建筑材料实验报告.docx
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建筑材料实验报告
说明
一、实验室的纪律要求
1.进入实验室后,要听从教师的安排,不得大声说笑和打闹。
2.进入实验室后,对本组所用的仪器设备进行检查,如有缺损或失灵应立即报告,由教师修理或调换,不得私自拆卸。
实验结束时,应将所用仪器设备按原位放好,经检查后方可离开实验室。
3.要爱护实验仪器设备,严格按照实验操作规程进行实验,同时注意人身安全,非本次实验所用的室内其他仪器,不得随便乱动。
4.在实验过程中,当仪器设备被损坏时,当事者应立即向实验室教师报告,由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。
5.实验结束后,每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理,并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。
6.完成实验后,经教师同意后方可离开实验室。
二、实验与实验报告的要求
1.每次做实验以前,要认真阅读实验报告书,熟悉实验内容和实验方法步骤。
2.要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验,认真记录好实验数据。
3.要认真填写、整理实验报告,不得潦草,不得缺项、漏项,报告中的计算部分必须完成,同时要保持实验报告的整洁。
4.实验报告应及时完成,并按老师规定的时间上交。
第一章试验数据统计分析的一般方法
在建筑施工中,要对大量的原材料和半成品进行试验,取得大量数据,对这些数据进行科学的分析,能更好的评价原材料或工程质量,提出改进工程质量,节约原材料的的意见,现简要介绍常用的数理统计方法。
一、平均值
1.算术平均值
这是最常用的一种方法,用来了解一批数据的平均水平,度量这些数据的中间位置。
式中:
——算术平均值;
Xl,X2,……Xn——各个试验数据值;
∑X——各试验数据的总和;
n——试验数据个数。
2.均方根平均值
均方根平均值对数据大小跳动反映较为灵敏,计算公式如下:
S=
式中:
S——各试验数据的均方根平均值;
Xl,X2,……Xn——各个试验数据值;
∑X2——各试验数据平方的总和;
n——试验数据个数。
3.加权平均值
加权平均值是各个试验数据和它的对应数的算术平均值。
计算水泥平均标号采用加权平均值。
计算公式如下:
式中:
X——加权平均值;
Xl,X2,……Xn——各试验数据值;
∑
——各试验数据值和它的对应数乘积的总和。
∑g——各对应数的总和。
二、误差计算
1.范围误差
范围误差也叫极差,是试验值中最大值和最小值之差。
例如:
三块砂浆试件抗压强度分别为5.21,5.63,5.72MPa,则这组试件的极差或范围误差为:
5.72-5.21=0.51MPa。
2.算术平均误差
算术平均误差的计算公式为:
式中:
a——算木平均误差;
Xl,X2,……Xn——各试验数据值;
——试验数据值的算术平均值;
n——试验数据个数,
——绝对值。
例:
三块砂浆试块的抗压强度为5.21,5.63,5.72MPa,求算术平均误差。
解:
这组试件的平均抗压强度为5.52MPa,其算术平均误差为:
3.均方根误差(标准离差、均方差)
只知试件的平均水平是不够的,要了解数据的波动情况,及其带来的危险性,标准离差(均方差)是衡量波动性(离散性大小)的指标。
标准离差的计算公式为:
式中:
S——标准离差(均方差);
Xl,X2,……Xn——各试羞数据值,
——试验数据值的算术平均值;
n——实验数据个数。
例:
某厂某月生产10个编号的32.5矿渣水泥,28d抗压强度为37.3、35.0、38.4、35.8、36.7、37.4、38.1,37.8,36.2,34.8MPa,求标准离差。
解:
10个编号水泥的算术平均强度为:
MPa
XlX2X3X4X5X6X7X8X9X10
37.535.038.435.836.737.438.137.836.234.8
0.51.81.6-1.0-0.10.61.31.0-0.6–2.0
0.253.242.561.00.010.361.691.00.364.0
=14.47
标准离差
MPa
三、数值修约规则
试验数据和计算结果都有一定的精度要求,对精度范围以外的数字,应按属《数值修约规则》(GB817—87)进行修约.简单概括为:
“四舍六入五考虑,五后非零应进一,五后皆零视奇偶,五前为偶应舍去,五前为奇则进一”。
1.在拟舍弃的数字中,保留数后边(右边)第一个数小于5(不包括5)时,则舍去,保留数的末位数字不变。
例如:
将14.2432修约后为14.2。
2.在拟舍弃的数字中保留数后边(右边)第一个数字大子5(不包括5)时,则进一,保留数的末位数字加一。
例如:
将26.4843修约到保留一位小数。
修约前26.4843修约后26.5。
3.在拟舍弃数字中保留数后边(右边)第一个数字等于5,5后边的数字并非全部为零时,则进一,即保留数末位数字加一。
例如:
将1.0501修约到保留小数一位。
修约前:
1.0501修约后:
1.1
4.在拟舍弃的数字中,保留数后边(右边)第一个数宇等于5,5后边的数字全部为零时,保留数的末位数字为奇数时则进一,若保留数的末位数字为偶数(包括“0”)则不进。
例如:
将下列数字修约到保留—位小数。
修约前0.3500修约后0.4
修约前0.4500修约后0.4
修约前1.0500修约后1.0
5.所拟舍弃的数字,若为两位以上数字,不得连续进行多次(包括二次)修约。
应根据保留数后边(右边)第—个数字的大小,按上述规定—次修约出结果.
例如:
将15.4546修约成整数:
正确的修约是:
修约前15.4546修约后15
不正确的修约是:
修约前一次修约二次修约三次修约四次修约(结果)
15.454615.45515.4615.516
四、可疑数据的取舍
在一组条件完全相同的重复试验中,当发现有某个过大或过小的可疑数据时,按数理统计方法给认鉴别并决定取舍。
最常用的方法是“三倍标准离差法”。
其准则是
>3
。
另外还有规定
>2
时则保留,但需存疑,如发现试件制作,养护,试验过程中有可疑的变异时,该试件强度值应予舍弃.
第二章试验操作指导及结果记录
一、砂的筛分析试验
(一)主要仪器设备
1、砂筛。
孔径为150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm和9.50mm的方孔筛,并附有筛底和筛盖。
2、电子天平(称量1kg,感量1g)、烘箱、浅盘、毛刷等。
2、振筛机。
电动振动筛,振幅(0.5±0.1)mm,频率(50±3)Hz。
(二)试验步骤
1、试样先用孔径为9.50mm筛筛除大于9.50mm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550g的试样两份,放在烘箱中于(105±5)℃烘至恒重,冷却至室温待用。
2、准确称取试样500g。
将筛子按筛孔由大到小叠合起来,附上筛底。
将砂样倒入最上层(孔径为5mm)筛中。
3、将整套砂筛置于摇筛机上并固紧,摇筛10min;也可用手筛,但时间不少于10min。
4、将整套筛自摇筛机上取下,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。
(三)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质量(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。
3、根据各筛的累计筛余百分率,按照标准规定的级配区范围,评定该砂试样的颗粒级配是否合格。
4、按下式计算砂的细度模数Mx(精确至0.1%)
式中:
A1、A2…A6分别为5.00、2.50、0.160mm筛孔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。
筛分后如每号筛上的筛余量与底盘上的筛余量之和,同原试样量相差超过1%时,须重做试验。
6、砂按细度模数(Mx)分为粗、中、细和特细四种规格,由所测细度模数按规定评定该砂样的粗细程度。
(四)试验结果记录
筛孔尺寸(mm)
9.50
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
0.15
筛底
筛余质量(g)
分计筛余量(%)
累计筛余量(%)
砂样细度模数Mx=
Mx=
二、拌合物实验室拌合取样及坍落度测定
(一)试验目的
通过测定拌合物流动性,观察其粘聚性和保水性,综合评定混凝土的和易性,作为调整配合比和控制混凝土质量的依据。
(二)主要仪器设备
台秤(称量50kg,感量50g);
天平(称量5kg,感量1g);
拌板(1.5m×2.0m左右)、量筒(200m、1000mL)、拌铲等;
标准坍落度筒(金属制圆锥体形,底部内径200mm,顶部内径100mm,高300mm,壁厚大于或等于1.5mm);
弹头形捣棒(φ16×600mm);
装料漏斗(与坍落度筒配套)。
直尺、抹刀、小铲
(三)试件制备
称量精度要求:
砂石为±1%,水泥、水为±0.5%。
配制用料与工程实际用料相符,同时满足技术标准。
拌和时,环境温度宜处于(20±5)℃。
根据所设计的计算配合比,称以15L混凝土拌合物所需各材料用量。
(四)测定步骤
1、用湿布将拌板、拌铲等搅拌工具、坍落度筒擦净并涧湿,置于适当的位置,按砂、水泥、石子、水的投放顺序,先把砂和水泥在拌板上干拌均匀(用铲在拌板一端均匀翻拌至另一端,再从另一端又均匀翻拌回来,如此重复)。
再加石子干拌成均匀的干混合物。
2、将干混合物堆成堆,其中间做一凹槽,将已称量好的水倒入一半左右于凹槽内(不能让水流淌掉),仔细翻拌、铲切,并徐徐加入另一半剩余的水,继续翻拌、铲切,直至拌和均匀。
从加水至搅拌均匀的时间控制参考值:
拌合物体积在30L以下时为4~5min;拌合物体积在30~50L时为5~9min;拌合物体积在50~70L时为9~12min。
3、将润湿后的坍落度筒放在不吸水的刚性水平底板上,然后用脚踩住两边的脚踏板,使坍落度筒在装料时保持位置固定。
4、将已拌匀的混凝土试样用小铲装入筒内,数量控制在经插捣后层厚为筒高的1/3左右。
每层用捣棒插捣25次,插捣应沿螺旋方向由外向中心进行,各次插捣点在截面上均匀分布。
插捣筒边混凝土时,捣棒可以稍稍倾斜;插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度;插捣第二层和顶层时,捣棒应插透本层至下一层的表面以下。
插捣顶层前,应将混凝土灌满高出坍落度筒,如果插捣使拌合物沉落到低于筒口,应随时添加使之高于坍落度筒顶,插捣完毕,用捣棒将筒顶搓平,刮去多余的混凝土。
5、清理筒周边的散落物,小心地垂直提起坍落度筒,特别注意平稳,不让混凝土试体受到碰撞或震动,筒体的提离过程应在5~10s内完成。
从开始装料于筒内到提起坍落度筒的操作不得间断,并应在150s内完成。
将筒安放在拌合物试体一侧(注意整个操作基面要保持同一水平面),立即测量筒顶与坍落后拌合物试体最高点之间的高度差,以mm表示,即为该混凝土拌合物的坍落度值。
6、保水性目测。
坍落度筒提起后,如有较多稀浆从底部析出,试体则因失浆使集料外露,表示该混凝土拌合物保水性能不好。
若无此现象,或仅只少量稀浆自底部析出,而锥体部分混凝土试体含浆饱满,则表示保水性良好,并作记录。
7、粘聚性目测。
用捣棒在已坍落的混凝土锥体一侧轻轻敲打,锥体渐渐下沉表示粘聚性良好;反之,锥体突然倒坍,部分崩裂或发生石子离析,表示粘聚性不好,并作记录。
8、和易性调整。
按计算备料的同时,另外还需要备好两份为调整坍落度所需的材料量,该数量应是计算试拌材料用量的5%或10%。
若测得的坍落度小于施工要求的坍落度值,可在保持水灰比W/C不变的同时,增加5%或10%的水泥、水的用量。
若测得的坍落度大于施工要求坍落度值,可在保持砂率Sp不变的同时,增加5%或10%(或更多)的砂、石用量。
若粘聚性保水性不好,则需要适当调整砂率,并尽快拌和均匀,重新测定,直到和易性符合要求为止。
注:
(a)若采用机械搅拌,应备用搅拌机(容量75~100L,转速18~22r/min),一次拌和量应不小于搅拌机额定搅拌量的1/4。
使用前,先用同一配合比的少量水泥砂浆搅拌一次,倒出水泥砂浆,再按石子、砂、水泥、水的投料顺序,倒入石子、砂和水泥在机内干拌匀1min,再徐徐倒入水搅拌约2min。
(b)当坍落度筒提起后,若发现拌合物崩坍或一边剪切破坏,应立即重新拌合并重新试验测定,第二次试验又出现上述现象,则表示该混凝土拌合物和易性不好,应予记录备查。
(五)测定结果
1、混凝土拌合物坍落度以毫米为单位,测量精确至1mm。
2、混凝土拌合物和易性评定,应按试验测定值和试验目测情况综合评议。
其中坍落度至少要测定两次,并以两次测定值之差不大于20mm的测定值为依据,求算术平均值作为本次试验的测定结果。
3、记录下调整前后拌合物的坍落度、保水性、粘聚性以及各材料实际用量,并以和易性符合要求后的各材料用量为依据,对混凝土配合比进行调整,求基准配合比。
(六)试验结果记录
配合比
拌和混凝土的材料用量(kg)
坍落度(mm)
观察拌合物的下述性质
水泥
砂
石
水
粘聚性
保水性
初步配合比
第一次调整增加量
第二次调整增加量
合 计
三、混凝土立方体抗压强度试验
(一)试验目的
测定混凝土立方体抗压强度,作为确定混凝土强度等级和调整配合比的依据。
(二)主要仪器设备
1、压力试验机或万能试验机其测量精度为±1%,试验时由试件最大荷载选择压力机量程,使试件破坏时的荷载位于全量程的20%~80%范围以内。
2、钢垫板、③试模、④标准养护室、⑤振动台、⑥捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。
(三)试件制备
1、选择同规格的试模3只组成一组。
将试模拧紧螺栓并清刷干净,内壁涂薄层矿物油,编号待用。
2、试模内装的混凝土应是同一次拌和的拌合物。
坍落度不大于70mm的混凝土,试件成型宜采用振动台振实;坍落度大于70mm的混凝土,试件成型宜采用捣棒人工捣实。
(1)振动台成型试件将拌合物一次装入试模并稍高出模口,用镘刀沿试模内壁略加插捣后,移至振动台上,开动振动台,振动至表面呈现水泥浆为止,刮去多余拌合物并用镘刀沿模口抹平
(2)人工捣棒捣实成型试件将拌合物分两层装入试模,每层厚度大致相等。
沿螺旋方向从边缘向中心均匀进行插捣。
插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度;插捣上层时,捣棒应插入下层深度20-30mm。
插捣时捣棒应保持垂直不得倾斜,并用抹刀沿试模内壁插人数次,以防止试件产生麻面。
每层插捣次数在10000mm2截面积内不得少于12次,然后刮去多余拌合物,并用镘刀抹平。
混凝土拌合物拌制后宜在15min内成型。
3、成型后的试件应覆盖,防止水分蒸发,并在室温(20土5)℃环境中静置1~2昼夜(不得超过两昼夜),拆模编号。
4、拆模后的试件立即放在标准养护室内养护。
试件在养护室内置于架上,试件间距离应保持10~20mm,并避免用水直接冲刷。
注:
当缺乏标准养护室时,混凝土试件允许在温度为(20土2)℃不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护;同条件养护的混凝土试样,拆模时间应与实际构件相同,拆模后也应放置在该构件附近与构件同条件养护。
(四)测定步骤
试件从养护地点取出后,应尽快进行试验;以免试件内部的温湿度发生显著变化。
1、将试件擦拭干净,测量尺寸,并检查外观。
试件尺寸测量精确至lmm,据此计算试件的承压面积。
如实测尺寸与公称尺寸之差不超过lmm,可按公称尺寸进行计算。
试件承压面的不平度应为每100mm长不超过0.05mm,承压面与相邻面的不垂直度不应超过土0.5°。
2、将试件安放在试验机的下压板上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直。
试件的中心应与试验机下压板中心对准。
3、在强度等级不小于C60的抗压强度试验时,试件周围应设防裂网罩。
如压力试验机上下压板不符合钢垫板要求,必须使用钢垫板。
4、开动试验机,当上压板与试件接近时,调整球座,使接触均衡。
5、应连续而均匀地加荷,预计混凝土强度等级当试件接近破坏而开始迅速变形时,停止调整试验机油门,直至试件破坏,然后记录破坏荷载。
(五)测定结果
试件的抗压强度
(MPa)按下式计算,即
式中:
P——破坏载荷,N;
A——试件承压面积,mm2。
取3个试件测值的算术平均值作为该组试件的立方体强度代表值(精确至0.1MPa)。
如果3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差异超过中间值的15%,则把最大值和最小值一并舍去,取中间值作为该组试件的抗压强度代表值;如果最大值和最小值与中间值的差异均超过15%,则该组试验结果无效。
抗压强度试验的标准立方体尺寸为100mm×100mm×100mm,用其他尺寸试件测得的抗压强度值均应乘以相应换算系数。
(六)、试验结果记录
试件养护条件 温度:
℃:
相对湿度:
%;龄期:
d
编号
试件尺寸
(mm)
受压面积
(mm2)
破坏荷重
(N)
抗压强度(Mpa)
28d
强度
(Mpa)
试件强度
(Mpa)
a
b
测定值
平均值