土木工程材料实验指导书

1、土壤和木材工程材料实验指导语班级组姓名南阳理工学院土木工程系2012年8月内容序.3测试1材料性能测试.4测试2水泥测试.6试验3混凝土骨料试验.14试验4普通混凝土试验.18实验记录表.27序土木工程材料是一门实践性和实验性很强的学科。土木工程材料试验是土木工程材料科学的重要组成部分，也是研究土木工程材料的重要方法。通过实验，有望达到三个目标：一是熟悉、验证和巩固所学的理论知识；二是了解试验方法，掌握试验方法，为土木工程材料的科学研究进行最基本的培训；第三，让学生深刻掌握各种材料的技术性能，有能力独立对常用材料进行质量检验。在进行土木工程材料测试时，要求学生注意以下问题：1.选择适当样品的土

2、木工程材料具有一定的不均匀性，在测试过程中采集的样品必须具有代表性，这样少量样品的测试结果才能准确反映整批材料的性能。2.在土木工程材料试验中采用正确的试验方法，不同的试验方法试验结果是不同的。因此，确定的试验方法必须正确反映材料的工作条件和真实性能。3.认真执行测试操作。在试验操作过程中，主要仪器设备、标本制备和平行试验次数、仪器操作技术等。必须严格遵守标准试验方法的规定，确保试验条件的统一和结果的准确性。4.测试数据处理测试结果应按照规定进行筛选和计算。对于平行试验结果，应根据规定取平均值或代表值。5.根据试验观察记录分析试验结果，确认试验的可靠性，说明所得结果的适用范围，比较材料质量指标

3、，得出合理的结论。6.撰写测试报告测试报告是对材料测试结果的表达。要求有以下内容：试验项目名称；测试目的；测试仪器；操作步骤；测试记录；检验结果的整理和分析。为了顺利进行实验，在每个实验中，学生必须做以下几项：1、做好试验前的预检工作，明确试验目的、基本原则，掌握操作规程。2、试验期间严格遵守试验规程，注意观察试验现象，并做好详细的试验记录。3.测试结束后，认真分析测试结果，处理测试数据，独立完成测试报告。实验1土木工程材料基本性能测试I .密度测试(a)测试的目的材料的密度是指处于绝对致密状态的材料的单位体积质量。它主要用于计算孔隙度和密实度。然而，材料的吸水性、强度、抗冻性和耐腐蚀性都与孔

4、径和孔特征有关。例如，砖、石和水泥的密度是一个重要的指标。(2)主要仪器1.李瓶：形状大小见附图1-1。2.天平：重500克，灵敏度为0.01克。3.烘箱、筛子(孔径0.20毫米)、温度计、干燥器等。(3)样品制备研磨样品(如砖块)并通过筛子。如果是粉末，可以直接测试。在不超过110的烘箱中烘烤至恒重，取出并在干燥器中冷却至室温，以备后用。(4)测试步骤1.将水或煤油注入李氏瓶至瓶颈下部，然后将李氏瓶放入20水浴恒温，读取水或煤油液位的校准值V1。2.准确称量60 90克样品，用小勺和漏斗仔细称量样品。许就把李的酒瓶放了进去；装载样品时，避免在颈部形成气泡，以免样品掉落。当液位上升到接近20c

5、m3时，停止装载3.轻轻摇动李的瓶子，将液体中的气泡排出，然后将其放入20的水浴中恒温。恒温后，读取装载样品后的水或煤油，以及液位刻度值V2。(4)测试结果计算密度(精确到0.0微克/立方厘米)，如下所示：=m型-入李氏瓶样品重量，g；无样品的水或煤油液位的V1标度值，cm3；装载样品后水或煤油液位的V2标度值，cm3。图1-1将两个样品的测试结果的平均值作为测量结果。两个测试结果之间的差异不得大于0.02克/立方厘米。否则，重新取样进行测试。第二，总体积密度测试(1)主要仪器天平、烘箱、游标卡尺、直尺、标本处理设备等。(2)测试步骤1.将试样加工成规则的几何形状，将其放入温度为(105土壤和

6、5)的烘箱中，干燥至恒重，取出，冷却至室温，并称量其质量m(g)。2.测量试件的整体尺寸(测量每个尺寸三次，取平均值)，并计算表观体积V0(cm3)。(3)测试结果根据以下公式计算总体积密度0:0=对于组织均匀的石料，取三个试样的平均值作为最终结果，计算精确到10kg/m3。三.吸水试验主要仪器天平(重100Og，灵敏度0.lg)、烤箱、容器等。(2)测试步骤1.清洁样品，将其放入5 (105土壤)的烘箱中，干燥至恒重，并称量其质量m(g)。2.将样品放在容器底部的炉排上，加水煮沸3小时，然后放入流动水中冷却至室温或在水中浸泡24小时，取出样品，用湿毛巾擦去样品表面的水分，并以毫升(g)为单位

7、称量其质量。(1)测试结果计算吸水率w(精确到0.1%)W体积=W质量0输入w质量一一质量吸水率，%；w体积-体积吸水率，%；m:试样的干燥质量，g；M1 -试样的吸水饱和质量，g；0 111试样的总体积密度，g/cm3。含水量由三个样品的算术平均值决定。实验2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、同一品种、同一标签、同一时间到货、不超过400吨的水泥为取样单位，取样应具有代表性，可连续取样，或从20多个不同部位取样约1公斤水泥，总量至少10公斤。(2)维护条件实验室室内温度应为1725，相对湿度应大于50%。固化箱的设定温度为20和3，相对湿度应大于90%。(3)试验材

8、料要求l、水泥样品应充分搅拌均匀。2.测试水必须是干净的淡水。3、水泥样品、标准砂和搅拌水的温度应与实验室温度相同。二、水泥细度测量(a)测试的目的水泥细度是水泥的一项重要技术指标，对水泥的强度、体积稳定性、透水性、能耗和产量都有很大影响。测定水泥细度有两种方法：比表面积法和筛析法。比表面积法主要适用于硅酸盐水泥，筛析法适用于其他种类的水泥。筛析法分为负压筛析法、水筛析法和手动干筛析法。在实际测量中，如果负压筛分析法与水筛法或手动干筛法有矛盾，应以负压筛分析法为准。(2)主要仪器设备1.压力筛分析仪：负压筛分析仪由筛座、负压筛、负压源和集尘装置组成。其中，筛座由转速为30r/min2r/min

9、的空气喷嘴、负压计、控制板、微电机和外壳组成(见图1)。2.天平(最大称量为100克，分度值不超过0.05克)。(3)方法和步骤A.负压筛选法1.在筛选分析和测定前安装负压屏，打开电源，检查控制系统，然后将负压调节到40006000Pa范围内。2.取25克样品，放入干净的负压筛中，盖上盖子，放在B.水筛选方法水筛法用于测量水泥的细度。1.筛析试验前，检查水中无泥砂，调整水压和水压台位置，使其正常工作。喷嘴底面和筛网之间距离为35-75毫米.2.称取50克水泥样品，放入清水筛中，立即用清水冲洗至大部分细粉通过，然后将筛放在水筛架上，用0.05兆帕0.02兆帕的水压喷嘴连续冲洗3分钟。过筛后，用少

10、量水将筛余物冲入蒸发器，沉淀后小心倒出清水，干燥后用天平称量。C.干筛选法在没有负压筛和水筛的情况下，允许使用手动干筛方法。1.称取50g水泥样品，将其倒入符合GB3350.7要求的干筛中.2.一只手拿着筛子，来回摇晃，另一只手轻轻拍打。打浆速度约为每分钟120次，每40次同向旋转60次，使样品均匀分布在筛子上，直至每分钟通过的样品量不超过0.05克.称量筛余物。D.测量结果水泥样品的筛余百分比按下式计算：其中：F样品的筛余百分比(%)；Rs筛余物质量(g)；M样品质量(g)。三、水泥标准稠度用水量测量标准稠度用水量是指用标准方法测试水泥浆达到均匀塑性所需的用水量，以水泥质量的百分比表示。这是

11、水泥凝结时间和稳定性试验的可比条件。(a)测试的目的通过试验，要求了解水泥标准稠度用水量的试验方法及其主要仪器设备。(2)主要仪器设备1.纯纸浆混合器：如图2所示。主要由搅拌锅、搅拌叶片、传动机构和控制系统组成。搅拌叶片在搅拌锅内反向旋转，可在垂直方向调节。搅拌机可以升降。控制系统根据程序具有自动控制和手动控制两种功能。2.标准一致性和设定时间测试仪：如图3所示。滑动部分的质量为300 g2g，金属空心测试锥底部直径为40毫米，高度为50毫米，填充膏体的锥模上部内径为60毫米，锥体高度为75毫米图2水泥浆搅拌机示意图(单位：mm)(a)水泥浆搅拌机；混合器和混合叶片3.平衡：电感lg。4.水表

12、：最小刻度为0.1微升(3)测试方法标准稠度用水量可通过调整水量法或定水量法确定。如果结果不一致，以调整水量法为准。(4)测试步骤1、准备工作(1)试验前，必须检查试验机的金属杆是否能自由滑动，试验锥是否落到锥模顶部图3标准稠度和凝结时间测试仪(单位：毫米)(a)测试针支架；测试锥体和锥体模具；测试针和圆形模具1.铁基；2.金属圆棒；3拧紧螺钉；4.指针；5.规模表面位置，指针应与刻度的零点对齐，搅拌机运行正常。(2)水泥浆搅拌机的筒壁和叶片应用湿布浸湿。2.将称量好的500克水泥样品倒入搅拌罐中。搅拌时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动机器，慢慢加入搅拌水，慢慢搅拌120秒，然后

13、停止搅拌15秒，然后快速搅拌120秒，然后停止搅拌。3.混合用水量的确定。(1)采用调整用水量的方法，由经验确定。采用定用水量法时，用水量为142.5毫升(用水量精确到0.5毫升)。4.搅拌完成后，立即将搅拌好的净浆放入锥模中，用刀插入，振动几次，刮掉多余的净浆，抹平后放在试验锥下方的固定位置，将试验锥降至净浆表面，拧紧螺钉，然后突然放松，让试验锥自由沉入净浆中，并记录试验锥停止下沉时的下沉深度。T2.当使用恒定水量法时，根据测得的锥体下沉深度计算标准稠度用水量P(%):p=33.4-0.185秒当测试锥下沉深度小于13毫米时，应采用调整水量的方法。四.水泥凝结时间的确定(a)测试的目的确定水

14、泥的凝结时间，确定其是否满足施工要求。(2)主要仪器设备1、设置时间测试仪它与用于确定标准稠度的测试仪相同，但测试锥应更换为测试针，用于填充净浆的锥模应更换为圆形模。2.水泥浆搅拌机：与测量标准稠度的搅拌机相同。3.标准养护箱。(3)测试步骤1.测量前，将圆形模具放在玻璃板上，并在圆形模具和玻璃板的内侧涂上一层机油。调整设定时间测试仪的测试针。当接触玻璃板时，指针对准刻度的零点。2.称取500克水泥样品，将标准稠度用水量的水泥浆混合，记录加水时间作为凝结时间的起始时间。3.将搅拌好的水泥浆立即装入圆形模具中一次，振动几次后刮去，然后放入养护箱中。加水后30分钟，样品应在标准养护箱中进行第一次养

15、护。4.测量时，从养护箱中取出圆模，放在测试针下，使测试针与净浆表面接触，拧紧螺钉，1 2s后突然放松，使测试针垂直沉入净浆，当测试针停止下沉时，观察指针读数。当测试针下沉到离底部2 3毫米时，水泥达到初凝状态；当测试针下沉量小于0.5 1毫米时，水泥达到终凝状态。5、接近初凝时，每5min测定一次；接近最终设置时，每15分钟测量一次。当水泥浆达到初凝或终凝状态时，立即重复测量一次。当两个结果相同时，可以确定达到初始设置状态或最终设置状态。注意：每次测量时，不要让测试针掉入原来的针孔。每次测试后，清洁测试针，并将圆形模具放回标准养护箱中。在整个测定过程中，必须防止圆形模具振动，测试针的穿透位置至少应为10毫米；远离圆形模具的内壁；在最初的测定中，应轻轻支撑金属杆，使其缓慢下降，以防止测试针弯曲，但结果可能会自由落体。(4)测试结果从开始加水到初凝和终凝状态的时间是水泥的初凝时间和终凝时间，以小时(h)和分钟(min)表示。V.水泥砂浆强度试验(a)测试的目的水泥砂浆强度试验是用1: 2.5(质量比)的水泥和标准砂，按规定的水灰比，用标准成型法制作40 mm、40 mm和160 mm的试件，在标准条件下养护至龄期，测量其抗折强度和抗压强度，并根据技术标准确定水泥强度等级。(2)主要仪器设备长度砂浆搅拌机：双旋转叶片型，搅拌叶片和搅拌锅反向旋转。锅的内径为195毫