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华北电力大学 建筑材料试验指导书建筑材料试验指导书 建筑材料试验是一门与生产密切联系的科学技术。在工程上检验材料质量、确定设计施工依据、改善材料性能、使用新材料及选择代用材料等都需要进行建筑材料试验。 检验材料的质量应该根据国家、部颁布的技术标准进行。技术标准是对材料质量、规格及试验方法等所作的规定，是从事生产、建设工作的一种共同技术依据，必须严肃认真地执行，不能随意更改。但技术标准又是人们在生产、建设、研究、使用等实践中的经验总结，它会随着生产和科学技术的不断发展而进行相应的修订，因此也应注意不要墨守陈规。 为检验材料质量而进行的试验，一般包括如下过程： (1)选取试样。所选的试样必须具有代表性，使从少量试样所得小的试验结果，能确切地反映整批材料的质量。试验前须对试样作检查，并应特别注意那些可能影响试验结果正确性的特征，作好记录。 (2)确定试验方法。在试验中所测得的材料性能指标都是按一定试验方法得出的有条件性的指标，试验方法不同，共结果也就不一样。因此所确定的试验方法必须能正确地反映材料的真实性能，并且切实可行。当有国家、部颁布的技术标准时，应该采用统一规定的试验方法。 (3)进行试验操作。在试验操作过程中，必须使仪器设备、试件制备、测量技术等严格符合既定试验方法中所作的规定，以保证试验条件的统，获得准确的试验结果。由于材料往往不很均匀，所以还必须对几个试件作平行试验，借以提高试验结果的精确度。在整个试验操作过程中，还应注意观察出现的各种现象，很好记录，以便分析。 (4)处理试验数据。计算应与测量的精密度相适应，数据运算按有效数字法则进行。对于平行试验所得到的数据，应注意取得一个有意义的平均值。 (5)分析试验结果。包括：分拆试验结果的可靠程度；说明在既定试验方法下所得成果的适用范围；将试验结果与材料质量标准相比较，并作出结论。 学生学习建筑材料试验应达到以下的目的和要求：掌握建筑材料试验方法的基本原理；受到建筑材料试验基本操作技能的训练，并获得处理试验数据、分析试验结果、编写试验报告的初步能力；培养严肃认真、实事求是的科举作风。同时，通过试验还可验证和巩固所学的某些理论知识。 为了顺利地进行试验，学生必须做到如下5条： （1）在试验课前进行预习，准备好记录表烙。（2）以严肃的态度、严格的作风、严密的方法进行试验。试验结束后，应将原始记录交教师检查。（3）爱护仪器设备，遵守操作规程，注意人身及仪器的安全。（4）遵守试验室制度，保持室内及仪器设备的整洁。（5）课后及时独立地完成试验报告。试验一 水泥试验 一、水泥试验的一般规定 1取样方法 以同一水泥厂按同品种、同标号、同期到达的水泥、不超过400t为一个取样单位，不足400t时也作为一个取样单位。取样应有代表性。可连续取，也可从20个以上不同部位抽取等量样品，总数至少10kg。 2养护条件 试验室的温度应为1725，相对湿度大于50。养护箱温度为20士3，相对湿度应大于90。 3对试验材料的要求 （1）水泥试样应充分拌匀，通过0.8mm方孔筛，并记录筛余物的百分数。将试样分为两等份，一份按规定试验。另一份密封、备用。 （2）试验用水必须是洁净的淡水。 （3）水泥试样、标准砂和拌合用水等的温度均应与试验室温度相同，同时对试验用试模也要求与试验室温度相同。 二、水泥标准稠度用水量测定 1试验目的 通过测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量（需水量），为水泥凝结时间和体积安定性试验作好准备。 2主要仪器设备 1）标准稠度与凝结时间测定仪（图11） 标准稠度测定用试杆见图lc有效长度为50mm1mm、由直径为10mm 0.05mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。2）净浆搅拌机水泥净浆搅拌机，属国际标准通用型，由搅拌锅、搅拌叶片、传动机构和控制系统组成。 搅拌叶片在搅拌锅内作旋转方向相反的公转和自转，并可在竖直方向调节，搅拌机可以升降控制系统具有按程序自动控制与手动控制两种功能（图13）。 3方法与步骤图13 搅拌锅与搅拌叶片1搅拌锅；2搅拌叶片第一步：水泥净浆的拌制用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5 s10 s内小心将称好的500 g水泥加入水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120 s，停15 s，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停机。第二步：标准稠度用水量的测定拌和结束后，立即将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，轻轻振动数次，刮去多余的净浆，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表面接触，拧紧螺丝1 s2 s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净。整个操作应在搅拌后1. 5 min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6 mm1 mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和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。 三、水泥胶砂强度试验 1试验目的 根据GB17799规定采用软练法检验水泥胶砂强度，作为确定水泥标号（等级）的依据。 2主要仪器设备 （1）双转叶片式搅拌机：搅拌叶和搅拌锅作相反方向转动。锅的内径为195mm，深150mm。叶片转速为137rmin。锅转速为64rmin（图14）。（2）胶砂振动台：台面为 360360mm，台面装有卡具，频率为每分钟振动28003000次。台面上空试模时中心振幅为0.85士0.05mm，装有制动器，能使电动机停车后5s内停止转动（图 15）。图14 胶砂搅拌机1搅拌叶；2搅拌锅图15 胶砂振动台1台面；2弹簧；3偏重轮；4电动机 （3）下料漏斗。（4）试模：为可装拆的三联模。（5）抗折试验机常用杠杠比值为1：50的双杠杠抗折试验机。 （6）抗压试验机及抗压夹具：抗压试验机以200300kN为宜，误差不得超过土2。抗压夹具由硬质钢材制成，加压板长62.5土0.lmm，宽不小于40mm。加压面必须磨平。 （7）刮平刀：断面正三角形，边长26mm、两手柄的总长为320mm。 3试件成型 （1）将试模擦净，四周模板与底座的接触面上应涂干黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一薄层机油。 （2）标准砂应符合水泥强度试验用标准砂的质量要求。水泥与标准砂的质量比为1：2.5。水灰比（用水量和水泥用量之比）按水泥品种而定。硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥为0.44；火山灰质水泥、粉煤灰水泥为 0. 46。 （3）每成型三条试件需称量的材料及用量见表11。表11材料水泥（g）标准砂（g）拌和水（ml）硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥用量5401350238238238248248 （4）胶砂搅拌时，先将称好的水泥与标准砂倒入搅拌锅内，开动搅拌机，拌合5s后徐徐加水，30s内加完。自开动机器起搅拌3min停车，将粘在叶片上的胶砂刮下，取下搅拌锅。 （5）在搅拌胶砂的同时，将试模及下料漏斗卡紧在振动台面中心，将搅拌好的全部胶砂均匀地放入下料漏斗中，开动振动后，胶砂通过漏斗流入试模的下料时间应为2040s（下料时间从漏斗三格中的两格出现空格时为准），振动2min后停车，下料时间如在2040s以外，须调整漏斗下料口宽度，或用小刀划动胶砂以加速下料。 （6）振动完毕，取下试模，用刮平刀轻轻刮去高出试模的胶砂并抹平，接着在试件上编号，编号时应将试模中的三条试件分在两个以上的龄期内。 （7）检验前或更换水泥品种时，应将搅拌锅、叶片和下料漏斗等用湿布抹擦干净。 4养护 （1）试体编号后，将试模放入养护箱（温度20土3，相对湿度大于 90），箱内篦板必须水平，养护24土3h后取出脱模，脱模时应防止试件损伤，硬化较慢的水泥允许延期脱模，但须记录脱模时间。 （2）试件脱模后即放入水槽中养护，养护水温度应为20土2，试体之间应留有间隙，水面至少高出试体2cm，养护水每周换一次。 5强度测定 各龄期的试件，必须在规定时间即3d士2h、7d士3h、28d土3h内进行强度试验。试件从水中取出后，在强度测定前应用湿布覆盖，强度试验必须遵循先抗折，再抗压的顺序。 （1）抗折强度测定 各必赐取出三条试件先做抗折强度测定。测定前须擦去试件表面的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物。试件放入抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。 采用杠杆式抗折试验机，在试件放入之前，应使杠杆在不挂铅桶的情况下成平衡状态，试件放入后，调整夹具，使杠杆在试件折断时尽可能地接近平衡位置。 抗折测定时的加荷速度为50土5Ns，采用1：50双杠杆抗折试验机时，铅弹流出速度应为100士10g/s，试件折断后，称量铅弹及桶总质量时应精确至10g及0.01kg。抗折强度按下式计算，精确至1.01Mpa式中：fr抗折强度（Mpa）；P破坏荷载（N）；L支撑圆柱中心距（100mm）；B、h试件断面的宽和高，均为40mm。 抗折强度结果以三块试件平均并取整数，当三个强度值中有一个超过平均值的土10时，应予剔除，以其余两个数值平均作为抗折强度试验结果，如有两个超过平均值的土10时，应重做试验。 （2）抗压强度测定 抗折试验后的二个断块应立即进行抗压试验，抗压试验须用抗压夹具进行，试件受压面为406.25cm，试验前应清除试件的受压面与加压板间的砂粒或杂物，试验时以试件的侧面作为受压面，并使夹具对准压力机压板中心。 压力机加荷速度为50N/s，在接近破坏时应严格控制。 抗压强度按下式计算：式中：fc抗压强度（MPa）；P破坏荷重N）；A受压面积 40 625（mm）； 抗压强度计算至01MPa。 六个抗压强度结果中剔除最大、最小两个数值，以剩余四个的平均值作为抗压强度测定结果。如不足六个时，取平均值，不足四个时应重做试验。试验二 混凝土用砂和石试验 一、砂的筛分析试验 1主要仪器设备 （l）砂筛。孔径为0.16、0.32、0. 63、1.25mm的方孔筛和孔径为2. 50、5.00、10.00mm的圆孔筛，并附有筛底和筛盖。 （2）物理天平（称量1kg，感量1g），供箱、浅盘、毛刷等。 （3）摇筛机。电动振动筛，振幅0.5土0.lmm，频率50土3Hz。 2试验步骤 （l）试样先用孔径为10.00mrn筛筛除大于10mm的颗粒（算出其筛余百分率），然后用四分法缩分至每份不少于500g的试样两分，105士5烘至恒重，冷却至室温。 （2）准确称样500g。将筛按筛孔由大到小叠合起来，附筛底。将砂样倒入最上层（孔径为5mm）筛中。 （3）置筛于摇筛机上固紧，摇筛10min。 （4）取下筛子，逐个在清洁的浅盘中进行手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1为止。通过的砂粒并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛，按此顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。 （5）称取各号筛上的筛余量。试样在各号筛上的筛余量不得超过200g，超过时应将该筛余试样分成两份，再进行筛分，并以两次筛余量之和作为该号筛的筛余量。 3结果计算与评定 （1）计算分计筛余百分率。各号筛上筛余量除以试样总重量（精确至0.1）。 （2）计算累计筛余百分率。每号筛上孔径大于和等于该筛孔径的各筛上的分计筛余百分率之和（精确至0.1），并绘制砂的筛分曲线图。 （3）根据累计筛余百分率，按标准规定的级配区范围，评定该砂试样的级配是否合格。 （4）计算砂的细度模数Mx（精确至0.1）： 式中：A1A6分别为5.000.16mm孔筛上的累计筛余百分率。 （5）取两次试验测定值的算术平均值作为试验结果。筛分后如各筛筛余量与底盘上的站余量之和，同原试样量相差超过1时，须重做。 （6）砂按细度模效（Mx）分为粗、中、细和特细四种规格，由所测Mx评定该砂粒粗细程度。 二、石子筛分析试验 1主要仪器设备 （1）石子套筛。孔径为 2.5、5.0、10.0、16.0、20.0、25.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、80.0100.0（mm），并附有筛底和筛盖。（2）按表2l规定的试样量称取经缩分并烘干或风干的石子试样一份，倒入上层筛中并加盖，然后进行筛分。表21不同粒径的石子筛分时的试样量石子最大粒径（mm）1016202530406080每份试样量（kg）2441010152030（3）将套筛置于摇筛机紧固并筛分，摇筛10min，取下会筛，按孔径大小顺序逐个再用手筛、筛至每分钟通过量小于试样总量的1为止。通过的颗粒并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛，如此顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。 （4）称取各筛筛余的重量，精确至试样总重量的1。 2结果计算与评定 （1）计算石子分计筛余百分率和累计筛余百分率，方法同砂筛分析。 （2）根据各筛的累计筛余百分率，按照标准规定的级配范围，评定该石子的颗粒级配是否合格。 （3）根据公称粒级确定石子的最大粒径。实验三 普通混凝土试验 一、混凝土试验拌和方法 1一般规定 （l）原材料应符合技术要求，并与实际施工材料相同，拌和前材料温度应与室温相同（宜20土5），水泥如有结块，应过64孔/cm2筛后方可使用。 （2）称量精度（质量计）。砂、石为为0.5，水、水泥及外加剂为0.3。 （3）砂、石骨料质量以干燥状态为基准。 2主要仪器设备 （1）混凝土搅拌机。容量 50100L。 （2）台秤。称量50kg，感量50g。 （3）其它用具。量筒（500ml、1000ml）天平、拌铲与拌板等。 3拌合步骤 （l）人工拌和 按所定配合比称取各材料用量。 将拌板和拌铲用湿布润湿后，把称好的砂倒在铁拌板上，然后加水泥，用铲自拌板一端翻拌至另一端，如此重复，至颜色均匀，再加入石子翻拌混合均匀。 将干混合料堆成堆，中间作一凹槽，将已称量好的水倒一半左右在凹槽中，仔细翻拌，注意勿使水流出。然后再加入剩余的水，继续翻拌，其间每翻拌一次，用拌铲在拌和物上铲切一次，直至拌和均匀为止。 拌和时力求动作敏捷，拌和时间自加水时算起，应符合标准规定：拌和物体积为30L时拌45min，3050L时拌59min，5075L时拌912min。 （2）机械搅拌 按给定的配合比称取各材料用量。 用按配合比称量的水泥、砂、水及少量石子在搅拌机中预拌一次，使水泥砂浆部分粘附搅拌机的内壁及叶片上，并刮去多余砂浆，以避免影响正式搅拌时的配合比。 依次向搅拌机内加入石子、砂和水泥，开动搅拌机干拌均匀后，再将水徐徐加入，全部加料时间不超过2min，加完水后再继续搅拌2min。 将拌合物自搅拌机卸出，倾倒在铁板上，再经人工拌和23次，即可做拌合物的各项性能试验或成型试件。从开始加水起，全部操作必须在30min内完成。 二、混凝土拌合物稠度试验 该试验分坍落度法和维勃稠度法两种，前者适用于坍落度值不小于10mm的塑性和流动性混凝土拌合物的稠度测定，后者适用于维勃稠度在530s之间的干硬性投拌合物的稠度测定。要求骨料最大粒径均不大于40mm。 1坍落度测定 （l）主要仪器设备 坍落度筒。戴头圆锥形，由薄钢板或其它金属板制成。 捣棒（端部应磨圆）。装料漏斗、小铁铲、钢直尺、镘刀等。 （2）试验步骤 首先用湿布润湿坍落度筒及其它用具，将坍落度筒置于铁板上，漏斗置于坍落度筒顶部并用双脚踩紧踏板。 用铁铲将拌好的混凝土拌合物分三层装入筒内；每层高度约为筒高的13。每层用捣棒沿螺旋方向由边缘向中心插捣25次。插捣底层时应贯穿整个深度。插捣其它两层时捣棒应插至下一层的表面。 插捣完毕后，除去漏斗，用镘刀刮去多余拌合物并抹平，清除筒四周拌合物，在510s内垂直平稳地提起坍落度筒。随即量测筒高与坍落后的混凝土试体最高点之间的高度差，即为混凝土拌合物的坍落度值。 从开始装料到坍落度筒提起整个过程应在150s内完成。当坍落度筒提起后，检试体发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样测定坍落度，如第二次仍出现这种现象，则表示该拌合物和易性不好。 在测定坍落度过程中，应注意观察粘聚性与保水性。 （3）试验结果 稠度。以坍落度表示，单位mm，精确至5mm。 粘聚性。以捣棒轻敲混凝土锥体侧面，如锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好；如锥体倒坍、崩裂或离析，表示粘聚性不好。 保水性。提起坍落度筒后如底部有较多稀浆析出，骨料外露，表示保水性不好；如无稀浆或少量稀浆析出，表示保水性合格。 2维勃调度测定 （l）主要仪器设备 维勃稠度仪。其振动频率为50士3Hz装有空容器时台面振幅应为0.51mm。 秒表，其它仪器同坍落度试验。 （2）试验步骤 将维勃稠度仪放在坚实水平的基面上。用湿布将容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其它用具擦湿。就位后将测杆、喂料斗和容器调整在同一轴线上，然后拧紧固定螺丝。 将混凝土拌合料经喂料斗分三层装入坍落度筒，装料与捣实方法同坍落度试验。 将喂料斗转离，垂直平稳地提起坍落度筒，应注意不使检试体产生横向扭动。 将圆盘转到混凝土试体上儿放松测杆螺丝，降下透明圆盘，使其轻轻接触到混凝土试体顶面，拧紧定位螺丝。 开启振动台，同时用秒表计时，当振至透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间关闭振动台，并停表计时。 （3）试验结果 由秒表读出的时间s，即为该混凝土拌合物的维勃稠度值。 三、混凝土抗压强度试验 1主要仪器设备 （1）压力试验机。精度不低于2，试验时由试件最大荷载选择压力机量级，使试件破坏时的荷载位于全量程的 2080范围以内。 （2）振动台。振动频率为503Hz，空载振幅约为0.5mm。 （3）搅拌机、试模、捣棒、镘刀等。 2试件制作（l）抗压强度试验系采用立方体试件，以龄期分组，每组3个试件，混凝土试件尺寸为151515cm。 （2）制作试件前，应将试模擦干净并在试模内表面涂一薄层脱模剂，再将配制好的混凝土拌合物装模成型。