建筑材料实验指导书.docx
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建筑材料实验指导书
土木建筑工程学院
《建筑材料》
实验指导书
赵文唐虹编写
适用专业：
水电、土木工程方向
贵州大学二００七年八月
目录
1、实验一材料基本物理性质实验…………………………3
2、实验二烧结普通砖实验……………………………………9
3、实验三水泥物理性能实验…………………………………13
4、实验四水泥实验力学性能实验…………………………26
5、实验五混凝土用细骨料（砂）实验……………………32
6、实验六混凝土用粗骨料（石）实验………………………39
7、实验七混凝土实验…………………………………………45
8、实验八建筑砂浆实验………………………………………55
9、实验报告基本内容要求…………………………………………61
10、实验报告格式…………………………………………62
实验一：
材料的基本性质实验
实验学时：
2
实验类型：
验证
实验要求：
必修
1、密度实验
一、实验目的
密度是材料的物理常数，借助于它可确定材料的种类。
二、实验内容
测定普通粘土砖或石材的密度。
三、实验原理、方法和手段
材料的密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
材料内部一般均含有一些孔隙，为了获得绝对密实状态的实样，须将材料磨成细粉，以排除其内部孔隙，再用排液置换法求出其绝对密实体积。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
主要仪器：
李氏瓶如图1、天平（称量500g，感量0．Olg）、筛子（孔径0.2㎜或900孔／cm2）、烘箱、干燥器、温度计等。
六、实验步骤
1.实验
1）将实样磨细、过筛后放人烘箱内，以105～1lO。
C的温度
烘至恒重、然后放入干燥器中，冷却至室温备用。
2）在李氏瓶中注入对实样不起化学反应的液体至突颈下
部，记下刻度数。
将李氏瓶放在盛水的容器中，实验过程中水
温为20℃。
3）用天平称取60～909实样。
用／j、．勺和漏斗将实样徐徐
送入李氏瓶内（不能大量倾倒，那样会妨碍李氏瓶中的空气排
出或使咽喉部位堵塞），至液面上升接近20ml的刻度。
称剩
实图1．1李氏瓶下的实样，计算送入李氏瓶中实样的质量m（g）。
4）将注入实样后的李氏瓶中液面的读数，减去未注前的
读数，得出实样的绝对体积V（cm3）。
2.结果计算
1）按下式计算密度
（精确至0．01/cm3）：
2）按规定以两次实验结果的平均值表示，两次相差不应大于0．02g／cm3，否则重做。
七、实验报告
密度实验记录表（精确至0.01g/cm3）
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
材料
粉末
实样
原重
m1
（g）
剩余
实样
重量
m2
（g）
装入瓶中
材料粉末
的重量
m=m1-m2
（g）
液面读数
（cm3）
装入瓶中粉末的体积V=V1-V2
（cm3）
密度
（g/cm3）
平均值
pt均
（g/cm3）
备
注
装粉
末前
V1
装粉
末后
V2
1
石灰
石粉
2
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
2、表观密度实验
一、实验目的
表观密度是计算材料孔隙率和确定材料体积及结构自重的必要数据。
通过表观密度还可以估计材料的某些性质（如导热系数、强度等）。
二、实验内容
测定表观密度
三、实验原理、方法和手段
材料的表观密度是材料在自然状态下，单位体积的质量。
表观密度测定时，须测出实件的质量和自然状态下的体积。
对于形状规则的实件，其体积可用量测实件尺寸，按几何公式计算的方法求得。
对于形状不规则的实件，则须用排液置换法求得体积。
如被测石料溶于水或其吸水率大于0.5%，则实件还须先进行蜡封处理（蜡封法）。
如被测石料不溶于水或其吸水率小于0.5%，则实件可直接在水中称量，不必蜡封处理。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
主要仪器：
天平（称量1000g、感量0.1g）、游标书尺（精度0.1mm）、烘箱等，如实样较大时可用台秤（称量10kg、感量50g）、直尺（精度为1mm）。
六、实验步骤
1.实验
1）将实件放入烘箱内，以105～110℃的温度烘至恒重，然后放入干燥器中，冷却至室温备用。
2）用游标卡尺量出实件尺寸。
当实件为正方体或平行六面体时，以长、宽、高（a、b、c）各方向量上、中、下三处，各取三次平均值，计算体积：
当实件为圆柱体时，以两个互相垂直的方向量直径，各方向量上、中、下三处，取六次的平均直径d，以互相垂直的两直径与圆周交界的四点上量高度，取四次的平均高度d。
计算体积：
3）用天平或台秤称重量m（g）。
2.结果计算
1）按下式计算表观密度
：
2）按规定以五次实验结果的平均值表示。
七、实验报告
表观密度实验记录表（形状规则实件）（精确至0.01g/cm3）JTJ054-94
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实样
编号
实件尺寸（cm）
实件体积
实件重
m（g）
表观密度
（g/cm3）
平均值
ph平
（g/cm3）
备注
长a
宽b
高h
1
红砂石
2
3
4
5
孔隙率的计算
将密度和表观密度代人下式计算孔隙率P（精确至0.01％）：
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
3、吸水率实验
一、实验目的
测定材料的吸水率，作为评定材料质量的主要依据，还可通过吸水率估计材料的某些性质。
二、实验内容
测定吸水率
三、实验原理、方法和手段
材料的吸水率是指材料吸入水的体积占材料自然状态体积的百分率，它也是材料在常温（20±2℃）常压条件下，材料实件最大的（浸水至饱和状态时）吸水质量占烘干实件质量的百分率。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
主要仪器：
天平（称量1000g、感量0．1g）、游标卡尺（精度0．1mm）、烘箱、玻璃（或金属）盆等。
六、实验步骤
1.实验
将实件放入烘箱中，以105～110℃的温度烘至恒重，然后放入干燥器中，冷却至室温备用。
1）用天平称其质量m（g），将实件放入在金属盐或玻璃盆中，在盆底可放些垫条，如玻璃管或玻璃杆使实件底面与盆底不致紧贴，实件之间相隔1—2mm，使水能够自由进入。
2）加水至实件高的1／3处；过24h后，再加水至高度的2／3处；再过24h，又再加满水至实件上表面2cm以上，再放置24h。
逐次加水能使实件孔隙中的空气逐渐逸出c
3）取出实件，抹去表面水分，称其质量m1（g）。
4）为检查实件是否吸水饱和．可将实件再浸入水中至高度的3／4处，过24h重新称量，两次质量之差不得超过1％。
2.按下列公式计算吸水率W：
按规定以三个实件吸水率的平均值表示（精确至0.01％）。
七、实验报告
吸水率实验记录表（精确至0.01%）
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
干燥时
实件重
m1（g）
吸水饱和
后实件重
m2（g）
实件的
吸水量
m1—m2（g）
吸水率
wx=
（%）
平均吸水率（wx平）
（%）
备注
1
2
3
注：
1公斤（力）=9.80665N
1Pa=1N/m21Mpa=1N/mm2
1kgf/cm2=9.80665×104Pa
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
思考题：
1.当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不变？
2.材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差别？
实验二：
烧结普通砖实验
实验学时：
1
实验类型：
验证
实验要求：
必修
一、实验目的
掌握砖的实验方法及确定烧结普通砖的强度等级，了解所使用的仪器设备。
二、实验内容
1.实件制备
2.强度实验
3.砖强度等级确定
三、实验原理、方法和手段
经过外观质量和尺寸偏差检验后的样品中随机抽样10块砖，将10块砖分别据断成两块半截砖，断开的半截砖边长不得小于100mm。
将已断开的半截砖放置在净水中浸泡10～20min后取出，并与端口相反方向叠放，中间抹以强度等级为32.5的水泥调制的水泥净浆，其厚度不超过5mm，上下两面抹以不超过3mm的同种水泥净浆。
制成的实件须相互平行，并垂直于侧面，如图。
实件应放在温度不低于10℃的不通风室内养护3d，再进行实验。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
压力实验机（300~500kN）、锯砖机或切砖器、量尺、镘刀等。
本实验根据国家标准《烧结普通砖》（GB/T5101—98）进行。
六、实验步骤
测量每个实件连接面或受压面的长、宽尺寸，两个分别取平均值，精确至1．Omm。
将实件平放在加压板的中央，垂直于受压面加荷。
加荷应均匀平稳，不得发生冲击和振动。
，加荷速度为（5±0．5）kN／s，直至实件破坏为止，记录破坏荷载P。
砖实件的制作
1.实验结果评定
1）实验结果
每块实件的抗压强度
按下式汁算（精确至0．1MPa）：
式中:
——抗压强度，MPa；
P——最大破坏荷载，N；
L——实件受压面（连接面）的长度，mm；、
B——实件受压面（连接面）的宽度，mm。
2）结果计算
抗压强度平均值：
式中：
——单块砖抗压强度平均值，MPa；
n——实件数，n=10；
s——10块砖的抗压强度标准差；
δ——强度变异系数，精确至0．01MPa。
3）强度评定
a．平均值一标准值评定方法
变异系数δ≤0.21时，按抗压强度平均值、强度标准值指标评定砖的强度等级（查表
7．3）。
样本量n=10时的强度标准值按下式计算：
b．平均值一最小值评定方法
变异系数δ>0.21时，按抗压强度平均值、单块砖最小抗压强度值
。
评定砖的强度等级（查表7．3）。
强度等级
抗压强度平均值
/MPa≥
变异系数
≤0.21
变异系数
＞0.21
强度标准值f/MPa≥
单块最小抗压强度
/PMa≥
MU30
30.0
22.0
25.0
MU25
25.0
18.0
22.0
MU20
20.0
14.0
16.0
MU15
15.0
10.0
12.0
MU10
10.0
6.5
7.5
七、思考题
1.普通粘土砖进行抗压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183kN，干燥状态的破坏荷载为207kN（受压面积为115mm×120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？
八、实验报告
砖抗压强度实验记录表：
QB/T2542-2003
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
实件尺寸（mm）
受压面积
F=a×b
（mm2）
破坏荷载
P
（N）
抗压强度
fi=
（N/mm2）
或（MPa）
平均抗压强度
（N/mm2）
或（MPa）
备注
长L
宽B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均抗压强度计算（精确至0.01MPa）：
=
=
标准差（S）计算（精确至0.01MPa）：
S=
=
变异系数（精确至0.01）：
=
强度评定（GB5101-2003）:
1、
≤0.21时，按抗压强度平均值、强度标准值指标评定砖的强度等级。
强度标准值按下式计算（精确至0.1）：
fk=
—1.8S
2、
＞0.21时，按抗压强度平均值、单块砖最小抗压强度值fmin（精确至0.1MPa）评定砖的强度等级。
结论：
该砖强度可满足等级二个强度指标要求，可定等级砖。
附：
烧结普通砖强度等级表
变异系数
≤0.21
变异系数
＞0.21
强度等级
抗压强度平均值
（MPa）≥
抗压强度标准值
fk（MPa）
单块最小抗压强度值fmin（MPa）≥
MU30
30.0
22.0
25.0
MU25
25.0
18.0
22.0
MU20
20.0
14.0
16.0
MU15
15.0
10.0
12.0
MU10
10.0
6.5
7.5
九、其他说明
实验完毕关闭压力机电源。
实验三：
水泥物理性能实验
实验学时：
2
实验类型：
验证
实验要求：
必修
本实验根据国家标准《水泥细度检验方法》（GBl345--91）、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB／T1346-2001）及《水泥胶砂强度检验方法》（GB／T17676—1999）测定水泥的有关性能和胶砂强度。
1.水泥实验的一般规定
1）同一水泥厂同期到达同品种、同标号的水泥为一个取样单位，散装水泥一批的总量不
得超过500t，袋装水泥一批的总量不得超过200t，取样要有代表性，可连续取样，也可从20个不同部位取等量样品，总量至少12kg。
2）实样应充分搅拌，通过0.9mm方孔筛，并记录筛余百分数及性质。
3）实验室的温度为（20±2）℃，相对湿度大于50％。
养护箱的温度为（20±1）cC，相对湿度大于90％。
4）实验窒用水必须是干净的淡水。
水泥细度检验
一、实验目的
水泥细度是水泥的一个熏要的技术指标。
它对水泥强度有较大的影响，同时对水泥体积安定性、干缩等都有影响，并会影响水泥的产量与能耗。
二、实验内容：
水泥细度
三、实验原理、方法和手段
水泥细度检验有比表面积法和筛析法。
比表面积法适合于硅酸盐水泥，筛析法适合于其他水泥。
筛析法又分负压筛法、水筛法和干筛法，在检验中，当其他方法与负压筛法发生争议时，以负压筛法为准。
下面分别介绍负压筛法、干筛法、水筛法。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
1.负压筛法
1）主要仪器设备
a．负压筛负压筛由圆形筛框和筛网组成。
筛框直径为142mm，高为25mm，筛孔
为0.080mm。
b．负压筛析仪它由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。
其中筛座有转速为（30±2）
r／min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等组成。
负压为4000～6000Pa，喷气嘴的上口平面与筛网之间距离为2～8mm。
2）实验方法
a．筛析前，把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，调节负压为4000～6000Pa的范围。
b．称取实样25g，放进负压筛中，盖上盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛析2min，轻轻地敲打盖上附着的实样，停机后，用天平称量筛余物。
c．水泥实样筛余百分数按下式计算（准确至0．1％）。
Rs
F=——×100%
W
式中：
，F一一水泥实样的筛余百分数；
Rs——水泥筛余物的质量，g；
W——水泥实样的质麓，g。
2.水筛法
1）主要仪器设备
a．标准筛方孔筛边长0.080mm，筛板框有效直径125mm，高80mm。
b．筛支座能带动筛子转动，转速为50r／min。
C．喷头直径55mm，上面分布90个孔，孔径0.5～0.7mm。
2）检验方法
a．称取水泥实样50g，倒入筛内，用水冲洗至大部分细粉通过，再将筛子置予筛座上，用0.030～0.080MPa水压连续冲洗3min，注意喷头离开筛网约50mm。
b．筛毕取下，将筛余物用水冲到一边，把筛余物全部移动到蒸发皿上将水倒出，烘干，称量（精确至0.1g），以其读数乘以2，即得筛余百分数。
C．结果评定以一次检验所得的结果作最后的结果。
3.干筛法
1）仪器设备
标准筛：
筛布同湿筛法，筛框有效直径150mm，高50mm。
2）检验方法
称取实样50g倒入筛内，并加盖，用手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度
120次／min，每40次向同一方向转动60°，使实样均匀分布在筛网上，直到每分钟通过的实样量不超过0.05g为止，称筛余量。
实验结果按下式计算筛余百分数（准确至0.1％）：
Rs
F=——×100%
W
式中：
符号的意义同负压筛法。
4.实验记录及实验结论
1）实验记录
实样质量W（g）
筛余物质量Rs（g）
筛余百分数%
2）实验结论
根据国家标准评定水泥细度是否合格。
六、实验报告
水泥细度实验记录（水筛或干筛法）（精确至0.1%）GB/T1345-91
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
水泥实样重
W
（g）
筛子规格边长为0.08毫米
方孔筛
筛余重量
（g）
筛余百分数
F
（%）
细度是
否合格
备注
七、其他说明
细度实验完毕后筛子需要清理干净。
水泥标准稠度用水量实验
一、实验目的
水泥的凝结时间和体积安定性都与用水量有很大关系。
二、实验内容
水泥标准稠度
三、实验原理、方法和手段
为了消除实验条件的差异，测定凝结时间和体积安定性时，必须采用具有标准稠度的净浆。
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，为测定水泥的凝结时间和体积安定性实验作好准备。
实验方法分代用法和标准法。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
1.实验仪器
1）标准稠度测定仪
a.代用法维卡仪如实图2.1所示，滑动部分的质量为300g，实锥锥底直径40mm，高50mm，装净浆用的锥模上口径60mm，高70mm（实图2.2）。
实图2.1实图2.2
b.标准法维卡仪标准实杆（实图2.3）有效长度为（50±1）mm、有效直径ф为（10±0.5）mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。
实模由耐腐蚀并有足够硬度的金属制成。
实模深（40±0.2）㎜、顶内径ф为（60±0.5）㎜、底内径ф为（75±0.5）㎜的截顶圆锥体。
每只实模配一个厚度≥2．5ram的平板玻璃片。
初凝用实针
实图2．3标准稠度实杆终凝用实针实图2．4
2）水泥净浆搅拌机由搅拌锅和搅拌叶片组成。
3）量水器（最小刻度0.1mL，精度l％）、天平（能准确称量至1g）。
2.实验方法
1）代用法
A．凋整用水量方法
a．实验前须检查仪器金属棒应能自由滑动，实锥降至顶面位置时，指针应对准标尺零
点，搅拌机运转正常：
、
b．水泥净浆的拌制用湿布将水泥净浆搅拌机的搅拌锅及叶片擦过，将称好的50％水泥
实样倒入搅拌锅内。
拌和时先将锅放到搅拌机的锅座上，升至搅拌位置再开动机器，同时慢慢地加水，慢速搅拌120s，停拌5s，接着快速搅拌120s停机。
拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用小刀插捣，振捣数次刮去多余净浆；抹平后迅速放到实锥下面固定的位置上，将实锥降至净浆表面拧紧螺丝，然后突然放松，让实锥自由沉入净浆中，到实锥停止下沉时记录实锥下沉的深度。
全部操作应在1．5min内完成。
B．固定用水量法
水泥用量为500g，拌和用水量为142.5cm3。
测定方法与调整用水量法相同。
2）标准法
拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已放在玻璃片上的实模中，用小刀插捣，轻轻振捣数次，刮去多余的净浆；抹平后，将实模放到维卡仪上，并将中心定在实杆下，降低实杆至与水泥接触，拧紧螺丝1～2s后，突然放松，使实杆自由地沉人水泥浆中。
在实杆停止沉入或释放实杆30s时记录实杆与底板的距离，升起实杆后，将实杆擦净，整个过程在1．5min内完成。
3.实验结果
1）代用法
A．调整用水量法
实锥下沉的深度为（28±2）mm时的拌和用水量为水泥的标准稠度用水量P，以水泥质量
的百分数计，按下式计算：
式中：
W——拌和用水量，mL。
如实锥下沉的深度超出上述范围，实验须重做至达到（28±2）mm时为止。
B．固定用水量法
根据测得实锥下沉的深度S（mm）按下式（或仪器上对应标尺）计算得到标准稠度用水量
P（％）：
P=33.4-0.185S
式中：
S——实锥下沉的深度，mm。
当实锥深度S小于13mm时，应用调整用水量法。
2）标准法
实杆沉人净浆与底板距（6±1）mm的水泥净浆为标准稠度净浆。
其拌和用水量为该水泥
标准稠度用水量P，按水泥质量的百分比计。
4.记录格式及结果
实样质量／g
用水量／g
实锥下沉深度／mm
标准稠度用水量／％
六、实验报告
水泥标准稠度用水量（不变水量法）实验记录表（GB/T1346-2001）
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
水泥实样重
（g）
加水量
（cm3）
实锥下沉深度
S（mm）
标准稠度用水量
（%）
备注
七、其他说明
实验完毕后将所使用仪器清理干净。
水泥凝结时间的测定
一、实验目的
测定水泥的凝结时间，判断水泥的质量。
二、实验内容
水泥初凝和终凝时间
三、实验原理、方法和手段
水泥凝结时间有初凝与终凝之分。
初凝时间是指从加水到水泥标准稠度净浆开始失去塑性的时间；终凝时间是指从加水到完全失去塑性的时间。
凝结时间以h及min来表示。
四、
升级会员 