力学实训教师指导手册

《力学实训》教师指导手册项目名称：适用专业：实训学时：指导教师：二O一三年二月《力学实训》教师指导手册1．实训项目概况实训项目名称：混凝土、砂浆、建筑钢材、墙体材料力学性质实训适用专业：建筑工程技术、建筑工程管理、建筑工程造价、建筑装饰材料及检测实训学时：30学时2．实训教学目标（1）能力培养任务：1认识混凝土、砂浆、建筑钢材、墙体材料的种类；2正确使用300kN万能试验机、1000kN万能试验机、2000kN压力试验机、反复弯曲试验机、300kN压力试验机等仪器设备；3能够根据试验数据进行数据分析，进行材料质量评定；4能根据已有的材料配制合理的混凝土、砂浆。（2）知识培养任务1掌握混凝土、砂浆、建筑钢材、墙体材料的品种和规格；2掌握混凝土、砂浆、建筑钢材、墙体材料的基本性质；3会根据工程条件合理选择混凝土、砂浆、建筑钢材、墙体材料；4掌握混凝土、砂浆的配制方法。（3）素质培养任务•1培养学生良好的职业习惯和职业道德；•2提高学生的动手操作能力和分析问题的能力；•3让学生学会分工和合作，积极参与，激发学生的学习热情与兴趣。3．实训主要任务及内容1混凝土基本性能试验：混凝土坍落度试验、混凝土表观密度试验、混凝土抗压强度试验、混凝土配合比试配与调整试验；2砂浆基本性能试验：砂浆稠度试验、砂浆分层度试验、砂浆抗压强度试验、砂浆配合比试配与调整试验；3建筑钢材力学性能试验：建筑钢材的抗拉强度、屈服强度试验、建筑钢材的冷弯试验；4墙体材料力学性能试验：砖、砌块的抗压强度试验、砖的抗折强度试验。4．实训主要过程教学组织方式：在整个教学过程中，教师作为组织者和指导者，教师讲解本实训室的安全操作规程及注意事项，由教师示范操作并讲解实训室内仪器设备的正确使用方法，学生在教师的指导下完成项目任务。实训过程：一普通混凝土基本性质试验（一）普通混凝土拌合物实验室拌和方法1．试验目的学会混凝土拌合物的拌制方法，为测试和调整混凝土的性能，进行混凝土配合比设计打下基础。2．主要仪器设备（1）混凝土搅拌机（2）磅秤（3）天平（4）拌和钢板等。3．拌和方法按所选混凝土配合比备料。拌和间温度为（20±5）℃。（1）人工拌和法1）干拌将拌和钢板与拌铲用湿布润湿后，将砂平摊在拌和板上，再倒入水泥，用拌铲自拌和板一端翻拌至另一端，如此反复，直至拌匀；加入石子，继续翻拌至均匀为止。2）湿拌在混合均匀的干拌和物中间作一凹槽，倒入已称量好的水（约一半），翻拌数次，并徐徐加入剩下的水，继续翻拌，直至均匀。3）拌和时间控制拌和从加水时算起，应在10min内完成。（2）机械拌和法1）预拌拌前先对混凝土搅拌机挂浆，即用按配合比要求的水泥、砂、水及少量石子，在搅拌机中搅拌（涮膛），然后倒出多余砂浆。其目的是防止正式拌和时水泥浆挂失影响到混凝土的配合比。2）拌和向搅拌机内依次加入石子、水泥、砂子，开动搅拌机搅动2～3min。3）将拌和物从搅拌机中卸出，倒在拌和钢板上，人工拌和1～2min。（二）普通混凝土拌合物工作性（和易性）试验———混凝土的坍落度试验1．试验目的通过测定骨料最大粒径不大于37.5mm、坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌合物坍落度，同时评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，为混凝土配合比设计、混凝土拌合物质量评定提供依据；掌握GB/T50080—2002《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》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）坍落度筒（2）捣棒（3）直尺、小铲、漏斗等。3．试验步骤（1）每次测定前，用湿布湿润坍落度筒、拌和钢板及其他用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩住2个脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。（2）取拌好的混凝土拌和物15L，用小铲分3层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒沿螺旋方向在截面上由外向中心均匀插捣25次。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口，插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时加料，顶层插捣完毕后，刮去多余混凝土，并用镘刀抹平。（3）清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5～10s内完成。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应150s内完成。4．试验结果确定与处理（1）提起坍落度筒后，立即量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌和物的坍落度值。混凝土拌和物坍落度以mm为单位，结果精确至1mm。（2）坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样再测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌和物和易性不好，应予记录备查。（3）观察坍落后的混凝土试体的粘聚性和保水性。粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度来评定。如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌和物保水性良好；坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出且锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌和物的保水性能不好。（4）和易性的调整1）当坍落度低于设计要求时，可在保持水灰比不变的前提下，适当增加水泥浆量。2）当坍落度高于设计要求时，可在保持砂率不变的条件下，增加集料的用量。3）当出现含砂量不足，粘聚性、保水性不良时，可适当增加砂率，反之减小砂率。（三）普通混凝土拌合物的表观密度试验1．试验目的测定混凝土拌和物捣实后的单位体积重量（即表观密度），以提供核实混凝土配合比计算中的材料用量之用。掌握《普通混凝土拌和物性能试验方法》GB/T50080—2002，正确使用仪器设备。2．主要仪器设备（2）台秤（3）振动台（4）捣棒等。3．试验步骤（1）用湿布把容量筒内外擦干净，称出其重量，精确至50g；（2）混凝土的装料及捣实方法应视拌和物的稠度而定。一般来说。坍落度不大于70mm的混凝土，用振动台振实为宜；大于70mm的用捣棒捣实为宜。（3）用刮刀将筒口多余的混凝土拌和物刮去，表面如有凹陷应予填平。将容量筒外壁擦净，称出混凝土与容量筒总重，精确至50g。4．试验结果计算混凝土拌和物的表观密度按下式计算，精确至kg/m3。100012Vmmh式中h——混凝土的表观密度，kg/m3；1m——容量筒的质量，kg；2m——容量筒和试样总质量，kg；V——容量筒的容积，L。（四）普通混凝土立方体抗压强度试验1．试验目的掌握GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验标准》及GBJ107—87《混凝土强度检验评定标准》，根据检验结果确定、校核配合比，并为控制施工质量提供依据。2．主要仪器设备（1）压力试验机（2）混凝土搅拌机（3）振动台（4）试模（5）养护室（6）捣棒、金属直尺等。3．试件制作（1）制作试件前应检查试模，拧紧螺栓并清刷干净，在其内壁涂上一薄层矿物油脂。一般以3个试件为一组。（2）试件的成型方法应根据混凝土拌和物的稠度来确定。1）坍落度大于70mm的混凝土拌和物采用人工捣实成型。将搅拌好的混凝土拌和物分两层装入试模，每层装料的厚度大约相同。插捣时用钢制捣棒按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。插捣底层时，捣棒应达到试模底面；插捣上层时，捣棒应贯穿下层深度约20～30mm。并用镘刀沿试模内侧插捣数次。每层的插捣次数应根据试件的截面而定，一般为每100cm2截面积不应少于12次。捣实后，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。2）坍落度小于70mm的混凝土拌和物采用振动台成型。将搅拌好的混凝土拌和物一次装入试模，装料时用镘刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌和物稍有富裕，然后将试模放到振动台上，振动时应防止试模在振动台上自由跳动，直至混凝土表面出浆为止，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。4．试件养护（1）采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，以防止水分蒸发，并在温度（20±5）℃下静置一昼夜至两昼夜，然后拆模编号。再将拆模后的试件立即放在温度为（20±3）℃、湿度为90%以上的标准养护室的架子上养护，彼此相隔10～20mm。（2）无标准养护室时，混凝土试件可放在温度为（20±3）℃的不流动水中养护，水的pH值不应小于7。（3）与构件同条件养护的试件成型后，应覆盖表面，试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后试件仍需保持同条件养护。5．试验步骤（1）试件从养护地点取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著变化。（2）先将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确到1mm，并据此计算试件的承压面积。（3）将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准。开动试验机，当上板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。（4）混凝土试件的试验应连续而均匀地加荷，混凝土强度等级低于C30时，其加荷速度为0.3～0.5MPa/s；若混凝土强度等级高于或等于C30时，则为0.5～0.8MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直到试件破坏，并记录破坏荷载。（5）试件受压完毕，应清除上下压板上粘附的杂物，继续进行下一次试验。6．试验结果计算与处理（1）混凝土立方体试件抗压强度按下式计算，精确至0.1Mpa。APfcu式中cuf——混凝土立方体试件的抗压强度值，MPa；P——试件破坏荷载，N；A——试件承压面积，mm2。（2）以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。如3个测值中最大值或最小值中有1个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大或最小值舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果作废。（3）混凝土立方体抗压强度是以150mm×150mm×150mm的立方体试件作为抗压强度的标准值，其他尺寸试件的测定结果应乘以尺寸换算系数。200mm×200mm×200mm试件，其换算系数为1.05；100mm×100mm×100mm试件，其换算系数为0.95。二建筑砂浆基本性能试验（一）建筑砂浆的拌和1．试验目的学会建筑砂浆拌合物的拌制方法，为测试和调整建筑砂浆的性能，进行砂浆配合比设计打下基础。2．主要仪器设备（1）砂浆搅拌机（2）磅秤（3）天平（4）拌和钢板、镘刀等。3．拌和方法按所选建筑砂浆配合比备料，称量要准确。（1）人工拌和法1）将拌和铁板与拌铲等用湿布润湿后，将称好的砂子平摊在拌和板上，再倒入水泥，用拌铲自拌和板一端翻拌至另一端，如此反复，直至拌匀。2）将拌匀的混合料集中成锥形，在堆上做一凹槽，将称好的石灰膏或粘土膏倒入凹槽中，再倒入适量的水将石灰膏或粘土膏稀释（如为水泥砂浆，将称好的水倒一部分到凹槽里），然后与水泥及砂一起拌和，逐次加水，仔细拌和均匀。3）拌和时间一般需5min，和易性满足要求即可。（2）机械拌和法1）拌前先对砂浆搅拌机挂浆，即用按配合比要求的水泥、砂、水，在搅拌机中搅拌（涮膛），然后倒出多余砂浆。其目的是防止正式拌和时水泥浆挂失影响到砂浆的配合比。2）将称好的砂、水泥倒入搅拌机内。3）开动搅拌机，将水徐徐加入（如是混合砂浆，应将石灰膏或粘土膏用水稀释成浆状），搅拌时间从加水完毕算起为3min。4）将砂浆从搅拌机倒在铁板上，再用铁铲翻拌两次，使之均匀。5.2建筑砂浆的稠度试验1．试验目的通过稠度试验，可以测得达到设计稠度时的加水量，或在现场对要求的稠度进行控制，以保证施工质量。掌握《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90），正确使用仪器设备。2．主要仪器设备（1）砂浆稠度仪（2）钢制捣棒（3）台秤、量筒、秒表等。3．试验步骤（1）盛浆容器和试锥表面用湿布擦干净后，将拌好的砂浆物一次装入容器，使砂浆表面低于容器口约10mm左右，用捣棒自容器中心向边缘插捣25次，然后轻轻地将容器摇动或敲击5～6下，使砂浆表面平整，随后将容器置于稠度测定仪的底座上