建筑材料实验指导书0308.docx

建筑材料实验指导书0308.docx

《建筑材料实验指导书0308.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑材料实验指导书0308.docx（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

建筑材料实验指导书0308

建筑材料实验指导书

姜德民编写

北方工业大学建筑学院

2009年3月

目录

学生实验规则……………………………………………………………………3

第一章试验数据统计分析的一般方法………………………………………4　

§1平均值………………………………………………………………4

§2误差计算……………………………………………………………5

§3数值修约规则………………………………………………………6

§4可疑数据的取舍……………………………………………………7

第二章试验操作指导…………………………………………………………8

§1建筑材料基本性质试验指导………………………………………8

§2水泥试验指导………………………………………………………8

§3混疑土用砂、石试验指导…………………………………………10

§4普通混凝土配合比试验指导………………………………………11

§5建筑砂浆的配合比试验指导……………………………………13

第三章部分建筑材料标准………………………………………………16

§1砌体材料……………………………………………………………16

§2水泥命名原则………………………………………………………34

§3硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥……………………………………36　　

§4矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥…40

§5复合硅酸盐水泥……………………………………………………44

§6水泥质量分等原则…………………………………………………47　　

§7道路硅酸盐水泥……………………………………………………49

§8白色硅酸盐水泥……………………………………………………52

§9快硬硅酸盐水泥……………………………………………………53

§10无收缩快硬硅酸盐水泥……………………………………………54

§11磷渣硅酸盐水泥…………………………………………………55　　

§12中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥………………………57

编制说明

为进一步加强学生能力的培养，我们对原《建筑材料实验》的内容和指导方法进行了一些改革，并编写了这本指导书。

本指导书由以下几方面内容组成：

第一部分是试验数据统计分析一般方法的介绍，这些方法是工程技术人员科研和试验工作中经常用到的一些基本方法，学生可以结合建筑材料的实验初步掌握这些方法。

第二部分是试验操作指导，该部分由以下几方面的内容组成：

一是预习思考题，这些思考题都是与实验有关的基本理论和基本概念，要求学生在实验前完成，一方面可以加深对实验内容和要求的理解，另一方面可以更好地掌握一些基本理论和概念。

二是列出实验中的主要注意事项，这些注意事项往往是试验过程中的关键或者被忽略的问题及与安全有关的问题，认真注意这些问题有利于实验的顺利进行及防止安全事故发生。

三是对一部分实验的内容进行了改革。

结合工程实际需要，我们将原水泥实验、混凝土实验，由验证性实验改为综合型实验，建筑砂浆实验也做了较大改进。

混凝土实验和建筑砂浆实验要求每一组独立设计一组指定性能的混凝土和建筑砂浆，所给的原材料条件也完全模拟实际工程中的不同状况，要求学生从设计、计算、试配直至提出配合比通知单。

第三部分的内容是摘编了部分建筑材料的标准，此次编写，取缔一些旧标准，更新了目前最新标准。

供学生在学习实验及以后工作中参考。

学生实验规则

一、学生实验前，必须按实验指导书的要求做好预习，明确实验目的、方法和步骤，做好准备工作，经教师检查后方可进行实验。

迟到者，不得参加实验。

二、学生听从教师指导，严肃认真地进行实验，实事求是地做好实验记录。

实验结束时把实验记录交指导教师审阅签名。

三、实验时不准动用与实验无关的仪器设备，不得动用他组的仪器、工具、元件与材料。

四、实验时要注意安全，严格遵守操作规程进行实验，遇到事故要立即采取安全措施，

并及时向指导教师报告。

五、做完实验必须整理好仪器、设备，清扫实验场所，经教师检查后，方可离开实验室。

六、实验报告必须自己独立完成，不符合要求的实验报告退回重做。

七、因无故旷课、迟到缺做的实验，一律不予补做，成绩为零。

八、实验室内必须保持安静，不准高声喧哗，不准吸烟，不准随地吐痰和乱抛纸屑杂物。

九、爱护仪器、设备和工具。

节约水、电和材料。

因责任事故损坏仪器、设备和工具

者，均应检查其原因，做出书面检查报告，并视具体情节按规定赔偿。

十、凡违反实验室有关规定者，教师将提出批评，必要时令其停做实验。

情节严重者，教师要及时向有关领导报告，以便作出处理。

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。

§1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。

§2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325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

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

§3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

§4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

§1建筑材料基本性质试验指导

（一）预习思考题

1．砖、石等材料作密度试验时，为什么要磨成细粉状，应该磨多细?

2．用李氏瓶测定材料的体积时，应该用什么液体?

3．测定密度时，应控制仪器，液体的温度在什么范围内?

4．测定容重前，为什么要把试样烘干?

一般材料应在什么温度下烘干?

5．什么叫做烘干到恒重?

（二）操作过程

参照《建筑材料》教科书“试验一建筑材料基本性质试验”。

（三）主要注意事项

1．密度试验：

（1）试样烘干到恒重。

（2）试验过程中保持李氏瓶中液体温度恒定。

（3）读液体体积时，读液面下凹部切线对应刻度。

（4）控制向李氏瓶内的下料速度，并及时排除瓶中气泡。

（5）以两次试验结果的平均值作为密度结果。

两次试验结果的差值不得大于0.02g／cm3，否则重做。

2．表现密度试验：

（1）试样烘干至恒重。

（2）计算砖体积时，长、宽、高各方向须量三处取其平均值。

3．吸水率试验：

检查试件是否吸水饱和，两次重量之差不超过1％。

§2水泥试验指导

（一）预习思考题

1．作水泥试验时，试验室的温度和相对湿度，应控制在多少?

2．水泥细度检验有哪三种方法?

使用的筛孔形状？

尺寸？

3．手筛法时，其往复速度为每分钟多少次?

怎样才算干筛完毕?

4．测定水泥的凝结时间和体积安定性时，为何采用标准稠度?

通常硅酸盐水泥的标准稠度值在多大范围内?

5．什么叫水泥安定性?

加水煮沸的作用何在?

6．安定性试饼的尺寸和形状如何?

安定性不合格的的表现如何?

7．硅酸盐水泥胶砂强度测定为什么要使用标准砂?

并与水泥有一定比例?

8．胶砂试件成型后，编号应注意哪些问题?

9．水泥胶砂强度试件如何养护?

10．水泥胶砂抗压与抗折试验的加荷速度如何?

强度试验结果如何计算?

11．测定水泥凝结时间，每次测试后，为什么须放回养护箱?

（二）操作过程

参照《建筑材料》教科书“试验二水泥试验”。

（三）主要注意事项

1．水泥细度检验：

（1）细度筛要保持洁净，定期检查、校正。

（2）水筛时，喷头应防止孔眼堵塞。

（3）干筛时，直至每分钟不超过0.05g时为止。

2．水泥安定性试验

（1）鉴定试饼时，必须十分细致地区别收缩裂缝与膨胀裂缝，前者属于安定性合格。

（2）若用雷氏法时，装模前，将雷氏夹与上下玻璃板表面涂一薄层机油。

3．水泥标准稠度用水量测定

（1）试验前检查稠度测定仪金属棒是否能自由滑动；试锥至试模顶面位置时，指针应对准标尺零点。

（2）水泥拌和前，预先用湿布擦抹拌和用具（搅拌锅和搅拌叶片等）

（3）当试锥下沉小于13mm时，不能用固定水量法，应改为调整水量法。

4．水泥净浆凝结时间的测定

（1）圆模内侧稍涂一层机油，放在玻璃板上。

调整试针接触玻璃板时指针应对准标尺零点。

（2）最初测定时，为防止撞弯试针应用于轻扶试针滑杆，徐徐下降，但测定初疑时刻时仍认自由下落的读数为准。

（3）每次测定不得让试针落入原孔内。

圆模试件不得受振动。

5．水泥胶砂强度试验（新标准ISO法）

（1）试模擦净后，内壁均匀刷一，薄层机油。

且紧密装配、防止漏浆。

（2）搅拌前或更换水泥品种时，搅拌锅，叶片和下料斗等须用湿布擦抹干净。

（3）水泥与标准砂的质量比为1:

3，水灰比为0.5。

（4）向搅拌锅内加料顺序为：

水→水泥→低速搅拌30s→搅拌同时加标准砂→高速搅拌30s→停拌90s→高速搅拌60s。

（5）搅拌后胶砂装入试模（带模套）时分两层装入，装完第一层振实60次，再装第二层再振实60次。

然后移掉模套，用直尺把试模超过部分胶砂刮去，并把试体表面抹平。

（6）把试模放入雾室或湿箱内养护20~24h，取出后脱模。

并用墨汁对试体进行编号和做其它标记。

然后，把做好标记的试件放入20±℃水中养护，等到强度试验龄期时取出进行强度试验。

6．水泥抗折强度试验

（1）测试前擦去试件表面水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面粘着的杂物。

（2）试件放入夹具内，应使侧面与圆柱接触。

（3）试件放入夹具后，调整夹具。

使杠杆在试件折断时尽可能地接近平衡位置。

7．水泥抗压强度试验

（1）试验前应清除试体受压面与压板间的砂粒或杂物。

（2）以试体的侧面作为受压面。

受压面积40×40（mm2）

8．水泥强度等级的评定

将试验计算所得的各标准龄期抗折和抗压强度值，对照国家标准所规定的水泥各龄期强度值，来确定或验证水泥强度等级。

§3混凝土用骨料试验指导

（一）预习思考题

1．砂子表观密度在什么水温下进行测定?

2．如何评定砂的级配与粗细?

3．如果石子级配不合格，应该如何处理?

4．石子的堆积密度如何测定?

5．砂、石空隙率在混凝土中有何意义?

（二）操作过程

参照《建筑材料》教科书“试验三混凝土用骨料试验”。

（三）主要注意事项

1．砂的筛分析试验

（1）筛分前，检查各筛从上到下是否按筛孔大小顺序叠置。

（2）逐个手筛时，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1％为止。

（3）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。

2．石子表现密度试验（简易方法）

（1）装试样时广口瓶应倾斜放置，以免打破广口瓶。

（2）广口瓶注满水，用玻璃片覆盖瓶口后，瓶内不得有气泡。

§4普通混凝土试验指导

（一）预习思考题

1．混凝土拌和物坍落度不符合要求时，应如何调整?

2．从混凝土立方体强度试件的制作，到抗压试验，为什么要规定试件尺寸大小，养护条件（温、湿度）及加荷速度?

3．拌制混凝土时，为什么从加水起，到测定坍落度，全部操作必须在30分钟内完成?

4．为什么将混凝土拌和物装入坍蒋度筒时，必须分三层，每层大致为筒高的l／3，并规定插捣次数和方法?

5．成型混凝土立方体试件时，混凝土拌和物为什么要按一定方法捣实或用振动台振实?

6．混凝土的抗压强度以15×15×15厘米的立方体试件抗压强度为标准，其它尺寸试件测定结果，为什么都应乘以换算系数，换算成边长15cm立方体试件的标准抗压强度?

（二）实验内容

根据建材课程所讲的配合比的方法、原理和计算步骤：

根据砂、石试验所测定的砂、石的表观密度、堆积密度、石子空隙率及下面给出的有关条件设计每m3混凝土的配合比。

然后计算出10L混凝土拌合物所需的各材料用量。

经试配调整后提出配比通知单。

混凝土配比条件及有关数据：

某工程需用钢筋混凝土，采用机械搅拌、振捣，并根据该施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=3.5MPa，根据下面不同条件，确定混凝土计算配合比。

一班：

水泥：

强度等级32.5的矿渣硅酸盐水泥，水泥密度Pc=3.00g／cm3，水泥标号富余系数为1.08；高效减水剂掺量为0.7％，减水率15％。

要求混凝土拌和物坍落度及混凝土强度等级如下：

1组T=20--30mm，C20，不加减水剂

2组T=20--30mm，C20，加减水剂

3组T=40-50mm，C15，不加减水剂

4组T=40--50mm，C15，加减水剂

5组T=60-70mm，C15，不加减水剂

6组T=60-70mm，C15，加减水剂

7组T=80--90mm，C10，不加减水剂

8组T=80-90mm，C20，加减水剂

二班：

水泥：

强度等级42.5的矿渣硅酸盐水泥，水泥密度Pc=3.10g／cm3，水泥标号富余系数为1.06；高效减水剂掺量为0.7％，减水率15％，混凝土坍落度要求及强度等级如下：

1组T=20-30mm，C30，不加减水剂

2组T=20-30mm，C30，加减水剂

3组T=40--50mm，C25，不加减水剂

4组T=40--50mm，C25，加减水剂

5组T=60--70mm，C25，不加减水剂

6组T=60-70mm，C25，加减水剂

7组T=80--90mm，C20，不加减水剂

8组T=80-90mm，C20，加减水剂

三班；水泥：

强度等级42.5的矿渣水泥密度Pc=3．10g／cm3，水泥标号富余系数为1.06；掺用Ⅱ级粉煤灰，粉煤灰密度PF=2.2g／cm3，粉煤灰取代水泥率fc=10％，采用等量取代法或超量取代法（如超量取代，k取1.5）。

混凝土坍落度要求及强度等级如下：

1组T=20-30mmC20，等量取代

2组T=20-30mm，C20，超量取代

3组T=40-50mm，C15，等量取代

4组T=40-50mm，C15，超量取代

5组T=60-70mm，C15，等量取代

6组T=60-70mm，C15，超量取代

7组T=80-90mm，C10，等量取代

6组T=80-90mm，Cio，超量取代

四班：

水泥及粉煤灰各条件与三班相同。

混凝土坍落度要求及强度等级如下：

1组T=20-30mm，C30，等量取代

2组T=20-30mm，C30，超量取代

3组T=40-50mm，C25，等量取代

4组T=40-50mm，C25，超量取代

5组T=60-70mm，C25，等量取代

6组T=60-70mm，C25，超量取代

7组T=80-90mm，C20，等量取代

8组T=80-90mm，C20，超量取代

（三）操作过程

1．根据计算配合比进行初步试配（基准配合比）与调整。

试配与调整方法参看《建筑材料》教材有关章节。

2．根据基准配合比确定设计配合比（试验室配合比）。

混凝土强度以n天抗压强度值推算出28天强试验值。

公式为：

式中：

R28是混凝土28天抗压强度（Mpa）；

Rn是混凝土n（n＞3）天抗压强度（Mpa）。

3．由设计配合确定施工配合比。

已知：

砂含水率1.5％，石子含水率1.2％。

（或通过含水率试验确定）

（四）要求

1．写出详细的计算书

2．写出试配的详细过程（包括原始测定数据）

3．提出配合比通知单

（五）主要注意事项

（1）配料时，要看清秤的刻度，称量准确（尤其是减水剂量）。

（2）人工拌和时，应先湿润拌板和拌铲。

（3）做坍落度前，应湿润坍落度筒、底板、捣棒。

（4）从开始装料到提起坍落度筒整个过程应在150S内完成。

提筒要垂直平稳，应在5~10S内完成。

（5）注模成型前，认真处理试模，将试模内壁均匀涂一薄层矿物油脂或其它脱模剂。

（6）振动时，应防止试模大振动台上自由跳动。

振动时间不能太长或太短。

（7）严格注意养护条件。

（8）试压时，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。

（9）加压时，严格控制加荷速度。

§5建筑砂浆试验指导

（一）预习思考题

1．砂浆的稠度与分层度各代表砂浆的什么性质?

2．砂浆抗压强度试验时，试模为什么采用无底和有底二种不同的试模?

（二）实验内容

各组根据下列的原料，及有关条件分别配制出符合指定要求的建筑砂浆：

砂：

含水率为2％，砂表观密度以砂石试验测定为准；

水泥：

强度等级32.5水泥，堆积密度ρ0’=1280kg／m3

强度等级42.5水泥，堆积密度ρ0’=1300kg／m3

粉煤灰：

堆积密度ρ0’=1150kg／m3

班级

组别

砂浆种类

要求性能

原材料

强度等级

稠度

分层度

一班

1

2

3

4

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

M15

MIO

M7.5

M5.0

80—100

80—100

80—100

80—100

<25

中砂

强度等级32.5水泥

5

6

7

8

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

M1

M7.5

M5.0

M2.5

80—100

80—100

80—100

80—100

<15

中砂

强度等级32.5水泥

粉煤灰

二班

l

2

3

4

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

M15

M10

M7.5

M5.0

60—70

60—70

60—70

60—70

<25

中砂

强度等级32.5水泥

5

6

7

8

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

M10

M7.5

M5.0

M2.5

60—70

60—70

60—70

60—70

<15

中砂

强度等级32.5水泥

粉煤灰

三班

1

2

3

4

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

M15

M10

M7.5

M5.0

40—50

40—50

40—50

40—50

<25

中砂

强度等级32.5水泥

5

6

7

8

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

混合砂浆

M10

M7.5

M5.0

M2.5

40—50

40—50

40—50

40--50

<15

中砂

强度等级32.5水泥

粉煤灰

四斑

1

2

3

4

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

水泥砂浆

M15

M1O

M7