S，接着快速搅拌120S，停机；4、将净浆一次装入稠度仪模中，插捣，震动数次，刮去多余净浆；5、将稠度仪模放到试锥下面的固定位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝，指针调至零点，然后突然放松螺丝，让试锥自由沉入浆体中，到试锥停止下沉时，记录下沉深度S和标准稠度用水量P。（三）实验结果记录：水泥质量（g）加水量（ml）试锥下沉深度（mm）标准稠度用水量（%）三、水泥胶泥强度测定（一）实验目的掌握水泥强度等级测定的试件制作方法，抗折、抗压强度测定方法及强度等级评定方法。（二）测定材料水泥品种：_ 实验日期：_（三）实验内容试件成型1、主要仪器及设备：胶砂搅拌机、胶砂振实台、试模、天平。2、操作步骤：（1）称取水泥450g，标准砂1350g，拌合水：225ml；（2）将试模擦净，紧密装配，卡紧在振实台中心位置；（3）将砂加入搅拌机加砂筒内；（4）将搅拌锅擦干净，先倒入水再倒入水泥，把搅拌锅放入固定位置，开动搅拌机。低速搅拌30秒，在第二个30秒开始的同时均匀地将砂子加入，再高速搅拌30秒，停拌90秒。再高速搅拌60秒；（5）将搅拌好的胶砂分两层装入试模，第一层用大播料器播平，开动振实台，振动60秒；再装入第二层胶砂用小播料器播平，再振动60秒停机；（6）松开卡具将试模取出，用刮平刀将试模上多余胶砂刮平，再用刀棱由一边向另一边抹一遍抹平。（7）试件的养护：试件编号后，将试件放入养护箱，（243h）后脱模。试件在脱模后立即放入水中养护，水温（201），试件之间应留有间隙，水平面应高出试样2cm，养护水每两周更换一次。达养护龄期后，取出进行力学实验。抗折强度测定1、主要仪器：抗折实验机。2、实验步骤：（1）取出试件擦干水分，将实验机调至水平状态。（2）将试件两个光滑面与支座接触，调整夹具使试件断裂时杠杆接近于平衡位置；（3）开动仪器加荷至试件断裂，记录抗折强度值。3、计算结果：以三个试件的平均值为测定结果。当三个试件强度值中有一个超过平均值10%时，应剔除后再取平均值作为测定结果；如果两个超过平均值10%时，该组试件作废。4、实验记录：试件编号试件断面尺寸（mm）抗折强度（MPa）平均值（MPa）备注1404023抗压强度测定：1、主要仪器：压力机、抗压夹具。2、实验步骤：（1）将试件两个光滑面与抗压夹具上下压板接触，并入于中心位置；（2）关闭回油阀，以5KN/S的速度加荷至试件破坏，记录破坏荷载。3、计算结果：（1）抗压强度计算：F=P/A（精确至0.1MPa）（2）以六个试件强度平均值作为测定结果。如果六个测定值中有一个超过平均值10%时就应剔除这个结果，以其余五个平均值作为测定结果，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。4、实验记录：试件编号受压面尺寸（mm）破坏荷载（KN）抗压强度（MPa）平均值（MPa）备注1404023456结论实验三 混凝土用骨料实验一、砂子筛分析实验（一）主要仪器：实验筛、天平、浅盘（二）实验步骤：1、准确地称取烘干试样500g，置于按筛孔大小顺序的套筛最上一只筛上，将套筛装入摇筛机上摇筛约10分钟（无摇筛机可采用手摇）。然后取下套筛，按孔径大小顺序逐个在清洁的浅盘上进行手筛，直至每分钟的筛出量不超过式样总重量的0.1%时为止。通过的颗粒并入下一号筛中一起过筛。按此顺序进行，至各号筛全部筛完为止；2、称量各号筛筛余试样的重量，精确至1g。所有各号筛筛余试样的重量和底盘中剩余试样重量的总和与筛余前的试样总量相比，其差值不得超过1%。（三）实验结果：1、计算分计筛余百分率：各号筛上的筛余量除以试样总重量的百分率（精确至0.1%）；2、计算累计筛余百分率：该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各号筛上的分计筛余百分率总和（精确至0.1%）；3、计算细度模数；4、作筛分曲线。（四）实验记录：筛分结果细度模数计算(计算过程)筛孔尺寸（mm）分计筛余累计筛余（%）_(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1Mx =100 A1g%4.75A1=2.36A2=1.18A3=0.6A4=0.3A5=0.15A6=筛底结果评定按Mx分级级配情况备注二、石子的表观密度实验（一）主要仪器：天平（称量5Kg，感量1g）、广口瓶（1000mL，磨口，并带玻璃片）。（二）实验步骤：（简易方法）1、称广口瓶+玻璃片的质量W1（g）；2、把石子装入广口瓶内，装满为止，盖上玻璃片，称其质量W2（g）；3、得石的质量m=W2-W1（g）；4、在装满石子的瓶中注入清洁水，让水面凸出瓶口，然后迅速用玻璃片在瓶口表面滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称取石子+水+瓶+玻璃片的质量m1（g）；5、把石子倒出，重新装满水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后称出瓶+水+玻璃片的质量m2（g）。（三）结果计算：=m /（m+m2-m1）（g/cm3）（四）实验记录：石子质量m（g）石子+瓶+水+玻璃片质量m1（g）瓶+水+玻璃片质量m2（g）表观密度（g/cm3）备注三、石子堆积密度测定（一）主要仪器：磅秤、容量筒（10L）、平头铁锹。（二）实验步骤：1、容量筒质量m1（Kg）；2、用铁锹铲起试样，使石子从筒口上方5cm高处自由落入容量筒，装满容量筒并把高出筒口表面的颗粒除去，使表面凸出部分和凹进部分大致相等；3、称容量筒和石子的总质量m2（Kg）。（三）结果计算：0=（m2-m1）/ V0（Kg/m3）（四）实验记录：容量筒容积V（m3）容量筒质量m1（Kg）筒+石子质量m2（Kg）石子堆积密度0（Kg/m3）备注实验四 普通混凝土实验 一、实验内容根据设计任务书和前面测得的实验数据，设计出混凝土的初步配合比，并进行和易性实验和强度实验，最终确定实验室配合比。二、实验目的了解和掌握设计混凝土配合比的基本方法和主要过程，熟悉坍落度仪的使用方法。在实验中，要注意掌握混凝土的拌和方法，测定和调整砼拌和物和易性的方法，试件脱模与养护方法，以及强度检验中三组配合比的确定方法等关键内容，还应掌握实验室配合比与施工配合比的换算。三、实验过程（一）砼配合比设计任务书某楼房采用钢筋砼楼板，砼的设计强度等级为C20，强度保证率为95%，施工时采用机械振捣，要求坍落度为3045mm。试设计该砼的配合比。所用原材料的种类与性质为：1.水泥品种：_水泥，水泥胶砂强度：_MPa，密度：3.1g/cm32.砂种类：_，细度模数：_，表观密度：_，堆积密度：_g/cm33.石子种类：_，最大粒径：_mm，表观密度：_g/cm34.自来水。（二）混凝土配合比设计的步骤1、根据砼上述配合比设计任务书及所给的原材料，用体积法计算出混凝土的初步配合比，并计算出配制12升混凝土的各材料用量。2、按初步配合比称取各材料并拌和，测定坍落度，根据测试和观察情况调整和易性，直到满足和易性要求为止，由此得出基准配合比。在调整和易性的同时，准备好三个试模，用机油涂抹内侧，称出三个试模的质量，待装模和振动后，再称一次质量，由此计算出拌合物的实际表观密度。3、在基准配合比的基础上，选择三个不同的配合比进行强度检验，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比为基准配合比的水灰比0.05，按三个配合比配制出三组试件，在标准环境下养护28天后进行抗压强度实验。根据实验数据，用作图法确定与配制强度相应的水灰比，最后确定实验室配合比。养护时间不足28天的，可用经验公式将测得的强度值换算成28天的强度。（三）原始数据及计算结果1、计算砼的初步配合比1）计算过程（自己填写）2）配制1m3混凝土各材料用量（Kg）原材料名称水泥砂石水每立方米砼用量3）配制12升混凝土拌合物各材料的用量（Kg）原材料名称水泥砂石水配制12升砼用量2、和易性调整及基准配合比（1）拌合砼：根据试拌量称取材料，投料顺序：砂水泥石子水，将砼拌合均匀；（2）测定坍落度：将砼拌合物分三层装入坍落度筒，每层插捣25次（呈螺旋形插捣），装满刮平后，垂直向上将筒提起移至砼旁边，拌合物因自重作用而坍落，拌合物高度与坍落度筒高之差（以毫米计）即为坍落度；（3）坍落度调整：若坍落度大于要求值，则保持Sp不变，增加砂石用量；若坍落度小于要求值则保持W/C不变增加水泥浆。直到调整至要求值；（4）保水性测定：提起坍落度筒后若底部有较多稀浆析出，骨料外露，则保水性不好，反之保水性良好；（5）粘聚性测定：以捣棒轻敲砼锥体测面，若锥体逐渐下沉，表明粘聚性良好，若锥体倒塌、崩裂，则表示粘聚性不好。顺序材料用量（Kg）测试结果是否符合要求水泥砂石水坍落度（mm）调整前第一次调整后第二次调整后基准配合比3、抗压强度实验报告以三个试件抗压强度的算术平均值作为该组试件的抗压强度测定值。当最大或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则取中间值作为该组件试件的抗压强度测定值；如果最大值与最小值的差值均超过中间值的15%，则实验无效。试件制作日期实验日期龄期天龄期换算系数试件公称尺寸mm试件尺寸换算系数混凝土强度等级混凝土配制强度MPa试件编号受压面积（mm2）破坏荷载（KN）抗压强度（MPa）平均值（MPa）备注123结论28天标准立方体强度MPa混凝土强度等级实验五 砂浆实验 一、实验目的1、测定砂浆稠度及分层度，了解砂浆和易性，确定砂浆配合比。2、测定砂浆强度，检验其是否符合设计要求。二、实验用配合比 实验日期： 年 月 日材料水泥品种强度等级密度砂子品种粗细程度表观密度塑性材料表观密度砂浆设计强度等级稠度 cm分层度 cm项 目材料名称水泥石灰粉（膏）砂水每立方米材料用量（Kg）重量配合比试拌10Kg砂各材料用量（Kg）三、实验内容（一）砂浆稠度的测定1、实验仪器：砂浆稠度仪、拌板、抹刀、捣棒。2、实验步骤：（1）按配合比所提供数据称好水泥、砂、石灰膏和水、在拌板内将干料拌合均匀。（2）拌合好的砂浆一次装入稠度仪的锥筒内，砂浆表面低于筒口10mm。（3）用捣棒自筒边向中心连续插捣25次，前12次插至筒底再将锥筒轻轻振动56次，使砂浆表面平整。（4）将锥筒放至稠度仪底座上，调整锥体，使锥尖与砂浆表面接触，固定滑杆，调整指针回零。（5）一次性完全松开固定螺丝，使锥体自由沉入砂浆，10秒后重新固定滑杆，读取刻度盘所示沉入值。3、实验结果：（1）锥体在砂浆中的沉入值即为砂浆稠度（以cm表示），以两次实验的平均值作为