《建筑工程材料》课程实验指导书.docx

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《建筑工程材料》实验指导书

实验一、水泥物理技术性能检测

实验项目一：

水泥细度实验

一、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，因此必须进行细度测定。

二、主要仪器设备

实验筛：

实验筛由圆形筛框和筛网组成（筛网孔边长为80m），水筛架和喷头：

水筛架上筛座内径为140mm。

喷头直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.5～0.7mm（水筛架和喷头；天平（最大称量为200g，感量0.05g）；搪瓷盘、毛刷等。

三、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。

四、实验方法与步骤

1．负压筛析法（GB1345—1991）

（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4000～6000Pa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，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。

2．水筛法

（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35～75mm。

（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0.05MPa±0.02MPa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GB3350.7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60º，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。

五、结果计算及数据处理

1．水泥试样筛余百分数用下式计算：

（13—2—1）

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2—1、2、3中。

实验项目二：

水泥标准稠度用水量测试

一、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。

二、主要仪器设备

测定水泥标准稠度和凝结时间的维卡仪，实模：

采用圆模；水泥净浆搅拌机；搪瓷盘；小插刀；量水器（最小可读为0.1mL，精度1%）；天平；玻璃板（150mm×150mm×5mm）等。

三、试样的准备

称取500g水泥，洁净自来水（有争议时应以蒸馏水为准）。

四、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

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5～10s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120s，停15s，接着高速搅拌120s停机。

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．将计算结果填入实验报告册中。

实验项目四：

水泥安定性检验

一、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。

二、主要仪器设备

1．雷氏沸腾箱

雷氏沸腾箱的内层由不易锈蚀的金属材料制成。

箱内能保证实验用水在30min±5min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410mm×240tmm×310mm，一次可放雷氏夹试样36件或试饼30～40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

3．雷氏夹膨胀测定仪

雷氏夹膨胀测定仪标尺最小刻度为0.5mm。

4．玻璃板

每个雷氏夹需配备质量约75～80g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100mm×100mm×4mm的玻璃板。

5．水泥净浆搅拌机。

三、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30±5min内加热实验用水至沸腾，并恒沸3h±5min。

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30min±5min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30min±5min内加热升至沸腾并沸腾180min±5min。

四、实验结果处理

1．雷氏夹法

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。

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2—8后记录实验情况并评定结果。

实验项目五：

水泥胶砂强度检验

一、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。

二、主要仪器设备

水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂试体成型振实台、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。

三、强度检验

试样从养护箱或水中取出后，在强度实验前应用湿布覆盖。

1．抗折强度测实

（1）检验步骤

1）各龄期必须在规定的时间3d±2h、7d±3h、28d±3h内取出三条试样先做抗折强度测定。

测定前须擦去试样表面的水分和砂粒，消除夹具上圆柱表面粘着的杂物。

试样放入抗折夹具内，应使试样侧面与圆柱接触。

2）采用杠杆式抗折实验机时，在试样放入之前，应先将游动砝码移至零刻度线，调整平衡砣使杠杆处于平衡状态。

试样放入后，调整夹具，使杠杆有一仰角，从而在试样折断时尽可能地接近平衡位置。

然后，起动电机，丝杆转动带动游动砝码给试样加荷；试样折断后从杠杆上可直接读出破坏荷载和抗折强度。

3）抗折强度测定时的加荷速度为50N／s±10N／s。

4）抗折强度按下式计算，精确到0.1MPa。

（2）实验结果

1）抗折强度值，可在仪器的标尺上直接读出强度值。

也可在标尺上读出破坏荷载值，按下式计算，精确至0.1N／mm2。

式中：

fV——抗折强度，MPa，计算精确至0.1MPa；

FP——折断时放加于棱柱体中部的荷载，N；

L——支撑圆柱中心距，即100mm；

b、h——试样正方形截面宽，均为40mm。

2）抗折强度测定结果取三块试样的平均值并取整数，当三个强度值中有超过平均值的±10％，应予剔除后再取平均值作为抗折强度实验结果。

2．抗压强度测实

（1）检验步骤

①抗折实验后的两个断块应立即进行抗压实验。

抗压实验须用抗压夹具进行。

试样受压面为40mm×40mm。

实验前应清除试样的受压面与加压板间的砂粒或杂物，检验时以试样的侧面作为受压面，试样的底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。

②抗压强度实验在整个加荷过程中以2400N／s±200N／s的速率均匀地加荷直至破坏。

（2）检验结果

①抗压强度按下式计算，计算精确至0.1MPa。

式中：

fc——抗压强度，MPa；

Fp——破坏荷载，N；

A——受压面积，即40mm×40mm＝1600mm2。

②抗压强度以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为实验结果。

如果六个测定值中有一个超出六个平均值的±10％，应剔除这个结果，剩下五个的平均数为结果。

如果五个测定值中再有超过它们平均数±10％的，则此组结果作废。

③将实验过程记录和计算结果填入实验报告表。

实验二、砂石物理性能检测

一、砂试验

（一）取样方法与检验规则

1、砂的取样

在料堆抽样时，将取样部位表层铲除，从料堆不同部位均匀取8份砂；从皮带运输机上抽样时，应用接料器在皮带运输机的机尾的出料处，定时抽取大致等量的4份砂；从火车、汽车和货船上取样时，应从不同部位和深度抽取大致等量的8份砂。

分别组成一组样品。

2、主要仪器设备

摇筛机、标准筛（孔径为150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm和9.50mm的方孔筛）、天平、烘箱、浅盘、毛刷和容器等。

3、试样制备

将四分法缩取的约1100g试样，置于105±5℃的烘箱中烘至恒重，冷却至室温后先筛除大于9.50mm的颗粒（并记录其含量），再分为大致相等的两份备用。

4、试验方法及步骤

（1）准确称取试样500g（精确至1g）。

（2）将标准筛按孔径由大到小顺序叠放，加底盘后，将试样倒入最上层4.75mm筛内，加盖后，置于摇筛机上，摇筛10min（也可用手筛）。

（3）将整套筛自摇筛机上取下，按孔径大小，逐个用手于洁净的盘上进行筛分，筛至每分钟通过量不超过试样总重的0.1%为止，通过的颗粒并入下一号筛内并和下一号筛中的试样一起过筛。

直至各号筛全部筛完为止。

各筛的筛余量不得超过按下式计算出的量，超过时应按下列方法之一处理。

式中：

m——在一个筛上的筛余量（g）；

A——筛面的面积（mm2）；

d——筛孔尺寸（mm）

①将该筛孔筛余量分成少于上式计算出的量，分别筛分，并以各筛余量之和为该筛孔筛的筛余量。

②将该筛孔及小于该筛孔的筛余混合均匀后，以四分法分为大致相等的两份，取其中一份，称其质量（精确至1g）并进行筛分。

计