建筑材料实验指导书

建筑材料实验指导书试验一建筑材料的基本性质试验材料的基本性质主要有物理性质、力学性质和耐久性质等。虽然不同的材料由于其组成、结构和构造有所差异以及工程上对其要求不尽相同，而有不同的试验方法和侧重的试验项目，但试验的基本原理是一致的。这里以天然石料的常规试验为例，说明材料的一些基本性质试验的试验原理和方法。本试验内容包括材料的密度、表观密度、吸水率、饱水率、抗压强度以及坚固性等六项基本性质。1.1密度试验1．试验目的材料的密度是指在绝对密实状态下单位体积的质量。利用密度可计算材料的孔隙率和密实度。孔隙率的大小会影响到材料的吸水率、强度、抗冻性及耐久性等。2．主要仪器设备（1）李氏瓶（2）天平（3）筛子（4）鼓风烘箱（5）量筒、干燥器、温度计等。3．试样制备将试样研碎，用筛子除去筛余物，放到105～110℃的烘箱中，烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温。4．试验步骤（1）在李氏瓶中注入与试样不起反应的液体至凸颈下部，记下刻度数0V（cm3）。将李氏瓶放在盛水的容器中，在试验过程中保持水温为20℃。（2）用天平称取60～90g试样，用漏斗和小勺小心地将试样慢慢送到李氏瓶内（不能大量倾倒，防止在李氏瓶喉部发生堵塞），直至液面上升至接近20cm3为止。再称取未注入瓶内剩余试样的质量，计算出送入瓶中试样的质量m（g）。（3）用瓶内的液体将粘附在瓶颈和瓶壁的试样洗入瓶内液体中，转动李氏瓶使液体中的气泡排出，记下液面刻度1V（cm3）。（4）将注入试样后的李氏瓶中的液面读数1V，减去未注入前的读数0V，得到试样的密实体积V（cm3）。5．试验结果计算材料的密度按下式计算（精确至小数后第二位）：Vm式中——材料的密度（g/cm3）；m——装入瓶中试样的质量（g）；V——装入瓶中试样的绝对体积（cm3）。按规定，密度试验用两个试样平行进行，以其计算结果的算术平均值最后结果，但两个结果之差不应超过0.02cm3。1.2表观密度试验1．试验目的材料的表观密度是指在自然状态下单位体积的质量。利用材料的表观密度可以估计材料的强度、吸水性、保温性等，同时可用来计算材料的自然体积或结构物质量。2．主要仪器设备（1）游标卡尺（2）天平（3）鼓风烘箱（4）干燥器、直尺等。3．试验步骤（1）对几何形状规则的材料：将待测材料的试样放入105～110℃的烘箱中烘至恒重，取出置于干燥器中冷却至室温。1）用游标卡尺量出试样尺寸，试样为正方体或平行六面体时，以每边测量上、中、下三次的算术平均值为准，并计算出体积0V；试样为圆柱体时，以两个互相垂直的方向量其直径，各方向上、中、下测量三次，以六次的算术平均值为准确定其直径，并计算出体积0V。2）用天平称量出试样的质量m。3）试验结果计算材料的表观密度按下式计算：00/Vm式中0——材料的表观密度（g/cm3）；m——试样的质量（g）；0V——试样的体积（cm3）。（2）对非规则几何形状的材料（如卵石等）：其自然状态下的体积0V可用排液法测定，在测定前应对其表面封蜡，封闭开口孔后，再用容量瓶或广口瓶进行测试。其余步骤同规则形状试样的测试。1.3堆积密度试验1．试验目的堆积密度是指散粒或粉状材料（如砂、石等）在自然堆积状态下（包括颗粒内部的孔隙及颗粒之间的空隙）单位体积的质量。利用材料的堆积密度可估算散粒材料的堆积体积及质量，同时可考虑材料的运输工具及估计材料的级配情况等。2．主要仪器设备（1）鼓风烘箱（2）容量筒（3）天平（4）标准漏斗、直尺、浅盘、毛刷等。3．试样制备用四分法缩取3L的试样放入浅盘中，将浅盘放入温度为105～110℃的烘箱中烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温，分为两份大致相等的待用。4．试验步骤（1）称取标准容器的质量1m（g）；（2）取试样一份，经过标准漏斗将其徐徐装入标准容器内，待容器顶上形成锥形，用钢尺将多余的材料沿容器口中心线向两个相反方向刮平。（3）称取容器与材料的总质量2m（g）。5．试验结果计算试样的堆积密度可按下式计算（精确至10Kg/m3）：'012'0Vmm式中'0——材料的堆积密度（Kg/m3）；1m——标准容器的质量（Kg）；2m——标准容器和试样总质量（Kg）；'0V——标准容器的容积（m3）。以两次试验结果的算术平均值作为堆积密度测定的结果。试验二水泥试验2.1一般规定1．取样方法：水泥检验应按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。取样应有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位抽取等量样品，总量至少12kg。2．试验条件1）试验室温度为18~22℃，相对湿度大于50%。养护箱的温度为20℃±1℃，相对湿度大于90%。养护池水温20℃±1℃。2）试验用水应是洁净的淡水，有争议时采用蒸馏水。3）水泥试样通过0.9mm方孔筛，记录其筛余物情况。4）试验用材料、仪器、用具的温度与试验室一致。2.2水泥细度测定（筛析法）1．试验目的通过试验来检验水泥的粗细程度，作为评定水泥质量的依据之一；掌握GB/T1345—2005《水泥细度检验方法（80um筛筛析法）》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。2．主要仪器设备（1）试验筛（2）负压筛析仪（3）水筛架和喷头（4）天平4．试验步骤（1）负压筛法。1）筛析试验前，应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000-6000Pa范围内。2）称取试样25g，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，在此期间如有试样附着筛盖上，可轻轻地敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物。3）当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。2．水筛法1）筛析试验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转。喷头底面和筛网之间的距离为35～75㎜。2）称取试样50g，置于洁净的水筛中，立即用洁净的水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为（0.05±0.02）Mpa的喷头连续冲洗3min。3）筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后小心将水倾出，烘干并用天平称量筛余物。5．试验结果计算水泥细度按试样筛余百分数（精确至0.1%）计算。%100WRFs式中F——水泥试样的筛余百分数（%）；sR——水泥筛余物的质量（g）；W——水泥试样的质量（g）。2.3水泥标准稠度用水量试验1．试验目的通过试验测定水泥净浆达到水泥标准稠度（统一规定的浆体可塑性）时的用水量，作为水泥凝结时间、安定性试验用水量之一；掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥标准稠度用水量》的测试方法，正确使用仪器设备，并熟悉其性能。2．主要仪器设备（1）水泥净浆搅拌机（2）标准法维卡仪（3）天平（4）量筒3．试验方法及步骤（1）标准法1）试验前检查仪器金属棒应能自由滑动，搅拌机运转正常等。2）调零点将标准稠度试杆装在金属棒下，调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。3）水泥净浆制备用湿布将搅拌锅和搅拌叶片擦一遍，将拌合用水倒入搅拌锅内，然后在5～10s内小心将称量好的500g水泥试样加入水中（按经验找水）；拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，慢速搅拌120s，停拌15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中，接着快速搅拌120s后停机。4）标准稠度用水量的测定拌和完毕，立即将水泥净浆一次装入已置于玻璃板上的圆模内，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后迅速放到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，让试杆自由沉入净浆中。以试杆沉入净浆并距底板（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的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。升起试杆后立即擦净。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。（2）代用法1）仪器设备检查稠度仪金属滑杆能自由滑动，搅拌机能正常运转等。2）调零点将试锥降至锥模顶面位置时，指针应对准标尺零点。3）水泥净浆制备同标准法。4）标准稠度的测定有调整水量法和固定水量法两种，可选用任一种测定，如有争议时以调整水量法为准。①固定水量法拌和用水量为142.5mL。拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1～2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。在试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度（S）。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。②调整水量法拌和用水量按经验找水。拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1～2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。当试锥下沉深度为（28±2）mm时的净浆为标准稠度净浆，其拌和用水量即为标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。4．试验结果计算（1）标准法以试杆沉入净浆并距底板（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的标准稠度用水量（P），以水泥质量的百分比计，按下式计算。%100水泥用量拌和用水量P（2）代用法1）用固定水量方法测定时，根据测得的试锥下沉深度S（mm），可从仪器上对应标尺读出标准稠度用水量（P）或按下面的经验公式计算其标准稠度用水量（P）（%）。SP185.04.33当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量方法测定。2）用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度为（28±2）mm时的净浆为标准稠度净浆，其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P），以水泥质量百分数计，计算公式同标准法。如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到（28±2）mm为止。2.4水泥凝结时间的测定试验1．试验目的测定水泥达到初凝和终凝所需的时间（凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需时间表示），用以评定水泥的质量。掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥凝结时间》的测试方法，正确使用仪器设备。2．主要仪器设备（1）标准法维卡仪（2）水泥净浆搅拌机（3）湿气养护箱3．试验步骤（1）试验前准备将圆模内侧稍涂上一层机油，放在玻璃板上，调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针应对准标准尺零点。（2）以标准稠度用水量的水，按测标准稠度用水量的方法制成标准稠度水泥净浆后，立即一次装入圆模振动数次刮平，然后放入湿汽养护箱内，记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。（3）试件在湿气养护箱内养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从养护箱中取出圆模放到试针下，使试针与净浆面接触，拧紧螺丝1-2s后突然放松，试针垂直自由沉入净浆，观察试针停止下沉时指针的读数。临近初凝时，每隔5min测定一次，当试针沉至距底板（4±1）mm即为水泥达到初凝状态。从水泥全部加入水中至初凝状态的时间即为水泥的初凝时间，用“min”表示。（4）初凝测出后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板上取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下，放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中养护。（5）取下测初凝时间的试针，换上测终凝时间的试针。（6）临近终凝时间每隔15min测一次，当试针沉入净浆0.5mm时，即环形附件开始不能在净浆表面留下痕迹时，即为水泥的终凝时间。（7）由开始加水至初凝、终凝状态的时间分别为该水泥的初凝时间和终凝时间，用小时（h）和分钟（min）表示。（8）在测定时应注意，最初测定的操作时应轻轻扶持金属棒，使其徐徐下降，防止撞弯试针，但结果以自由下沉为准；在整个测试过程中试针沉入净浆的位置距圆模至少大于10mm；每次测定完毕需将试针擦净并将圆模放入养护箱内，测定过程中要防止圆模受振；每次测量时不能让试针落入原孔，测得结果应以两次都合格为准。4．试验结果的确定与评定（1）自加水起至试针沉入净浆中距底板（4±1）mm时，所需的时间为初凝时间；至试针沉入净浆中