道路建材实验指导书

道路建筑材料实验指导书扬州职业大学建筑工程系二０一０年九月 目录1、砂石材料实验2、水泥实验3、水泥混凝土实验4、沥青材料试验5、沥青混合料试验实验一砂石材料实验试验名称：（一）砂的近似密度试验试验目的：近似密度是建筑材料的重要物理性质。通过试验加深学生对材料近似密度的理解，掌握材料近似密度的测定方法、主要仪器的使用方法以及试验资料的整理。试验器材：容量瓶、筛子(孔径0．20mm或900孔／cm2将材料放入烘箱内，在105～110℃温度下烘干至恒重，然后在干燥器内冷却至室温。试验原理：ρ=试验步骤：将不与试样起反应的液体(水、煤油、苯等)倒入容量瓶中，至突颈下部。并将容量瓶放在盛水的玻璃容器中，使刻度部分完全浸入，并用支架夹住，容器中的水温应与容量瓶刻度的标准温度(20士2℃)一致。待瓶内液体温度与水温相同后，读容量瓶内液体凹液面的刻度值为V1，(精确至O．1mL，以下同)用天平称取60-90g试样(准确至O.Olg，以下同)，记为m1，用小勺和漏斗小心地将试样徐徐送入容量瓶中(不能大量倾倒，否则会妨碍容量瓶中空气排出或使咽喉部位堵塞)，直至液面上升至20mL转动容量瓶，使液体中气泡排出，再将容量瓶放入盛水的玻璃容器中，待液体温度与水温一致后，读液体凹液面刻度值V2。称取未注入瓶内剩余试样的质量(m2)计算出装入瓶中试样质量(两次称量值m1、m2之差)。将注入试样后的容量瓶中液面读数减去未注前的读数(V2-V1)，得出试样的绝对体积V。注意事项：密度试验用两个试样平行进行，以其计算结果的算术平均值作为最后结果，但两次结果之差不应大于O．2g／cm3，否则重做。原始数据：试样名称：称取干燥试样质量剩余干燥试样质量液面刻度一液面刻度二

m1m2

V1V2试验结果确定按下式计算出密度ρ(精确至O.Olg／cm3)ρ=式中m——装入瓶中试样的质量(g)；V——装入瓶中试样的体积(cm3)。试验名称：（二）砂堆积密度试验试验目的：堆积密度是指粉状或颗粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。试验通过对细骨料堆积密度的测试，让学生了解堆积密度的测试方法,加深对堆积密度概念的理解，掌握主要仪器的使用方法。试验器材：标准容器(容积为1L)、标准漏斗、台秤、铝制料勺、烘箱、直尺等。放入温度为105土5℃的烘箱中烘至恒重，取实验原理：试验方法及步骤：1、松堆积密度的测定称取标准容器的质量m1(kg)。取试样一份，用漏斗和铝制料勺将其徐徐装入标准容器，直至试样装满并超出标准容器简口。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)。2、紧堆积密度的测定（1）称取标准容器的质量m1(kg)。（2）取试样一份，分两层装入标准容器内。装完一层后，在筒底用垫放一根ø10mm钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下，再装入第二层，把颠着的钢筋转九十度，再同法颠击。加料至试样装满并超出标准容器简口。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)。注意事项：原始数据：编号容量筒容积V（m3）容量筒质量G1（kg）容量筒+砂质量G2（kg）砂质量G（kg）堆积密度（kg/m3）平均值（kg/m3）

实验结果：试样的堆积密度。按下式计算(精确至lOkg／m3)：式中m1——标准容器的质量(kg)；m2——标准容器和试样总质量(kg)V／0——标准容器的容积(m3)。按规定，堆积密度应用两份试样平行测定两次，并以两次测定结果的算术平均值作为测定结果。试验名称:（三）砂的颗粒级配实验试验目的：测定砂的颗粒级配和粗细程度，作为混凝土用砂的技术依据。试验仪器：实验筛细集料试验套筛以及筛的底盘和盖各一只。天平天平称量1kg，感量1g。摇筛机烘箱温度控制在(105±5)℃。浅盘、硬（软）毛刷、容器、小勺等。样品经缩分后，先将试样筛除大于10mm的颗粒，并算出筛余百分率。若试样中的含泥量超过5％，应先用水洗烘干至恒重再进行筛分。取每份不少于550g的试样两份，分别倒入两个浅盘中，置于烘箱烘至恒重冷却至室温后备用试验原理：Mx=〔A2+A3+A4+A5+A6-5A1〕/(100-A1)实验步骤：将实验筛由上至下按孔径大小顺序叠置，加底盘。称取烘干试样500g，倒入最上层筛内，加盖后，置于摇筛机上摇筛约10min。将整套筛从摇筛机上取下，按孔径大小顺序在洁净浅盘上逐个进行手筛，至每分钟的筛余量不超过试样总量的0．1％。通过的颗粒并入下号筛中，并与下号筛中试样一起过筛，每个筛依次全部筛完为止。如无摇筛机，也可用手筛。称量各号筛上的筛余量（精确至1g）。所有各筛上的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其差值不得超过试样总量的1%，否则须重做。计算各筛的分计筛余百分率a（精确至0.1%）计算各筛的累计筛余百分率A（精确至1.0%）根据各筛的累计筛余百分率A，评定该试样的颗粒级配。注意事项：筛分析实验采用两份试样平行实验，以其结果的算术平均值作为测定值，精确至0.1，若两次实验所得的细度模数之差大于0.20，应重新取样实验。原始数据：砂样取样数量

克。筛孔尺寸（mm）5.002.501.250.630.3150.16筛底筛余质量（g）

分计筛余量a（%）

累计筛余量A（%）

结果确定：累计筛余百分率（%）01020304050607080901000.160.3150.631.252.505.0010.00筛孔尺寸(mm)按下式计算砂的细度模数Mx（精确至0.01）Mx=〔A2+A3+A4+A5+A6-5A1〕/(100-A1)结论：按MX该砂样属于

砂，级配属于

区；级配情况

。

实验二水泥实验试验名称：（一）水泥标准稠度用水量测定试验目的：用水量与水泥凝结时间及安定性有很大关系，本试验的主要目的是为测定水泥的凝结时间和体积安定性做准备，其结果不作为评定水泥质量的依据。试验器材及试样制备：标准稠度测定仪凝结时间测定仪净浆搅拌机试验原理：为测定水泥的凝结时间和体积安定性等技术性质而采用的规定的水泥稠度称为标准稠度。试验方法及步骤：该试验有调整用水量法和固定用水量法，这里只介绍固定用水量法。称取水泥试样500g，水142.5g。试验中须与水泥接触的物件用湿布擦拭一次（包括搅拌锅、搅拌翅、测定仪、刮刀、勺子），目的是不影响用水量。将水泥倒入搅拌锅内，把锅升至工作位置，开机后徐徐加入拌和水。搅拌时间由程控器控制，先慢搅120s，停机15s，再快搅120s，停机时用刮刀将锅边及搅拌翅上的净浆刮下。搅拌时，调整好标准稠度测定仪，锥尖与锥模口平，拧紧螺丝，指针调零。净浆搅拌完毕，将锅取下，用勺子一次舀起足够量的净浆装入锥模内，用刮刀插捣、振动数次，刮去多余净浆，擦干净刮刀抹平表面，立即放入仪器，拧开螺丝，到试锥停止下沉时读取其下沉深度S值（mm）。整个过程应在.90s内完成。注意事项：当试锥下沉深度小于13mm原始数据：水泥标号拌和方法室温相对湿度拌和物体积数据处理：沉入度记录表项目水泥试样重（g）加水量（ml）试锥下沉深度S（mm）平均沉入度备注第一次P=33.4-0.185S第二次结论：该砂浆的沉入度为：S=试验名称：（二）水泥凝结时间测定试验目的：凝结时间包括初凝和终凝两项。其中初凝时间是一项重要指标，国家标准规定，水泥的初凝时间不得早于45min，如该项指标不合格，则水泥必须报废处理。由于课时关系，这里只测初凝时间。试验器材及试样制备：水泥净浆凝结时间测定仪水泥净浆搅拌机试验原理：测水泥由加水开始至失去塑性所须要的时间。试验步骤：称取500g水泥试样，用水量依据标准稠度测定结果，搅拌过程和前面试验一样；注意加水完毕要记录时间。搅拌完毕，将锅取下，用勺子将净浆装入带玻璃底板的圆模内，振动至无气泡排出，用刮刀刮平，立即移入养护箱内（注意，多组一起试验时应各自做好标识）。30min后做第一次测试，以后每15min一次，接近初凝时每5min一次；测试时，把圆模放于试针下，针尖与净浆面轻触，拧紧螺丝，1~2s后放松螺丝使试针自由沉入（注意，早期无阻力，为防止试针撞断应轻扶住）；当试针停止下沉时观察读数确定试针尖至底板的距离（圆模高度为40mm），该数值为2~3mm时，判定为初凝，当针尖距净浆上表面数值为1~0.5mm时，判定为终凝。每次测试做好记录，测试后立即将试模移入养护箱，并擦拭试针。如果因课时关系未能得出结果，可依据是否超过45min来评定该项指标。注意事项：早期因无阻力，为防止试针撞断应轻扶住，接近初凝时务必使其自由下落原始数据:试样编号标准稠度用水量P%加水时刻（时分）初凝时刻（时分）终凝时刻（时分）凝结时间初凝终凝试验结果确定：试验名称：（三）水泥体积安定性检验试验目的：检验水泥在硬化过程中体积变化的均匀性，以决定水泥是否可用，该项指标不合格，水泥做报废处理。试验器材水泥净浆搅拌机煮沸箱雷氏夹雷氏夹膨胀值测量仪试验原理：略试验步骤：有试饼法和雷氏法，有争议时用雷氏法搅拌方法同凝结时间测定，教学中可用凝结时间测定剩余的净浆。取适量水泥净浆置于涂油的玻璃片中间，在桌角振动玻璃片使净浆摊开，用擦拭干净的刮刀由边缘向中央抹动，一边转动玻璃片，做成直径70~80mm，中心厚约10mm，边缘渐薄，表面光滑的试饼。试饼做好标识，置于养护箱内养护24±2h，脱去玻璃片；检查是否完好，将试饼放入沸煮箱，在30±5min内加热，而后恒沸3h±5min，沸煮结束后放掉热水冷却至室温用直尺和肉眼检查试饼外观有否变形及裂纹，没有即为合格。注意事项：原始数据：试验结果确定：项目观察现象结论12实验三水泥混凝土实验实验名称：（一）混凝土拌合物稠度实验实验目的：掌握测定混凝土的坍落度的方法检验塑性混凝土的工作性能。实验原理：略实验步骤：按配合比称量各材料将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂、水泥倒在拌板上，用拌铲自拌板的一端翻至另一端，直至颜色均匀，再加入石子翻拌均匀。把拌好的混凝土拌和物，用小铲分3层均匀地装入筒内，每层用捣棒插捣25次.垂直地提起坍落度筒，测量筒高与塌落后的混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌和物的坍落度.测定坍落度后，观察粘聚性，用捣棒轻轻侧击拌和物，如锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好，如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析，即为粘聚性不好.提起坍落度筒后如有较多的稀浆从底部析出，骨料外露，则表明保水性不好.如无这种现象，则表明保水性良好.注意事项：拌合时间从加水时算起，在10分钟内完成.坍落度筒及其他用具使用前应先湿润.坍落度的提离过程应在5-10秒完成，从开始装料到提起坍落度筒的整个时间应不间断，并应在150秒内完成.原始数据：水泥标号设计坍落度拌和方法室温相对湿度拌和物体积实验器材：坍落度筒捣棒磅秤天平拌板拌铲数据处理：校正坍落度项目材料用量（ＫＧ）坍落度粘聚性保水性备注水泥砂子石子水校正前校正后计算每立方米混凝土各材料实际用量（ＫＧ）水泥石子砂水结论：达到设计坍落度要求的配合比为：实验四沥青实验实验名称：（一）针入度试验

实验目的：

通过针入度的测定可以确定石油沥青的稠度。

实验器材及试样制备：

针入度计（如图Ⅰ-22所示，连杆、针与砝码共重100±0.05g）、标准钢针、盛样皿、温度计、水槽（恒温水浴）、平底保温皿、金属皿或瓷皿、秒表、砂浴（用煤气炉或电炉加热）等。加热样品并不断搅拌防止局部过热，直至样品流动，但加热时间不超过30min。加热时石油里沥青加热温度不超过软化点90℃，焦油沥青的加热温度不超过软化点60试样皿内，其深度应大于预计穿入深度10mm，放置于15℃～30的空气中冷却1h～1.5h（小试样皿）或1.5h～2.0h（大试样皿）。冷却时须注意不使灰尘落入，然后将试样皿浸入25±0.1℃浴中，水浴的水面应高于试样表面10mm以上。小皿恒温1h～1.5h，大皿恒温1.5h～2.0h。实验原理：该方法是沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样得深度即针入度。测定的针入度值越大，表示沥青越软即稠度越小，反之，针入度值越小，表示沥青稠度越大。试验方法及步骤：1）调整螺丝6，使三角底座水平。

2）用浸有溶剂（汽油）的棉花将针擦干净，然后将针插入连杆中固定。

3）将恒温的试样皿自水槽中取出，置于水温严格控制为25±0.1℃的平底保温皿中，试样表面以上的水层高度应不少于10mm，再将保温皿置于针入度计的旋转圆形平台上。

4）调节标准针使针尖与试样表面恰好接触，移动活杆使与标准针连杆顶端接触，并将刻度盘指标调整至“0”。

5）开动秒表，在指针正指5s的瞬间，用手紧压按钮，使标准针自由地针入沥青试样，经规定时间（5s），放开按钮，使针停止下沉。

（注：如采用自动针入度仪，记时与标准针落下贯入同时开始，经5s，放开按钮，使针停止下沉。）

6）再拉下活杆使与标准针连杆顶端相接触，这时，指针也随之转动，刻度盘指针读数，即为试样的针入度，用1/10mm表示。

7）在试样的不同点重复试验3次，各测点间及测点与金属皿边缘的距离应不小于10mm；每次试验时，都应检查保温皿内水温是否恒定在注意事项：重复试验时，应在试样的不同点贯入，各测点间及测点与金属皿边缘的距离应不小于10mm；每次都应检查保温皿内水温是否恒定在25℃；每次试验后都应将针取下，用浸有溶剂（汽油）的棉花将针尖端附着的沥青擦干净。

实验温度：实验时间：实验荷重：数据处理：

以3次试验结果的平均值作为该沥青的针入度，取至整数。3次试验所测针入度的最大值与最小值之差不应超过表Ⅰ-10的规定，否则重测。表Ⅰ-10石油沥青针入度测定值的最大允许差值针入度（1/10mm）0～4950～149150～249250～350允许最大差值2468针入度记录表试样编号试样来源试样名称初拟作用实验次数℃）度盘读数针入度（个别值）平均值123实验结果确定:该沥青的针入度为:实验名称:(二)沥青延度试验

实验目的:

通过延度的测定可以确定沥青的塑性。实验器材及试样制备：

延度仪及试样模具（见图Ⅰ-23）、瓷皿或金属皿、、温度计、金属板、恒温水浴、甘油滑石粉隔离剂、脱脂棉、平刮刀、工业酒精、食盐等。1.将隔离剂拌和均匀，涂于磨光的金属板上及侧模的内侧面，然后将试模在金属垫板上卡紧。

2.将沥青加热熔化，直至完全变成液体能够倾倒。石油沥青加热温度不得高于试样估计软化点110℃，煤焦油沥青加热温度不得高于试样估计软化点553.浇注好的试件在空气中冷30min～40min后，将试件连同金属板浸入温度为25±0.1℃的水浴中，保持30min后取出，用热刮刀自模的中间向两端将高出模具部分的沥青刮去使沥青面与模面齐平，表面光滑。然后再将试件和模具一起放入水浴中恒温1—1.5h。

4.检查延度计滑板的移动速度是否为5±0.25cm/min，然后移动滑板，使其针正对标尺的零点。将延度仪注水，并保温达实验温度（偏差为±0.5实验原理：延度是沥青塑性的指标，该方法是将沥青试样制成8字形标准试件（最小断面1cm2），在规定温度条件下，以规定拉伸速度拉断时的长度（以cm计）即为延度。试验方法及步骤：

1）将试件模具自板上取下，取下试件侧模，然后将模具两端的孔分别套在滑板及槽端的金属柱上。试件距水面和水底的距离不小于2.5cm。

2）当延度计中水温为25±0.5℃3）试件拉断时，指针所指标尺上的读数，即为试样的的延度（cm）。

注意事项：将试件连同金属板浸入温度为25±0.1℃的水浴时，水浴容量至少为10L，试件浸入水中深度不得小于10cm，水浴中设置带孔搁架，搁架距水浴底部不得小于5cm原始数据：实验温度：拉伸速度：数据处理：取平行测定的3个结果的算术平均值作为该试样的延度值。如最大值或最小值中有一个超过平均值的5%，则去除该值后取余下两个的平均值，如两个值均超过平均值的5%，则需重新试验。延度记录表样品编号（℃）（cm/min）延度（cm）平均值123实验结果确定：该沥青的延度为:实验名称：（三）软化点试验

实验目的：软化点是反映沥青在温度作用下，其粘度和塑性改变程度的指标，它是在不同环境下选用沥青的最重要指示之一。实验器材及试样制备：

软化点试验仪（环与球法）（如图Ⅰ-24所示）、可调温的电炉或加热器，玻璃板（或金属板）、800mL烧怀、测定架等。

1.将黄铜环置于涂有隔离剂的金属板或玻璃上，将沥青加热熔化至流动状态，加热石油沥青温度不得高于估计软化点110℃，煤焦油沥青加热温