土木工程材料的基本性质试验.docx
《土木工程材料的基本性质试验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料的基本性质试验.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
土木工程材料的基本性质试验
试验一土木工程材料的基本性质试验
试验日期：
试验人：
同组人姓名：
组号：
试验目的：
通过试验掌握材料的密度、表观密度、孔隙率等概念以及材料的强度与材料的孔隙率大小及孔隙特征的关系，验证水对材料力学性能的影响。
预习思考题：
材料的密度、表观密度、孔隙率和软化系数的概念是什么？
一、密度试验：
密度：
材料在绝对密实状态下单位体积所具有的质量。
1.主要仪器设备：
李氏比重瓶，烧杯，小勺，漏斗，天平（称量1kg，感量0.01g）。
2.方法步骤：
（1）试样制备：
将试样研碎，通过900孔/cm2的筛，除去筛余物，放在105～110℃烘箱中烘至恒重，放入干燥器中备用。
（2）在比重瓶中注入水至突颈下部刻线零以上少许，记下初始读数V1。
（3）用天平称取60～90g试样，用小勺和漏斗将试样徐徐送入比重瓶中，直至液面上升至20ml刻度左右。
（4）排除比重瓶中气泡，记下液面刻度V2；称取剩余的试样质量，算出装入比重瓶内的试样质量m（g）。
（5）计算：
密度
（精确至0.01g/cm3）
式中：
m：
装入瓶中试样的质量（g）v：
装入瓶中试样的体积（cm3）
3.记录及结果计算：
试验
次数
装入瓶内试样质量（g）
试样体积（cm3）
密度（g/cm3）
初始质量
剩余质量
比重瓶中试样质量
瓶中液面初始读数V1
加试样后液面读数V2
试样体积V2－V1
试验值
平均值
1
2
注：
按规定试验应做两次，两次结果相差不应大于0.02g/㎝3。
二、表观密度试验：
表观密度：
材料在自然状态下（包含内部孔隙）单位体积所具有的质量。
1、主要仪器设备
游标卡尺（精度0.1mm），天平（感重0.1g），烘箱，干燥器。
2、方法步骤
（1）将试样放置在105～110
烘箱中烘至恒重。
（2）用卡尺测量试件尺寸（每边测量三次取平均值），并计算出体积Vo（㎝3）
（3）称取试样质量m（g）。
（4）计算：
表观密度
（计算至小数点后第二位）
式中：
m：
试样质量（g）
v0：
试样体积（㎝3）
3、记录及结果计算：
试件
编号
试件质量（g）
试件尺寸（cm）
试件体积Vo（cm3）
表观密度
长
宽
高
试验值
平均值
1
2
3
注：
按规定试样表观密度取三块试样的算术平均值作为评定结果。
三、孔隙率计算：
孔隙率：
材料中孔隙体积占材料总体积的百分率。
将已经求得的密度
及表观密度
代入下式
孔隙率
=
四、软化系数试验：
软化系数：
材料在饱水状态下的抗压强度与材料干燥状态下的抗压强度之比。
1.主要仪器设备：
游标卡尺（精度0.1mm），烘箱，压力机（600kN）
2.方法步骤：
（1）将一组试样放置在105～110℃烘箱中烘至干燥；另一组试样浸入水中至饱水状态。
（2）用游标卡尺量取各试样受压面积A（mm2）；
（3）将试样放置在压力机上压至破坏，记录破坏荷载P（kN）并计算出各试样抗压强度：
（精确至0.1MPa）；
（4）计算：
软化系数
式中：
：
饱水试件平均抗压强度（MPa）
：
干燥试件平均抗压强度（MPa）
3.记录及结果计算：
试件
状态
试件
编号
试件尺寸
（cm）
受压面积（mm2）
破坏荷载（kN）
抗压强度
（MPa）
长
宽
试验值
平均值
干燥试样
1
2
3
4
5
饱水试样
1
2
3
4
5
软化系数K=
试验作业题：
（1）为什么测试材料密度时试样要磨成细粉？
（2）从材料的构造说明材料的密度和表观密度的区别？
（3）软化系数反应材料的何种性能？
它有何实用意义？
试验二普通砖试验
试验日期：
试验人：
同组人姓名：
组号：
试验目的：
测定砖的抗压强度，评定砖的强度等级。
预习思考题：
普通粘土砖的强度等级如何确定？
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T5101—1998；GB/T2542—92
1．主要仪器设备：
压力机（600kN），切砖器，量尺，镘刀
2．方法步骤：
（1）试件制备：
将一组（10块）砖样切成两个半截砖，以断口相反方向叠放，叠合部分不得小于100mm，两半截砖中间用水泥净浆粘结，上下两面用水泥浆抹平；并将加工好的试件置于不低于10℃的不通风室内养护3天。
（2）测量各试件的受压面积（叠合面积）A（mm2）精确至1mm2。
（3）将试件放置在压力机上压至破坏，记录最大破坏荷载P（kN）并计算出各试件抗压强度：
（精确至0.01MPa）。
（4）计算：
①平均抗压强度
（精确至0.1MPa）
②强度标准值
（精确至0.01MPa）
式中：
③变异系数
（精确至0.01）
3．记录及结果计算：
试件
编号
试件尺寸（mm）
受压面积（mm2）
破坏荷载
（kN）
抗压强度（MPa）
强度
标准值（MPa）
变异系数
长
宽
试验值
平均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4．结论：
该粘土砖强度等级为：
。
试验作业题：
粘土砖分为哪几个强度等级，强度等级为MU10的强度指标如何规定？
试验三水泥试验
试验日期：
试验人：
同组人姓名：
组号：
试验目的：
根据国家有关规范，对水泥的主要物理及力学性能进行检测。
预习思考题：
国家标准规定需检验的水泥物理性能共有哪几项？
它们各自的工程意义如何？
一、水泥细度测定：
（负压筛法）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB1345—91进行，试验方法有：
水筛法，负压筛法，手工干筛法，本次试验采用负压筛法。
1．主要仪器设备：
负压筛析仪，负压筛（0.080mm方孔筛），天平（精度0.05g）
2．方法步骤：
（1）试样制备，将水泥试样烘干并通过0.9mm方孔筛，记录筛余物情况。
（2）称取烘干水泥试样25g；
（3）接通电源，调节负压筛析仪负压至4000～6000Pa；
（4）将水泥试样倒入负压筛中，连续筛析2min，筛毕，用天平称取筛余试样质量Rs（g）（精确至0.1g）
（5）计算：
水泥试样筛余百分数：
（精确至0.1%）
3．记录及结果计算：
烘干水泥试样质量
（g）
水泥筛余试样质量
（g）
水泥试样筛余百分数（细度）（%）
二、水泥标准稠度用水量测定（标准法）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346—2001进行。
1．主要仪器设备
水泥净浆搅拌机；维卡仪；天平（称量1000g，精度0.1g）；塑料盘；刮刀；量筒
2．方法步骤：
（1）称取水泥500g。
（2）用湿布擦试搅拌锅和搅拌叶片，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5s～10s内小心将称好的500g水泥加入搅拌锅内。
慢速搅拌120s停拌15s接着快速搅拌120s后停机。
（3）将水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，抹平。
（4）将试模和底板移到维卡仪上进行测试，记录试杆距底板之间的距离。
（5）调整用水量。
以试杆距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆，其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。
3．记录及结果计算：
试验次数
用水量（mL）
试杆距底板距离（mm）
标准稠度用水量（%）
1
2
3
4
5
6
三、水泥凝结时间测定：
【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346-2001进行。
1.主要仪器设备：
水泥净浆搅拌机，水泥凝结时间测定仪，天平（称量1000g，精度0.1g），塑料盘，刮刀，量筒，圆模。
2．方法步骤：
（1）采用标准稠度用水量，按测定标准稠度用水量的方法，拌制水泥浆。
（2）将拌制的水泥浆一次装入圆模内，振动数次后刮平，然后放入养护箱内。
（3）测定时，从养护箱中取出圆模放到凝结时间测定仪下进行测试。
（4）由加水时起，至试针沉入净浆中距底板4mm±1mm时，所需时间为初凝时间。
（5）安装上终凝针，将试模连同浆体翻转180°进行测试。
自加水时起，至试针沉入净浆中0.5mm时，所需时间为终凝时间。
3．记录及结果计算：
试验次数
加水时间
初凝时间
终凝时间
1
2
注：
水泥到达初凝或终凝状态时，应立即重复测一次，当两次结论相同时，才能确定为达到初凝或终凝状态。
四、水泥安定性试验
【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346—2001进行，测定方法有标准法和代用法，有争议时以标准法为准。
本次试验采用标准法（雷氏法）。
1．主要仪器设备：
水泥净浆搅拌机，天平（称量2kg，精度0.2g），雷氏夹测定仪，雷氏夹，沸煮箱。
2．方法步骤：
（1）采用标准稠度用水量，按测定标准稠度用水量的方法，拌制水泥浆。
（2）将拌制好的水泥净浆装满雷氏夹，抹平后盖上涂油的玻璃板，接着将试件放入湿汽养护箱内养护24±2h。
（3）先测量指针尖端距离A，精确至0.5mm，再将养护好的试件放在沸煮箱的水中篦板上，然后在30±5min内加热至沸，并恒沸180min±5min。
（4）沸煮结束，从沸煮箱中取出试件，测量试件指针尖端距离C，精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离（C—A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格，否则为不合格。
3．记录及结果计算：
试件
编号
沸煮前试件指针尖
端距离A（mm）
沸煮后试件指针尖
端距离C（mm）
煮后增加距离
（C-A）（mm）
（C-A）
平均值
结论
1
2
五、水泥胶砂强度检验
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T17671—1999进行
1．主要仪器设备：
水泥胶砂搅拌机，天平（称量2000g，0.2g），水泥胶砂振实台，试模，模套，播料器，金属刮平尺，量筒，压力机（600kN），水泥胶砂电动抗折机。
2．方法步骤：
（1）试件成型：
a．称取水泥450g，标准砂1350g，水225ml。
b．把水加入锅里，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。
然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。
当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。
把机器转至高速再拌30s，停拌90s，再高速搅拌60s，停机。
c．将空试模和模套固定在振实台上，将胶砂分二层装入试模（装第一层时，每个槽里约放300g胶砂），用大播料器播平，接着振实60次。
再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。
取下试模，用金属直尺刮平，给试件编号，养护。
d．记录：
成型日期
年月日
材料用量（g）
水泥
标准砂
水
水灰比
（2）强度测定：
a．取出一组三条试件分别放在水泥抗折机上进行抗折强度试验，记录其破坏荷载Ff（N）
b．将折断后试件（六块）分别放在压力机上进行抗压强度试验，记录破坏荷载Fc（N）
c．计算：
抗折强度：
（精确至0.1MPa）
式中：
Ff：
破坏荷载（N）
L：
跨距（100mm）
b、h：
试件宽和高，均为40mm
抗压强度：
（精确至0.1MPa）
式中：
Fc：
破坏荷载（N）
A：
受压面积，即：
40×40=1600mm2
d．记录及结果计算：
Ⅰ.水泥试件抗折强度试验：
试验日期
年月日
试件龄期
天
抗折强度
试件
编号
破坏荷载
（N）
抗折强度（MPa）
备注
试验值
评定值
1
2
3
Ⅱ.水泥试件抗压强度试验：
试件
编号
受压面积
（mm2）
破坏荷载
（kN）
抗压强度（MPa）
备注
试验值
评定值
1
2
3
4
5
6
注：
1.抗折强度评定值：
①以三块试件平均值作为评定值。
②当三个强度值中有一个超过平均值的±10%时，应予剔除，取其余两个数值的平均值作为评定值。
③如有两个超过平均值的±10%时，应重做试验。
2．抗压强度评定值：
①以六块试件抗压强度测定值的算术平均值作为评定值。
②如果六个测定值中有一个超出平均值的±10%，应予剔除，取其余五个的平均值作为评定值。
③如果五个测定值中再有超过它们平均值±10%的，则此组结果作废。
六、结论：
。
试验作业题：
如何确定水泥强度等级？
影响水泥强度发展的主要因素有哪些？
试验四混凝土用砂石试验
试验日期：
试验人：
同组人姓名：
组号：
试验目的：
测定砂、石材料视密度、堆积密度、筛分等物理性能，判断砂、石颗粒级配是否合格，为混凝土配合比设计提供依据。
预习思考题：
（1）如何计算砂的分计筛余百分率、累计筛余百分率、细度模数？
（2）砂的整体粗细和石子的整体粗细各用什么来表示？
一、砂的筛分析试验：
（摇筛机筛分）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14684—2001进行，方法有：
摇筛机筛分和手工筛分，本试验采用摇筛机筛分。
、
1．主要仪器设备：
摇筛机，标准套筛，天平（称量1kg，感量1g），烘箱，塑料盘，毛刷。
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将砂样通过9.75mm筛，放在105±5℃的烘箱中烘至恒重，冷却备用。
（2）将标准套筛清理干净并按筛孔大小顺序排列好，加底盘。
（3）称取砂样mo=500g，置于套筛最上一只筛（4.75mm）上，加盖后，摇筛机上摇筛10min。
（4）取下套筛，按孔径大小顺序逐个手筛，至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%。
（5）分别称量各筛筛余试样质量，mi
（6）计算分计筛余百分率ai和累计筛余百分率Ai
（7）根据累计筛余百分率Ai计算砂的细度模数Mx
（8）确定砂的粗细程度，判断砂的级配是否合格。
3．记录及结果计算：
砂样质量（g）
筛孔尺寸
（mm）
筛余量
（g）
分计筛余
（%）
累计筛余
（%）
mo=500
4.75
m1=
a1=
A2=
2.36
m2=
a2=
A2=
1.18
m3=
a3=
A3=
0.6
m4=
a4=
A4=
0.3
M5=
a5=
A5=
0.15
M6=
a6=
A6=
＜0.15
M7=
细度模数Mx
注：
≤500×1%=5
注：
筛分试验应采用两个试样进行，取两次算术平均值作为测定结果。
两次所得细度模数之差大于0.2的应重新进行试验。
4．结论：
该砂属于砂；级配
二、砂的视密度试验：
（广口瓶法）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14684—2001进行；方法有比重瓶法和广口瓶法，本次试验采用广口瓶法。
1．主要仪器设备：
天平（称量2kg，感量0.2g），容量瓶（500ml），塑料盘，玻璃片，抹布，小勺，烘箱。
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将试样在105±5℃的温度下烘至恒重，冷却备用。
（2）称取烘干砂样m1=300g
（3）称取m2=试样+水+瓶+玻璃片（g）
（4）称取m3=水+瓶+玻璃片（g）
（5）计算砂样视密度：
（精确至0.01）
3．记录及结果计算
试验
次数
干砂样质量
m1（g）
试样，水，瓶，玻片
质量m2（g）
水，瓶，玻片
质量m3（g）
视密度
（g/cm3）
试验值
平均值
1
300
2
注：
以两次试验结果的平均值作为测定结果。
如两次结果的差大于0.02g/cm3时，应重新取样进行试验。
三、砂的堆积密度试验：
（松堆积密度）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14684—2001进行；堆积密度分紧堆积密度和松堆积密度，本次试验测定松堆积密度。
1．主要仪器设备：
天平（称量5kg，感量1g），容量筒，直尺，小铲，烘箱
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将砂样放在105±5℃烘箱中烘至恒重，冷却备用。
（2）记录容量筒的体积
（L）；质量m1（g）。
（3）使铲口距筒口5cm高度将砂样自由落体地流入容量筒中直至流满并超出筒口，用直尺在容量筒中心沿筒口向两个相反方向将砂样刮平。
（4）称取容量筒和砂样总质量m2（g）
（5）计算松堆积密度
（精确至10kg/m3）
3．记录及结果计算：
试验
次数
容量筒体积
容量筒质量
m1（g）
容量筒，砂样
总质量m2（g）
砂样质量
（g）
松堆积密度（kg/m3）
试验值
平均值
1
2
注：
以两次试验结果的算术平均值作为测定值。
四、砂的空隙率计算：
=
五、石子筛分析试验
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14685-2001进行。
1．主要仪器设备：
石子标准套筛、天平、磅秤。
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将试样烘干或风干。
（2）根据石子最大粒径，称取试样质量mo（g）。
（3）将试样依筛孔大小顺序过筛，直至每分钟通过量不超过试样总质量的0.1%时为止。
（4）称取各筛筛余试样的质量mi（g）。
（5）计算分计筛余百分率和累计筛余百分率。
（6）根据累计筛余百分率，绘制试样的颗粒级配曲线，与国标规定的曲线相比较评定该试样的颗粒级配是否合格。
3．记录及结果计算：
石子试样质量
（g）
筛孔尺寸
（mm）
筛余量
（g）
分计筛余
（%）
累计筛余
（%）
4．结论：
该石子最大粒径为，石子级配情况
六、石子视密度试验（广口瓶法）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14685-2001进行，试验方法有：
广口瓶法，吊篮称重法，本次试验采用广口瓶法。
1．主要仪器设备：
天平（称量5kg，感量5g），广口瓶（1000ml），玻璃片，烘箱，铁盘。
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将试样筛去5mm以下颗粒，洗刷干净，浸水饱和后备用。
（2）将浸水饱和试样大约1000g，轻轻置于广口瓶中，加水盖上玻璃片，称量m1=试样+水+瓶+玻璃片（g）
（3）将试样从瓶中倒出，放入105±5℃烘箱中，烘至恒重，称量m（g）
（4）将瓶洗净，注入水，盖上玻璃片，称量m2=水+瓶+玻璃片（g）
（5）计算试样视密度：
（精确至0.01）
3．记录及结果计算：
试验
次数
试样质量
m（g）
试样，水，瓶，玻璃片
质量m1（g）
水，瓶，玻璃片
质量m2（g）
视密度（g/cm3）
试验值
平均值
1
2
注：
以两次试验结果算术平均值作为测定值，如两次结果之差大于0.02g/cm3，应重新取样进行试验。
七、石子堆积密度试验：
（松堆积密度）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T14685—2001进行；堆积密度分松堆积密度和紧堆积密度。
本次试验测定松堆积密度。
1．主要仪器设备：
磅秤（称量50kg；感量50g），容量筒，铁铲，烘箱。
2．方法步骤：
（1）试样制备：
将试样烘干或风干。
（2）根据石子的最大粒径选择容量筒的容积。
（3）记录容量筒的体积
和质量m1（g）。
（4）称量试样和容量筒总质量m2（g）。
（5）计算松堆积密度：
（精确至0.01）
3．记录及结果计算：
试验
次数
容量筒体积
容量筒质量
m1（g）
容量筒，试样
总质量m2（g）
石子试样质量
m（g）
松堆积密度（kg/m3）
试验值
平均值
1
2
注：
以两次试验结果的算术平均值作为测定值。
八、石子的空隙率计算：
=
试验作业题：
有砂样500g，经筛分试验后，结果如下表，试计算分计筛余、累计筛余和细度模数。
筛孔尺寸（mm）
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
＜0.15
合计
筛余量（g）
20
64
85
96
115
100
20
500
分计筛余（%）
累计筛余（%）
细度模数
试验五水泥混凝土试验
试验日期：
试验人：
同组人姓名：
组号：
试验目的：
通过试验，加深理解砼拌和物和易性概念，掌握砼拌和物坍落度的调整方法和砼抗压强度的测定方法。
预习思考题：
（1）混凝土拌和物和易性包括哪些内容？
（2）何谓混凝土强度等级？
一、普通混凝土拌和方法：
（人工拌和）
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T50080—2002进行，拌和的方法有：
机械搅拌和人工拌和。
本次试验采用人工拌和。
1．主要仪器设备：
磅秤（称量50kg，感量50g），量筒，拌板，拌铲，抹布
2．方法步骤：
（1）计算混凝土初步配合比：
C∶S∶G∶W=
混凝土设计强度等级
坍落度
材料名称
水泥
砂
石子
水
每m3砼材料用量
（kg）
12升砼材料用量
（kg）
注：
各材料以全干状态为准。
（2）将拌板和拌铲用湿抹布湿润。
（3）投料顺序：
砂水泥石子一半水剩余水，直至拌匀。
二、普通混凝土拌和物和易性测定：
【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T50080-2002进行。
1．主要仪器设备：
坍落度筒，漏斗，捣棒，铁铲，直尺，抹布。
2．方法步骤：
（1）拌和物坍落度测定：
a.用湿布湿润坍落度筒和漏斗。
b.将砼拌和物分三层（每层约
高度）装入坍落度筒中，每装一层用捣棒沿螺旋线由边缘渐向中心插捣25次。
c.将坍落度筒表面砼刮平；把坍落度筒在5～10s内平稳地垂直向上提起。
d.量取拌和物的坍落度（mm）。
（2）拌和物保水性测定：
提起坍落度筒后如有较多的水泥稀浆从底部析出，或锥体部分的拌
升级会员 