土木工程材料实验指导书

1、工学院土木工程材料实验指导书土木工程材料实验指导书工学院建筑材料实验室二一年二月22目 录土木工程材料概述 2实验一土木工程材料基本性质试验 3实验二水泥性能试验 8实验三混凝土用骨料性能试验 21实验四普通混凝土拌合物性能26实验五建筑砂浆性能试验 30实验六烧结普通砖试验34实验七石油沥青性能试验 37实验八基于实际工程的混凝土配合比设计试验 43土木工程材料实验概述土木工程材料是一门联系实际较强的学科。土木工程材料实验是本课程的重要组成部分和实践性教学环节，同时也是学习和研究土木工程材料的重要方法。开设土木工程材料实验的目的有三：一是使学生熟悉主要土木工程材料的标准与规范，实验设备和基本

2、土木工程材料的检测技术；二是使学生对具体材料的性状有进一步的了解，熟悉、验证、巩固与丰富所学的理论知识，三是进行科学研究的基本训练，培养学生严谨认真的科学态度，提高分析问题和解决问题的能力。为了达到上述学习目的，学生应做到：1实验前做好预习，明确实验目的、基本原理及操作要点，并应对实验所用的仪器、设备、材料有基本了解。实验时，应注意三个方面的技术问题：一是抽样技术。各种材料的取样方法，一般在有关国家标准和技术规范中有所规定，实验时必须严格遵守，使实验结果具有充分的代表性和可靠性，以利于取得可靠的实验数据，做出可信的结论。二是测试技术。包括仪器的选择，试样的制备、测试条件及方法，要注意材料性质实

3、验数据总是带有一定的条件性，即材料性质实验的测定值与实验时的种种条件有关。很多因素影响着材料性质的测定值。因此，为了取得可以进行比较材料性质的测定值，必须严格按照国家标准所规定的实验条件进行实验。三是实验数据的整理方法。材料的质量指标和实验所得的数据是有条件的，相对的，是与选样、测试和数据处理密切相关的。其中任何一项改变时，实验结果将随之发生或大或小的变化。因此，检验材料质量，划分等级标号时，上述三个方面均须按照国家规定的标准方法或通用的方法进行。否则，就不能根据有关规定对材料质量进行评定，或相互之间进行比较。2在实验的整个过程中要建立严密的科学工作秩序，严格遵守实验操作规程，注意观察实验现象

4、，详细做好实验记录。要注意用电安全，使用玻璃器皿时要小心，要爱护实验设备，实验结束，擦洗干净所用的仪器与设备并摆放整齐。3认真填写实验报告。材料实验过程中，应认真按规定的记录表格记录实验数据，每次实验完毕，都必对实验数据加以整理，通过分析做出实验结论，须认真填写实验报告，计算时要注意单位，数据要有分析，问题要有结论。分析中应说明实验数据的精确度，结论要指出实验数据说明了什么问题。为了加深理论认识，在实验报告中，可以写上实验原理、影响因素、存在的问题以及自己的心得体会。写报告一定要认真，不要敷衍了事。本土木工程材料实验指导书是按课程教学大纲的要求并结合工程实际需要选材，根据现行国家标准或其他规范

5、、资料进行编写，并不包含所有土木工程材料实验的全部内容。同时，由于科学技术水平的进步和生产条件的不断发展，今后遇到本指导书所述实验以外的实验时，可查阅有关指导文件，并注意各种材料标准或规范的修订动态，以作相应修改。实验一 土木工程材料的基本性质试验要求：掌握材料的实际密度、体积密度、表观密度、堆积密度的测定原理和方法，并根据所测定的数据计算材料的孔隙率和骨料的空隙率；掌握材料的吸水率的实验方法。1.1 实际密度实验1.1.1 实验目的 材料的实际密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。主要用来计算材料的孔隙率和密实度。而材料的吸水率、强度、抗冻性及耐蚀性都与孔隙的大小及孔隙特征有关。如砖、

6、石材、水泥等材料，其密度都是一项重要指标。图111 密度瓶(单位：mm)1.1.2 主要仪器设备 密度瓶 (又名李氏瓶，如图111)、筛子 (孔径0.2mm或900孔/cm2)、恒温水槽、量筒、烘箱、干燥器、天平(称量1kg；感量0.01 g)、无水煤油、温度计、玻璃漏斗、滴管和小勺等。1.1.3 试样准备 将试样研磨后，称取试样约400g，用筛子筛分，除去筛余物，放在1105的烘箱中，烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温备用。1.1.4 实验方法与步骤1在密度瓶中注入与试样不起反应的液体(如无水煤油)至突颈下部刻度线零处，记下第一次液面刻度数v1(精确至0.05cm3)，将李氏瓶放在恒温水槽中

7、30min，在实验过程中保持水温为20。2用天平称取60g90g试样m1 (精确至0.01g)，将试样用小勺和玻璃漏斗小心地将试样徐徐送入密度瓶中，不准有试样粘附在瓶颈内部，且要防止在密度瓶喉部发生堵塞，直到液面上升到20ml刻度左右为止。再称剩余的试样质量m2(精确至0.01g)。3用瓶内的液体将粘附在瓶颈和瓶壁上的试样洗入瓶内液体中，反复摇动密度瓶使液体中的气泡排出；记下第二次液面刻度v2(精确至0.05 cm3)，根据前后两次液面读数，算出瓶内试样所占的绝对体积vv2- v1。1.1.5 结果计算与数据处理 1按下式算出密度 (计算至小数点后第二位)。 (111)式中：m1 备用试样的质

8、量，g； m2 称剩余试样的质量，g； m 装入瓶中试样的质量，g； v1 第一次液面刻度数，cm3； v2 第二次液面刻度数，cm3； v 装入瓶中试样的绝对体积，cm3。 2材料的实际密度测试应以两个试样平行进行，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0.02gcm3。否则应重新测试。3将所测得的数据、试样实际密度的计算结果填入实验报告册表11的相应栏目中。1.2 表观密度实验1.2.1 实验目的表观密度是计算材料孔隙率，确定材料体积及结构自重的必要数据。通过测得的表观密度可估计材料的某些性质(如导热系数、抗冻性、强度等)。1.2.2 仪器设备游标卡尺(精度0.1mm)、

9、天平(称量1000g，感量0.1g)、台秤(称量10kg，感量10g)、烘箱、干燥器、300mm钢直尺、石蜡等。1.2.3 试样准备1几何形状规则材料的试样若干件(如经过切割成型的石材、粘土砖或混凝土试块)：将清洗除去表面泥土杂余物的试样，放在105110的烘箱中，烘干至恒重，再放入干燥器中冷却至室温待用。2几何形状不规则材料的试样(如卵石、碎石等)：对于形状不规则的试样，则须用排液置换法才能求其体积。如被测试样溶于水或其吸水率大于0.5，则试样须进行蜡封处理(蜡封法)。将试样(建议用石灰石破碎成边长约35cm的碎块35个，或粒径小于37.5的卵石35个)用毛刷刷去表面石粉，然后置于1055烘

10、箱内烘干至恒重，并在干燥器内冷却至室温待用。1.2.4 实验方法与步骤1规则几何形状的材料：(1) 用天平或台秤分别称量出两试样的质量m(精确至1g)，以下同；(2) 用钢直尺或游标卡尺分别量出两试样尺寸(试样为正方体或平行六面体时以每边测量上、中、下三个位置分别测量，以三次所测值的算术平均值为准；试样为圆柱体，按两个垂直方向测量其直径，各方向上、中、下个测量三次，每件以6次数据的平均值为准确定直径，再在相互垂直的两直径与圆周交界的四点测量其高度，取4次测量的平均值为准确定高)，并计算出其体积(v0)；(3) 将测得的数据(计算出的平均值)记录在实验报告册表12的相应栏目中。2不规则几何形状的

11、材料：(1) 称出试样在空气中的质量m(精确至1g)；(2) 将试样置于熔融石蜡中，12s后取出，使试样表面沾上一层蜡膜(膜厚不超过1mm)。如蜡膜上有气泡，用烧红的细针将其刺破，然后再用热针蘸蜡封住气泡口，以防水分渗入试样。(3) 称出蜡封试样在空气中的质量m1(精确至1g)；(4) 用提篮将试样置于盛有水的容器中(须淹没在液体中且不能沉底)称出蜡封试样在水中的质量m2(精确至1g)；(5) 测定石蜡的密度r蜡(一般为0.93gcm3)。(6) 将测得的数据(计算出的平均值)记录在实验报告册表13的相应栏目中。1.2.5 结果计算与数据处理1规则几何形状的材料：对规则几何形状的材料按下式计算

12、其体积密度，以两次结果的算术平均值作为测定值。(112)式中： 表观密度，gcm3； m 试样的质量，g； 试样的体积，cm3。；2不规则几何形状的材料：对不规则几何形状的材料按下式计算材料的表观密度r0 (精确至0.01gcm3)：(113)式中： 表观密度，gcm3； m 试样在空气中的质量，g； m1 蜡封试样在空气中的质量，g； m2 蜡封试样在水中的质量，g； rw 水的密度，gcm3。； r腊 石蜡的密度，gcm3。；试样的结构均匀时，以三个试样测定值的算术平均值作为实验结果，各个测定值的差不得大于0.02gcm3；如试样结构不均匀时，应以5个试样测定值的算术平均值作为实验结果，并

13、在实验报告表中注明最大、最小值。3将计算结果填入实验报告册表12、表13的相应栏目中。1.3 堆积密度实验1.3.1 实验目的图112 标准漏斗与容积筒1漏斗；2筛子；3导管；4活动门；5容积筒 堆积密度是指散粒材料(如水泥、砂、卵石、碎石等)在堆积状态下(包含颗粒内部的孔隙及颗粒之间的空隙)单位体积的质量。它可以用来估算散粒材料的堆积体积及质量，考虑运输工具、估计材料级配情况等。1.3.2 主要仪器设备 天平(称量10kg，感量1g)、4.75mm方孔筛、搪瓷浅盘、烘箱、干燥器、容积筒(容积为1l)、标准漏斗(见图1312)、钢尺、小铲、f10mm垫棒等。1.3.3 试样准备 同实验1.3，

14、将约5kg试样(砂子)放入在搪瓷浅盘中，再放入105110的烘箱中，烘至恒量，再放入干燥器中冷却至室温，筛除大于4.75mm的颗粒，分为大致相等的两份备用。1.3.4 实验方法与步骤 1松散堆积密度的测定 称量容积筒的质量m1(精确至1g)，取试样一份置于标准漏斗中，将漏斗下口置于容量筒中心上方50mm处(如图112)，让试样自由落下徐徐装入容量筒，当容量筒装满上部试样呈堆体，且容量筒四周溢满时，即停止加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平(实验过程应防止触动容量筒)，称出试样和容量筒总质量m2，精确至1g。按实验方法、将测实数据填入实验报告册表16相应栏目中。 2紧密堆积密度 称量容积筒的质

15、量m1(精确至1g)取另一份试样，用小铲将试样分两层装入容积筒内。第一层约装12后，在容积筒底垫放f10mm垫棒一根，在垫有橡胶板的台面上左右交替颠击各25下，再装第二层，把垫着的钢筋转90同法颠击。加料至试样超出瓶口，用钢尺沿瓶口中心线向两个相反方向刮平，称其总质量m2(精确至1g)。按实验方法、将测实数据填入实验报告册。3称量玻璃板与容器的总质量m1，以202的饮用水装容积筒，用玻璃板沿瓶口滑移，使其紧贴筒口。擦干容器外壁上的水分，称其质量m2。单位以g计。 (116)式中：v0 容积筒的容积，l； m1 容积筒与玻璃板的质量，kg； m2 容积筒与玻璃板及水的总质量，kg； 水的密度，k

16、g/l。1.3.5 结果计算与数据处理 堆积密度按下式计算：(117)式中： 试样的堆积密度，kgm3； m1 容积筒的质量，kg； m2 容积筒的和试样总质量，kg； 容积筒的容积，m3。 分别以两次实验结果的算术平均值作为堆积密度测定的结果填入实验报告册表16相应栏目中(精确至10 kgm3)。1.4 吸水率实验1.4.1 实验目的 材料吸水饱和时的吸水量与材料干燥时的质量或体积之比，叫做吸水率。 材料的吸水率通常小于孔隙率，因为水不能进入封闭的孔隙中。材料吸水率的大小对其堆积密度、强度、抗冻性的影响很大。1.4.2 主要仪器设备 天平、台秤(称量10kg，感量10g)、游标卡尺、水槽、烘

17、箱等。1.4.3 试样准备 将试样(可采用粘土砖)通过切割修整，放在105110的烘箱中，烘至恒量，再放入干燥器中冷却至室温备用。1.4.4 实验方法与步骤 1称取试样质量m(g)。 2将试样放入水槽中，试样之间应留12cm的间隔，试样底部应用玻璃棒垫起，避免与槽底直接接触。 3将水注入水槽中，使水面至试样高度的13处，24h后加水至试样高度的23处，再隔24h加入水至高出试样12cm，再经24h后取出试样，这样逐次加水能使试样孔隙中的空气逐渐逸出。 4取出试样后，用拧干的湿毛巾轻轻抹去试样表面的水分(不得来回擦拭)，称其质量，称量后仍放回槽中浸水。 以后每隔1昼夜用同样方法称取试样质量，直至

18、试样浸水至恒定质量为止(1d质量相差不超过0.05g时)，此时称得的试样质量为m1。1.4.5 结果计算与数据处理 1按下式计算质量吸水率w质及体积吸水率w体：(118)(119)式中：v1 材料吸水饱和时水的体积，cm3； v0 干燥材料自然状态时的体积，cm3； 材料的表观密度，gcm3； 水的密度，常温时gcm3。2吸水性测定用三个试样平行进行，最后取三个试样的吸水率计算平均值作为最后结果。3将实验方法、检测数据及实验计算结果填入实验报告册17的相应栏目中。实验二 水泥试验要求：掌握水泥细度的几种测定方法，掌握如负压筛、水筛等实验设备的使用。掌握水泥标准稠度用水量的两种测定方法，并能较准

19、确地测定。了解水泥凝结时间的概念及国标对凝结时间的规定，并能较准确的测定出水泥的凝结时间。了解造成水泥安定性不良的因素有哪些，掌握如何进行检测。掌握水泥胶砂强度试样的制作方法，了解标准养护的概念，水泥石强度发展的规律及影响水泥石强度的因素等知识，掌握水泥抗折强度测定仪、压力机等设备的操作和使用方法。 本节实验采用的标准及规范： 1gbt 13451991水泥细度检验方法； 2gbt 13462001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 3gbt 176711999水泥胶砂强度检验方法(iso法) 4gb 1751999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 水泥技术指标检验的基准方法按照水泥检验方

20、法(iso法)标准，也可采用iso法允许的代用标准。当代用后结果有异议时以基准方法为准。 本节检验方法适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。2.1 水泥检验的一般规定 1取样方法 以同一水泥厂、同一强度等级、同一品种、同期到达的水泥不超过400t为一个取样单位(不足400t者也可以作为一个取样单位)。取样应有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位分别抽取约1kg水泥，总数至少12kg；水泥试样应充分拌匀，通过0.9mm方孔筛并记录筛余物情况，当实验水泥从取样至实验要保持24h以上时，应把它贮存在基本装满和气密的容器里，这个容器应不与水泥起反应。实验用水应是洁净的淡水，仲裁实验或其他重要实验用蒸

21、馏水，其他实验可用饮用水。仪器、用具和实模的温度与实验室一致。 2养护条件 实验室温度应为202，相对湿度应大于50。养护箱温度为201，相对湿度应大于90。 3对实验材料的要求 (1) 水泥试样应充分拌匀。 (2) 实验用水必须是洁净的淡水。 (3) 水泥试样、标准砂、拌合用水等温度应与实验室温度相同。图222 水筛(单位：mm)1筛网；2筛框图221 负压筛(单位：mm)1筛网；2筛框2.2 水泥细度实验2.1.1 实验目的 检验水泥颗粒的粗细程度。由于水泥的许多性质 (凝结时间、收缩性、强度等) 都与水泥的细度有关，因此必须检验水泥的细度，以它作为评定水泥质量的依据之一，因此必须进行细度

22、测定。2.1.2 主要仪器设备图223 负压筛析仪示意图1有机玻璃盖；20.080mm方孔筛；3橡胶垫圈；4喷气嘴；5壳体；6微电机；7压缩空气进口；8抽气口(接负压泵)；9旋风收尘器；10风门(调节负压)；11细水泥出口图224 水筛法装置系统图1喷头；2标准筛；3旋转托架；4集水斗；5出水口；6叶轮；7外筒；8把手 实验筛：实验筛由圆形筛框和筛网组成(筛网孔边长为80m m)，其结构尺寸见图221、图222；负压筛析仪(装置示意图见图223)；水筛架和喷头：水筛架上筛座内径为140 mm。喷头直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.50.7mm(水筛架和喷头见图224)；天平(最大称量

23、为200g，感量0.05g)；搪瓷盘、毛刷等。 2.1.3 试样准备 将用标准取样方法取出的水泥试样，取出约200g通过0.9mm方孔筛，盛在搪瓷盘中待用。 2.1.4 实验方法与步骤 1负压筛析法(gb13451991) 负压筛析法测定水泥细度，采用图223所示装置。 (1) 筛析实验前，应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至40006000pa范围内。 (2) 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，可轻轻地敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物。 (3) 当工作负压小于4000pa时

24、，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。 2水筛法 水筛法测定水泥细度，采用图224所示装置。 (1) 筛析实验前，检查水中应无泥沙，调整好水压及水压架的位置，使其能正常运转喷头，底面和筛网之间距离为3575mm。 (2) 称取试样50g，置于洁净的水筛中，立即用洁净淡水冲洗至大部分细粉通过后，再将筛子置于水筛架上，用水压为0.05mpa0.02mpa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，称准至0.1g。 3干筛法 在没有负压筛仪和水筛的情况下，允许用手工干筛法测定。(1) 称取水泥试样50g倒入符合gb 3350.

25、7要求的干筛内。(2) 用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度每分钟约120次，每40次向同一方向转动60，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.05g为止。用天平称量筛余物，称准至0.1g。2.1.5 结果计算及数据处理 1水泥试样筛余百分数用下式计算：(221)式中：f 水泥试样的筛余百分数()； rs 水泥筛余的质量(g)； mc 水泥试样的质量(g)。负压筛法、水筛法或干筛法均以一次检验测定值作为鉴定结果。在采用水筛法和干筛法时，如果两者结果发生争议时，以水筛法为准。 按实验方法将检测数据及实验计算结果(精确至0.1)填入实验报告21、2、3中。2.2 水泥

26、标准稠度用水量测定2.3.1 实验目的 水泥的凝结时间和安定性都与用水量有关，为了消除实验条件的差异而有利于比较，水泥净浆必须有一个标准的稠度。本实验的目的就是测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，以便为进行凝结时间和安定性实验做好准备。2.3.2 主要仪器设备测定水泥标准稠度和凝结时间的维卡仪(见图225)，实模：采用圆模(见图226)；水泥净浆搅拌机(见图227)；搪瓷盘；小插刀；量水器(最小可读为0.1ml，精度1%)；天平；玻璃板(150mm150mm5mm)等。2.3.3 主要仪器设备简介(1) 标准法维卡仪 如图225所示，标准稠度测定用试杆有效长度为50 mm1 mm，由直径为10

27、mm0.05 mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。测定凝结时间时取下试杆，用试针(见图225d、e)代替试杆。试针由钢制成，其有效长度初凝针为50 mm1 mm，终凝针为30mm1 mm，直径为1.13mm0.05mm的圆柱体。滑动部分的总质量为300 g1 g。与试杆、试针联结的滑动杆表面应光滑，能靠重力自由下落，不得有紧涩和摇动现象。 (2) 盛装水泥净浆的试模(见图226)应由耐腐蚀的，有足够硬度的金属制成。试模为深40 mm0.2mm，顶内径为65mm0.5 mm，底内径为75mm0.5 mm的截顶圆锥体。每只试模应配备一个大于试模、厚度2.5mm的平板玻璃底板。(3) 水泥净浆搅拌机 nj1

28、60b型符合jc/t7292005的要求。如图227所示。nj160b型水泥净浆搅拌机主要结构由底座17、立柱16、减速箱19、滑板15、搅拌叶片14、搅拌锅13、双速电电动机1组成。 主要技术参数 搅拌叶宽度111mm 搅拌叶转速低速挡：140rmin5rmin(自转)；62rmin5rmin(公转) 高速挡：285rmin10rmin(自转)；125rmin10rmin(公转) 净重45kg (a) 初凝时间测定用立式试模的侧视图 (b) 终凝时间测定用反转试模的前视图1铁座；2金属滑杆；3松紧螺丝旋钮；4标尺；5指针(c) 标准稠度试杆 (d) 初凝用试针 (e) 终凝用试针图225 测

29、定水泥标准稠度和凝结时间用的维卡仪 (单位：mm)图226 圆模 (单位：mm ) 其工作原理是双速电动机轴由连接法兰2与减速箱内蜗杆轴6连接，经蜗轮轴副减速使蜗轮轴5带动行星定位套同步旋转。固定在行星定位套上偏心位置的叶片轴10带动叶片14公转，固定在叶片轴上端的行星齿轮9围绕固定的内齿圈8完成自转运动，由双速电机经时间继电器控制自动完成一次慢转停快转的规定工作程序。本机器安装不需特别基础及地脚螺钉，只需将设备放置在平整的水泥平台上，并垫一层厚58mm的橡胶板。 本机将电源线插入，红灯亮表示接通电源，将钮子开关拨到程控位置，即自动完成一次慢转120s停15s快转120s的程序，若置钮子开关于

30、手动位置，则手动三位开关分别完成上述动作，左右搬动升降手柄20即可使滑板15带动搅拌锅13沿立柱16的燕尾导轨上下移动，向上移动用于搅拌，向下移动用于取下搅拌锅。搅拌锅与滑板用偏心槽旋转锁紧。图227 水泥浆搅拌机示意图1双速电机；2联接法兰；3蜗轮；4轴承盖；5蜗杆轴；6蜗轮轴；7轴承盖；8行星齿轮；9内齿圈；10行星定位套；11叶片轴；12调节螺母；13搅拌锅；14搅拌叶片；15滑板；16立柱；17底座；18时间控制器；19定位螺钉；20升降手柄；21减速器 机器出厂前已将搅拌叶片与搅拌锅之间的工作间隙调整到21 mm。时间继电器也已调整到工作程序要求。2.3.4 试样的准备称取500g水

31、泥，洁净自来水(有争议时应以蒸馏水为准)。2.3.5 实验方法与步骤 1标准法测定： (1) 实验前必须检查维卡仪器金属棒应能自由滑动；当试杆降至接触玻璃板时，将指针应对准标尺零点；搅拌机应运转正常等。 (2) 水泥净浆的拌和图228 试锥和锥模(单位：mm)1试锥；2锥模 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，在510s内将称好的500g水泥全部加入水中，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，旋紧定位螺钉，连接好时间控制器，将净浆搅拌机右侧的快停慢扭拨到“停”；手动停自动拨到“自动”一侧，启动控制器上的按钮，搅拌机将自动低速搅拌

32、120s，停15s，接着高速搅拌120s停机。 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；抹平后速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在标准稠度试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧松紧螺丝旋钮12s后，突然放松，使标准稠度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1.5min内完成，以试杆沉入净浆并距底板61mm的水泥净浆为标准稠度净浆。此时的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。 2代用法测定： (1) 标准稠

33、度用水量可用调整水量和不变水量两种方法中的任一种测定。如有争议，以前者为准。 (2) 实验前必须检查维卡仪器金属棒应能自由滑动；当试锥接触锥模顶面时，将指针应对准标尺零点；搅拌机应运转正常等。 (3) 此处介绍不变用水量法。 先用湿布擦摸水泥浆拌合用具。将142.5ml拌和用水倒入搅拌锅内，然后在510s内小心将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。 将装有试样的锅放到搅拌机锅座上的搅拌位置，开动机器，慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s 后停机。 拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中(见图228)，用小刀插捣并振动数次，刮去多余的净浆，抹平后，迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。将

34、试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1s2s，然后突然放松螺丝，让试锥沉入净浆中，到停止下沉或释放试锥30s时记录下沉深度，整个操作应在1.5min内完成。 记录试锥下沉深度s(mm)。以锥下沉深度s(mm)=282mm为标准稠度净浆。若试锥下沉深度s(mm)不在此范围内，则根据测得的下深s(mm)，按以下经验式计算标准稠度用水量p(%)：p =33.4 - 0.185s(222) 这个经验公式是由调整水量法的结果总结出来的，当试锥下沉深度小于13mm时，应采用调整水量法测定。2.3.6 结果计算与数据处理 1用标准法测定时，以试杆沉入净浆并距底板6mm1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥

35、的标准稠度用水量，按水泥质量的百分比计。p (拌和用水量水泥质量) 100(223) 如超出范围，须另称试样，调整水量，重做实验，直至达到杆沉入净浆并距底板6mm1mm时为止。 2按所用的实验方法，将实验过程记录和计算结果填入实验报告册表24、5、6中。2.4 水泥净浆凝结时间检验2.4.1 实验目的测定水泥加水后至开始凝结(初凝)以及凝结终了(终凝)所用的时间，用以评定水泥性质。2.4.2 主要仪器设备 测定仪与测定标准稠度用水量时所用的测定仪相同，只是将试杆换成试针(如图225d、e所示)，试模(见图226)，湿汽养护箱(养护箱应能将温度控制在201，湿度大于90的范围)，玻璃板(150m

36、m150mm5mm)。2.4.3 试样的制备以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，将自水泥全部加入水中的时刻(t1)记录在实验报告册表27中。将标准稠度净浆一次装满试模，振动数次刮平，立即放入湿气养护箱中。水泥全部加入水中的时间为凝结时刻的起始时间。2.4.4 实验.方法与步骤1将圆模内侧稍许涂上一层机油，放在玻璃板上，调整凝结时间测定仪的试针，当试针接触玻璃板时，指针应对准标尺零点。2初凝时间的测定：试样在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触。拧紧定位螺钉(图225a)12s后，突然放松(最初测定时应轻轻扶持金属

37、棒，使徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准)，试针垂直自由地沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数，临近初凝时，每隔5min测定一次。当试针沉至距底板4mm1mm时，为水泥达到初凝状态，到达初凝时应立即重复测一次，两次结论相同时才能定为到达初凝状态。将此时刻(t2)记录在实验报告册表27中。3终凝时间的测定：为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件 (图225e)。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上(图225b)，再放入湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔15min测定

38、一次，当试针沉入实体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，到达终凝时应立即重复测一次，两次结论相同时才能定为到达终凝状态。将此时刻(t3)记录在实验报告册表27中。 4注意事项：每次测定不能让试针落入原针孔，每次测实完毕须将试针擦拭干净并将试模放回湿气养护箱内，在整个测试过程中试针贯入的位置至少要距圆模内壁10mm，且整个测试过程要防止试模受振。2.4.5 结果计算与数据处理1计算时刻t1至时刻t2时所用时间，即初凝时间t初 = t2 - t1(用min表示)。2计算时刻t1至时刻t3时所用时间，即终凝时间t终 = t3 - t1(用min表示)。3将计算结果

39、填入实验报告册表27中。2.5 水泥安定性检验2.5.1 实验目的 当用含有游离cao、mgo或so3较多的水泥拌制混凝土时，会使混凝土出现龟裂、翘曲、甚至崩溃，造成建筑物的漏水，加速腐蚀等危害。所以必须检验水泥加水拌和后在硬化过程中体积变化是否均匀，是否因体积变化而引起膨胀、裂缝或翘曲。水泥安定性用雷氏夹法(标准法)或试饼法(代用法)检验，有争议时以雷氏夹法为准。雷氏夹法是观测由两个试针的相对位移所指示的水泥标准稠度净浆体积膨胀的程度，即水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值。试饼法是观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。2.5.2 主要仪器设备1雷氏沸腾箱 雷氏沸腾箱的内层由不

40、易锈蚀的金属材料制成。箱内能保证实验用水在30min5min由室温升到沸腾，并可始终保持沸腾状态3h以上。整个实验过程无需增添实验水量。箱体有效容积为410mm240tmm310mm，一次可放雷氏夹试样36件或试饼3040个。篦板与电热管的距离大于50mm。箱壁采用保温层以保证箱内各部位温度一致。2雷氏夹雷氏夹由铜质材料制成，其结构如图229所示。当一根指针的根部悬挂在一根金属丝或尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上300g质量的砝码时，两根指针的针尖距离增加应在17.52.5mm范围(图2210的2x ) 以内，当去掉砝码后针尖的距离能恢复到挂砝码前的状态。3雷氏夹膨胀测定仪 如图2210所示，

41、雷氏夹膨胀测定仪标尺最小刻度为0.5mm。 4玻璃板图229 雷氏夹(单位：mm) 每个雷氏夹需配备质量约7580g的玻璃板两块。若采用实饼法(代用法)时，一个样品需准备两块约100mm100mm4mm的玻璃板。图2210 雷氏夹受力示意图图2211 雷氏夹膨胀测定仪1底座；2模子座；3测弹性标尺；4立柱；5测膨胀标尺；6悬臂；7悬丝；8弹簧顶扭 5水泥净浆搅拌机：水泥浆搅拌机如图227所示。2.5.3 试样的制备 1雷氏夹试样(标准法)的制备 将雷氏夹放在已准备好的玻璃板上，并立即将已拌和好的标准稠度净浆装满试模。装模时一手扶持试模，另一手用宽约10mm的小刀插捣15次左右，然后抹平，盖上玻

42、璃板，立刻将试模移至湿气养护箱内，养护242h。 2试饼法试样(代用法)的制备 (1) 从拌好的净浆中取约150g，分成两份，放在预先准备好的涂抹少许机油的玻璃板上，呈球形，然后轻轻振动玻璃板，水泥净浆即扩展成试饼。 (2) 用湿布擦过的小刀，由试饼边缘向中心修抹，并随修抹随将试饼略作转动，中间切忌添加净浆，做成直径为7080mm、中心厚约10mm边缘渐薄、表面光滑的试饼。接着将试饼放入湿气养护箱内。自成型时起，养护242h。2.5.4 实验方法与步骤沸煮：用雷氏夹法(标准法)时，先测量试样指针尖端间的距离，精确到0.5mm，然后将试样放入水中篦板上。注意指针朝上，试样之间互不交叉，在305m

43、in内加热实验用水至沸腾，并恒沸3h5min。在沸腾过程中，应保证水面高出试样30mm以上。煮毕将水放出，打开箱盖，待箱内温度冷却到室温时，取出试样进行判别。 用试饼法(代用法)时，先调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补实验用水，同时又能保证在30min5min内升至沸腾。脱去玻璃板取下试饼，在实饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱中的篦板上，在30min5min内加热升至沸腾并沸腾180min5min。2.5.4 实验结果处理 1雷氏夹法 崩溃 放射性龟裂 弯曲图2212 安定性不合格的试饼 煮后测量指针端的距离，记录至小数点后一位。当两个试样煮后增加距离的平均

44、值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格。当两个试样的增加距离值相差超过5mm时，应用同一样品立即重做一次实验。在实验报告表28中记录实验数据并评定结果。 2试饼法煮后经肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲，称为体积安定性合格。反之，为不合格(图2212)。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的体积安定性也为不合格。安定性不合格的水泥禁止使用。在实验报告表28后记录实验情况并评定结果。2.6 水泥胶砂强度检验2.6.1 实验目的 检验水泥各龄期强度，以确定强度等级；或已知强度等级，检验强度是否满足原强度等级规定中各龄期强度数值。2.6.2 主要仪器设备 水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂试体成型振实

45、台、水泥胶砂试模、抗折实验机、抗压夹具、金属直尺、抗压实验机、抗压夹具、量水器等。主要仪器设备简介图2213 胶砂搅拌机结构示意图1电机；2联轴套；3蜗杆；4砂罐；5传动箱盖；6蜗轮；7齿轮；8主轴；9齿轮；10传动箱；11内齿轮；12偏心座；13行星齿轮；14搅拌叶轴；15调节螺母；16搅拌叶；17搅拌锅；18支座；19底座；20手柄；21立柱 1水泥胶砂搅拌 应符合(1so法)gbt176711999要求(如图2213)。工作时搅拌叶片既绕自身轴线转动，又沿搅拌锅周边公转，运动轨道似行星式的水泥胶砂搅拌机。 主要技术参数 搅拌叶宽度135mm 搅拌锅容量5l 搅拌叶转速低速挡：140rmi

46、n5rmin(自转)；62rmin5rmin(公转) 高速挡：285rmin10rmin(自转)；125rmin10rmin(公转) 净重70kg 2水泥胶砂试体成型振实台 应符合(iso法)gbt176711999要求(如图2214)。 主要技术参数 振动部分总重量(不含制品)20kg 振实台振幅15mm 振动频率60次60s 台盘中心至臂杆轴中心距离800mm 净重50kg图2214 胶砂振动台1卡具；2模套；3突头；4随动轮；5凸轮；6止动器；7同步电机；8臂杆图2215 振动台构造示意图1电机；2偏重轮；3台面；4卡具；5机座及电气控制箱图2216 下料漏斗(单位：mm)1漏斗；2模套

47、图2218 电动抗折试验机1平衡锤；2游动砝码；3电动机；4传动丝杠；5抗折夹具；6机架； 7立柱；8底座；9电器控制箱；10启动开关；11下杠杆；12上杠杆图2217 水泥胶砂强度检验试模1隔板；2端板；3底板a：160mm；b、c：40mm 振实台应安装在高度约400mm的混凝土基座上。混凝土体积约为0.25m3，重约600kg。需防外部振动影响振实效果时，可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。 当无振实台时，可用全波振幅0.750.02mm，频率为28003000次min的振动台代用，其结构和配套漏斗如图2215与图2216所示。图2219 抗压夹具 1框架；2传压柱；3

48、上压板和球座；4下压板；5铜套；6吊簧；7定向销；8定位销 3胶砂振动台。胶砂振动台见图2214。台面面积为360mm360mm，台面装有卡住试模的卡具，振动台中的制动器能使电动机在停车后5s内停止转动。 4试模。试模为可装卸的三联模，由隔板、挡板、底板组成(图2217)，组装后内壁各接触面应互相垂直。试模可同时成型三条为40mm40mm160mm的棱形实体，其材质和制造应符合jct 726要求。 5抗折实验机。电动双杠杆抗折实验机见图2218。抗折夹具的加荷与支撑圆柱直径均为100.1mm，两个支撑圆柱中心距为1000.2mm。 6.抗折强度实验机应符合jct724的要求。通过三根圆柱轴的三

49、个竖向平面应该平行，并在实验时继续保持平行和等距离垂直实体的方向，其中一根支撑圆柱和加荷圆柱能轻微地倾斜使圆柱与实体完全接触，以便荷载沿实体宽度方向均匀分布，同时不产生任何扭转应力。7抗压实验机。抗压实验机以100300kn为宜，误差不得超过2。8抗压夹具。抗压夹具由硬质钢材制成，加压板长为400.1mm，宽不小于40mm，加压面必须磨平(图2218)。2.6.3 水泥胶砂试样用砂 iso基准砂是由含量不低于98的天然的圆形硅质砂组成，其颗粒分布见表221的规定。 砂的筛析实验应用有代表性的样品来进行，每个筛子的筛析实验应进行至每分钟通过量小0.5g为止。砂的湿含量是在105110下用代表性砂

50、样烘2h的质量损失来测定，以干基的质量百分数表示，应小于0.2。颗粒分布和湿含量的测定每天应至少进行一次。表221 iso基准砂颗粒分布方孔边长(mm)累计筛余(%)方孔边长(mm)累计筛余(%)方孔边长(mm)累计筛余(%)2.01.60751.00.53356750.160.0887599 1 水泥胶砂强度用砂应使用中国iso标准砂。iso标准砂由12mm粗砂，0.51.0 mm中砂，0.080.5mm细砂组成，各级砂质量为450g(即各占13)，通常以1350g5g混合小包装供应。灰砂比为1: 3，水灰比为0.5。2.6.4 试样成型步骤及养护 1将试模(图2217)擦净，四周模板与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每成型三条试样材料用量为水泥450g2g，iso标准砂1350g5g，水225g1g。适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、火山灰质灰硅酸盐水泥。 3用搅拌机搅拌砂浆的拌合程序为：先使搅拌机处于等待工作状态，然后按以下程序进行操作：先把水加入锅内，再加水泥，把锅安放在搅拌机固定架上，上升至上固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时，均匀地将砂子加