土木工程材料试验指导书.docx

1、土木工程材料试验指导书土木工程材料试验指导书主编：吕智英 林 枫 专业： 班级： 学号： 姓名： 组号： 南阳示范学院土木工程材料实验室2006. 111工程材料试验基本知识11.1材料试验的重要性11.2试验数据的处理与分析 11.2.1数值修约规则21.2.2平均值、标准差、变异系数21.2.3通用计量名词及其定义31.3工程材料技术标准41.3.1技术标准的分类41.3.2技术标准的等级41.3.3技术标准的代号与编号51.4工程材料试验基本技术31.4.1测试技术1.4.2试验条件1.4.3试验报告2工程材料试验守则52.1工程材料试验须知52.2工程材料试验学生守则53工程材料试验方

2、法63.1 土木工程材料基本性质试验63.1.1密度试验63.1.2毛体积密度试验73.1.3吸水率试验73.2水泥103.2.1水泥密度检测103.2.2水泥细度检测113.2.3水泥标准稠度用水量检测133.2.4水泥凝结时间检测143.2.5水泥安定性检测153.2.6水泥胶砂强度检测183.3混凝土骨料233.3.1砂子颗粒级配检测233.3.2砂子表观密度、堆积密度及吸水率检测253.3.3卵石、碎石颗粒级配检测313.3.4卵石、碎石表观密度及吸水率检测323.4混凝土353.4.1混凝土拌合物室内拌合方法353.4.2混凝土坍落度检测363.4.3混凝土拌合物密度检测393.4.

3、4混凝土的成型与养护方法413.4.5混凝土抗压强度检测433.4.6混凝土抗折强度检测443.4.7混凝土劈裂抗拉强度检测463.5砌墙砖强度试验483.5.1检测依据483.5.2仪器设备493.5.3抗压强度试验493.5.4抗折强度试验523.6钢筋533.6.1拉伸试验533.6.2冷弯试验563.7沥青583.7.1沥青针入度检测583.7.2沥青延度检测613.7.3沥青软化点测定（环球法）643.8沥青混合料试验723.8.1沥青混合料制备和试件成型723.8.2沥青混合料物理指标检测763.8.3沥青混合料马歇尔稳定度检测793.9沥青混合料车辙试验85附表：工程材料检测常用

4、标准一览表1161 工程材料试验基本知识1.1 材料试验的重要性质量责任重于泰山。土木工程材料质量的优劣，直接影响建筑物的质量和安全。因此，工程材料性能试验与质量试验，是从源头抓好建设工程质量管理工作，确保建设工程质量和安全的重要保证。为了加强建设工程质量，就要设立各级工程质量，尤其是工程材料质量的试验机构，培养从事工程材料性能和质量检验的专门人才。对高等学校来说，就是加强学生试验技能的培训，使大家毕业后从事材料质量的试验与控制工作，为推进建筑业的发展、提高工程建设质量发挥积极作用，作出突出贡献。随着建筑业的改革与发展，新材料、新技术层出不穷，尤其是我国加入WTO以后，技术标准逐渐与国际标准接

5、轨。国家工程材料试验技术规程、标准、规范进入大范围修订和更新，新方法、新仪器的采用和试验标准的变更，更要求同学们不断学习，更新知识。所以，同学们要在学好理论课的基础上，重视试验理论，搞懂试验原理，学会试验方法，加强动手能力，上好试验课。1.2 试验数据的处理与分析在工程施工中，要对大量的原材料和半成品进行试验，在取得了原始的观测数据之后，为了达到所需要的科学结论，常需要对观测数据进行一系列的分析和处理，最基本的方法是数学处理方法。1.2.1 数值修约规则在材料试验中，各种试验数据应保留的有效位数，在各自的试验标准中均有规定。为了科学地评价数据资料，首先应了解数据修约规则，以便确定测试数据的可靠

6、性与精确性。数据修约时，除另有规定者外，应按着国家标准数值修约规则（GB8170-87）给定的规则进行。 1拟舎弃数字的最左一位数字小于5时，则舎去，即保留的各位数字不变。2拟舎弃数字的最左一位数字大于5时，或者是5，而其后跟有并非全部为0的数字时，则进1，即保留的末位数字加1。3拟舎弃数字的最左一位数字是5，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数则进1，为偶数则舎去。4负数修约时，先将他的绝对值按上述规定进行修约，然后在修约值前面加上负号。1.2.2 平均值、标准差、变异系数进行观测的目的，是要求得某一物理量的真值。但是，真值是无法测定的，所以要设法找出一个可以用来代表真值的最佳值

7、。1平均值将某一未知量x测定n次，其观测值为x1、x2、x3、xn，将他们平均得： 算术平均值是一个经常用到的很重要的数值，当观测数值越多时，他越接近真值。平均值只能用来了解观测值的平均水平，而不能反映其波动情况。2标准差观测值与平均值之差的平方和的平均值称为方差，用符号2表示。方差的平方根称为标准差，用表示： 是表示测量次数n时的标准差，而在实测中只能进行有限次的测量，其标准差可用s表示。即： 标准差是衡量波动性的指标。3变异系数标准差只能反映数值绝对离散的大小，也可以用来说明绝对误差的大小，而实际上更关心其相对误差的大小，即相对离散的程度，这在统计学上用变异系数Cv来表示。计算式为： 如同

8、一规格的材料经过多次试验得出一批数据后，就可通过计算平均值、标准差与变异系数来评定其质量或性能的优劣。1.2.3 通用计量名词及其定义1测量误差：测量结果与被测量真值之差。2测得值：从计量器具直接得出或经过必要计算而得出的量值。3实际值：满足规定准确度的用来代替真值使用的量值。4测量结果：由测量所得的被测量值。5观测误差：在测量过程中由于观测者主观判断所引起的误差。6系统误差：在对同一被测量的多次测量过程中，保持恒定或以可预知方式变化的测量误差的分量。7随机误差：在对同一被测量的多次测量过程中，以不可预见方式变化的测量误差的分量。8绝对误差：测量结果与被测量真值之差。9相对误差：测量的绝对误差

9、与被测量真值之比。10允许误差：技术标准、检定规程等对计量器具所规定的允许误差极限值。1.3 工程材料技术标准技术标准主要是对产品与工程建设的质量、规格及其检验方法等所作的技术规定，是从事生产、建设、科学研究工作与商品流通的一种共同的技术依据。1.3.1 技术标准的分类技术标准通常分为基础标准、产品标准和方法标准。1基础标准：指在一定范围内作为其他标准的基础，并普遍使用的具有广泛指导意义的标准。如水泥命名定义和术语。2产品标准：是衡量产品质量好坏的技术依据。如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。3方法标准：是指以试验、检查、分析、抽样、统计、计算、测定作业等各种方法为对象制定的标准。如水泥胶砂强度检验

10、方法。1.3.2 技术标准的等级根据发布单位与适用范围，建筑材料技术标准分为国家标准、行业标准（含协会标准）、地方标准和企业标准四级。各级标准分别由相应的标准化管理部门批准并颁布，我国国家质量监督检验检疫总局是国家标准化管理的最高机关。国家标准和部门行业标准都是全国通用标准，分为强制性标准和推荐性标准；省、自治区、直辖市有关部门制定的工业产品的安全、卫生要求等地方标准在本行政区域内是强制性标准；企业生产的产品没有国家标准、行业标准和地方标准的，企业应制定相应的企业标准作为组织生产的依据。企业标准由企业组织制定，并报请有关主管部门审查备案。鼓励企业制定各项技术指标均严于国家、行业、地方标准的企业

11、标准在企业内使用。1.3.3 技术标准的代号与编号GB-中华人民共和国国家标准；GBJ-国家工程建设标准；GB/T-中华人民共和国推荐性国家标准；ZB-中华人民共和国专业标准；ZB/T-中华人民共和国推荐性专业标准；JC-中华人民共和国建筑材料工业局行业标准；JG/T-中华人民共和国建设部建筑工程行业推荐性标准；JGJ-中华人民共和国建设部建筑工程行业标准；YB-中华人民共和国冶金工业部行业标准；SL-中华人民共和国水利部行业标准；JTJ-中华人民共和国交通部行业标准；CECS-工程建设标准化协会标准；JJG-国家计量局计量检定规程；DB-地方标准；Q/xxx-xxx企业标准。标准的表示方法，

12、系由标准名称、部门代号、编号和批准年份等组成。1.4 工程材料试验基本技术1.4.1 测试技术（一）取样在进行试验之前，首先要选取试样。试样必须具有代表性，取样原则为随机取样，即在若干堆（捆、包）材料中，对任意堆放材料随机抽取试样。（二）仪器的选择试验仪器设备的精度要与试验规程的要求一致，并且有实际意义。试验需要称量时，称量要有一定的精确度，如试样称量精度要求为0.1g，则应选择感量0.1g的天平。对试验机量程也有选择要求，根据试件破坏荷载的大小，应使指针停在试验机读盘的第二、三象限内为好。（三）试验试验前一般应将取得的试样进行处理、加工或成型，以制备满足试验要求的试样或试件。试验应严格按着试

13、验规程进行。（四）结果计算与评定对各次试验结果，进行数据处理，一般取n次平行试验结果的算术平均值作为试验结果。试验结果应满足精确度与有效数字的要求。试验结果经计算处理后应给予评定，看是否满足标准要求或评定其等级，在某种情况下还应对试验结果进行分析，并得出结论。1.4.2 试验条件同一材料在不同的试验条件下，会得出不同的试验结果，因此要严格控制试验条件，以保证测试结果的可比性。（一）温度实验室的温度对某些试验结果影响很大，如石油沥青的针入度、延度试验，一定要控制在25的恒温水浴中进行。（二）湿度试验时试件的湿度也明显影响试验数据，试件的湿度越大，测得的强度越低。因此，实验室的湿度应控制在规定的范

14、围内。（三）试件的尺寸与受荷面平整度对同一材料，小试件强度比大试件强度高。相同受压面积的试件，高度小的比高度大的试件强度高。因此，试件尺寸要合乎规定。试件受荷面的平整度也影响测试强度，如果试件受荷面粗糙，会引起应力集中，降低试件强度，所以试件表面要找平。（四）加荷速度加荷速度越快，试件的强度越高。因此，对材料的力学性能试验，都有加荷速度的规定。1.4.3 试验报告试验的主要内容，都应在试验报告中反映，报告的形式可以不尽相同，但其内容都应包括：(1) 试验名称、内容；(2) 目的与原理；(3) 试样编号、测试数据与计算结果；(4) 结果评定与分析；(5) 试验条件与日期；(6) 试验、校核、技术

15、负责人。试验报告是经过数据整理、计算、编制的结果，而不是原始记录，也不是实际过程的罗列，经过整理计算后的数据，可用图、表等表示，达到一目了然。为了编写出符合要求的试验报告，在整个试验过程中必须认真做好有关现象、原始数据的纪录，以便于分析、评定测试结果。2 工程材料试验守则2.1 工程材料试验须知2.1.1 试验目的工程材料试验的目的，一方面是为了验证、巩固在课堂上所学到的理论知识；另一方面是熟悉工程材料测试仪器的构造和使用方法，培养学生日后从事工程材料质量试验工作的基本操作技能。2.1.2 试验准备在试验之前，指导老师必须自己先做一遍试验，以便检验试验设备运行状况是否良好，试验原材料是否到位，

16、安全措施、试验环境是否正常。学生必须复习教材中的有关内容，仔细预习试验指导书，明确试验的目的要求、方法步骤和注意事项，以保证按时完成试验教学任务。2.1.3 试验分组试验分小组进行，一个标准班为一个批次，45人为一组，组长负责组织协调工作，办理有关仪器、材料、资料借领和归还手续。每人都要认真仔细地操作，培养独立工作能力和严肃认真的科学态度，同时要发扬互助协作精神。2.1.4 仪器损坏在试验过程中，发现仪器设备有损坏、遗失时，立即报告指导老师；同时要查明原因及责任人，填写损坏事故单，必要时进行赔偿处理。2.1.5 试验结束 试验结束时，应向指导老师出具试验原始记录数据，老师签字后离开实验室。学生

17、在规定的时间内提交书写工整、规范的试验报告，教师在规定的时间内评判试验报告，考核学生试验课成绩。2.2 工程材料试验学生守则为保证试验教学工作的顺利开展，要求广大同学严格执行学生试验守则，具体规定如下：1.实验室是进行科学试验的重要场所，进入实验室必须遵守各项规则制度，保持室内整洁、肃静和优良的试验环境。2.要到指定的房间进行试验，不得进入与本次试验无关的房间，不得乱动仪器设备（特别是电器开关），以免发生人身伤害和损坏仪器设备。3.试验前必须预习试验指导书和与试验相关的国家标准和试验规程，了解有关仪器设备的性能及使用方法，要做到原理清楚、方法正确、操作规范。4.要爱护仪器设备，遵守操作规程，注

18、意人身及设备的安全。操作过程中发生故障要及时报告指导老师。因违反操作规程而引起的一切后果自负。5.要以严肃的态度、严谨的作风、严密的方法进行试验。各试验小组所用的仪器设备、用具及试验台不得随意交换。试验结束后，应将所有的仪器设备整理清点，并经指导教师验收签字后方可离开。如有损坏仪器设备者要依据学院有关规定进行处理。6.试验期间严禁抽烟、嬉笑打闹和使用通讯工具，否则指导老师和实验室管理人员有权停止其进行试验。情节严重者要交其所在系进行处理。7.在完成好教学大纲规定的试验任务后，实验室继续向广大同学开放，欢迎大家参与科研工作，为今后进行科技创新培养基本的试验研究技能。3 工程材料试验方法3.1 土

19、木工程材料基本性质试验3.1.1密度试验（一）试验依据本方法依据GB/T20894 水泥密度测定方法进行检测。（二）主要仪器设备李氏瓶(见图1)、量筒、烘箱、干燥器、天平、温度计、漏斗、小勺等。（三） 试样制备将试样（如砖块）研碎，全部通过筛子，如为粉末可直接测试。在不超过110的烘箱中烘至恒重，取出在干燥器中冷却至室温备用。（四） 试验步骤1）将水或煤油注入李氏瓶至突颈下部，再将李氏瓶放入20水浴中恒温，读取水或煤油液面刻度值V1。2）用天平称取试样6090g试样，用小勺和漏斗小心地将试样徐徐装入李氏瓶中；在装样时，应避免在突颈处形成气泡阻碍试样下落。当液面升至20cm3刻度附近时，停止装入

20、试样，并称量剩下试样，计算装入试样的质量。3)轻轻摇动李氏瓶使液体中的气泡排出，再放入20水浴中恒温，恒温后读取装入试样后的水或煤油液面刻度值V2(单位：cm3)。（五）试验结果按下式计算出密度(精确至0.01g/cm3)：密度试验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果，但两个结果之差不应超过0.02g/cm3否则重新取样进行试验。3.1.2毛体积密度试验（一） 主要仪器烘箱、天平、游标卡尺、直尺、试件加工设备等。（二）试验步骤1）将试件加工成规则的几何形状，放入（1055)的烘箱中烘至恒重，取出冷却至室温称其质量m（g）。2）测量试件的外形尺寸（每一尺寸测3次，取平均值），计算

21、出表观体积V0(cm3)。（三）试验结果按下式计算出毛体积密度0对于组织均匀的石料以3个试件的平均值为最后结果，计算精确至10kg/m3。3.1.3吸水率试验（一）主要仪器烘箱、天平（称量1000g，感量0.1g）、容器等。（二）试验步骤1）将试件清洗干净放入（1055)的烘箱中烘至恒重，称其质量m（g）。2) 将试件放入容器底部蓖板上，注满水煮沸3h，然后放在流水中冷却至室温或在水中浸泡24h，取出试件，用湿毛巾将试件表面的水分擦去，称其质量m1(g)。（三） 试验结果计算吸水率W（精确至01%）式中 -质量吸水率，%；-体积吸水率，%；m-试件烘干质量，g；m1-试件吸水饱和质量，g；-试

22、件的毛体积密度，g/cm3。含水率以3个试件的算术平均值为测定结果。3.2 水泥3.2.1水泥密度试验（一）试验依据本方法依据GB/T20894 水泥密度测定方法进行检测。（二）主要仪器设备李氏瓶(见图1)、量筒、烘箱、干燥器、天平、温度计、漏斗、小勺等。图1 李氏瓶（三）试验步骤1)在李氏瓶中注人与试样不起反应的液体至突颈下部，记下刻度，将李氏瓶放在盛水的容器中，在试验过程中保持水温(200.5)，恒温30min。2)用天平称取试样60g，用小勺和漏斗小心地将试样徐徐送人李氏瓶中；要防止在李氏瓶喉部发生堵塞，直至液面上升至20ml为止，再称剩下的试样，计算出装入瓶内的试样质量m(单位：g)。

23、3)轻轻摇动李氏瓶使液体中的气泡排出，记下液面刻度，根据前后两次液面读数，计算出液面上升的体积，即为瓶内试样的绝对体积V(单位：cm3)。（四）试验结果按下式计算出密度(精确至0.01g/cm3)：密度试验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果，但两个结果之差不应超过0.02g/cm3。3.2.2 水泥细度试验(0.08mm筛筛析法)（一）试验依据本方法依据GBl3451991水泥细度检验方法，水泥细度的测定方法有：负压筛法、水筛法及干筛法。水泥细度以0.08mm方孔筛上筛余物的质量占试样原始质量的百分数表示，并以一次的测定值作为试验结果。当试验结果发生争议时，以负压筛法为准。为

24、使试验结果可比，应采用试验筛修正系数方法修正计算结果。（二）负压筛法1)主要仪器设备(1)负压筛析仪：由筛座、负压筛、负压源及吸尘器组成。(2)天平：最大称量为100g，感量0.05g。2)试验步骤及试验结果(1)筛析试验前，将负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至46kPa范围内。(2)称取试样25g(精确至0.05g)，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，筛析期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。(3)用天平称量筛余物(精确至0.05g)，其数值乘4即为筛余百分数，结果精确至0.1%。（三）水筛法1)主要仪器设备(1)水筛

25、：采用方孔边长为0.08mm的铜丝网筛布。(2)筛座：用天支撑筛于，并能带动筛子转动，转速为50r/mm。(3)喷头：直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.50.7mm，喷头底面和筛布之间的距离为3575mm。2)试验步骤及试验结果(1)称取试样50g（精确至0.05g)，倒人筛内，立即用洁净水冲洗至大部分细粉通过筛孔，再将筛子置于筛座上，用水压为(0.050.02)MPa的喷头连续冲洗3min。(2)筛毕取下，将剩余物冲到一边，用少量水把筛余物全部移至蒸发皿(或烘样盘)，待沉淀后，将水倒出，烘至恒重，称量，精确至0.05g，以其数值乘2，即为筛余百分数(精确至0.1%)。（四）干筛法1

26、)主要仪器设备水泥标准筛，采用方孔边长为0.08mm的铜丝网筛布。筛框有效直径15mm，高50mm，筛布应紧绷在筛框上，接缝必须严密，并附有筛盖。2)试验步骤与试验结果称取试样50g（精确至0.05g）倒人筛内，用人工或机械筛动。将近筛完时，必须一手执筛往复摇动，一手拍打，摇动速度约120次/min。其间，筛子应向一定方向旋转数次，使试样分散在筛布上，直至每分钟通过不超过0.05g时为止，称其筛余物，精确至0.05g，以其克数乘2即为筛余百分数（精确至0.1%）。3.2.3 水泥标准稠度用水量试验（一）试验依据按GB/Tl346-2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法，标准稠度用水量有调整水量法和固定水量法两种测定方法。当发生争议时，以调整水量法为准。（二）主要仪器设备1)水