土木工程材料指导书南京航空航天大学精品课程

《土木工程材料实验》实验指导书南京航空航天大学土木工程系

实验一、水泥胶砂强度检验

（一）试验目的

根据国家标准要求，测定水泥各龄期的强度，从而确定或检验水泥的强度等级。（二）主要仪器设备

水泥胶砂搅拌机、胶砂振实台（台面有卡具）、模套、试模（三联模）、抗折试验机、抗压试验机及抗折与抗压夹具、刮平直尺等。

（三）试验方法及步骤

1. 试验前准备

（1）将试模擦净，四周模板与底座的接触面应涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一层薄机油。

（2）水泥与标准砂的质量比为1：3，水灰比为。

（3）每成型三条试件需称量水泥450±2g，标准砂1350±5g。拌合用水量为225±1ml。（4）标准砂应符合国标要求。

2. 试件成型

（1）把水加入锅里，再加入水泥，把锅固定。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，把机器转至高速再加拌30s。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s之内。

（2）将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽内约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装入第二层胶砂，用小播平器播平，再振实60次。

（3）从振实台上取下试模，用一金属直尺以近90?的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

（4）在试模上作标记或加字条表明试件编号和试件相对于振实台的位置。

（5）试验前和更换水泥品种时，搅拌锅、叶片等须用湿布抹擦干净。

3. 养护

（1）试件编号后，将试模放入雾室或养护箱（温度20±1℃，相对湿度大于90%），箱内篦板必须水平，养护20～24h后，取出脱模，脱模时应防止试件损伤，硬化较慢的水泥允许延期脱模，但须记录脱模时间。

（2）试件脱模后应立即放入水槽中养护，养护水温为20±1℃，养护期间试件之间应留有间隙至少5mm，水面至少高出试件5mm，养护至规定龄期，不允许在养护期间全部换水。

4. 强度试验

（1）龄期

各龄期的试件，必须在规定的3d±45min，7d±2h，28d±2h内进行强度测定。在强度试验前15min将试件从水中取出后，用湿布覆盖。

（2）抗折强度测定

①每龄期取出3个试件，先做抗折强度测定，测定前须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，试件放入抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。

②调节抗折试验机的零点与平衡，开动电机以50 N/S±10N/S速度加荷，直至试件折断，记录破坏荷载F f（N）。

③抗折强度按下式计算（精确至）：

式中：

L——支撑圆柱中心距离（100mm）；

b、h——试件断面宽及高均为40mm。

④抗折强度的结果确定是取3个试件抗折强度的算术平均值；当3个强度值中有一个超过平均值的±10%时，应予剔除，取其余两个的平均值；如有2个强度值超过平均值的10%时，应重做试验。

（3）抗压强度测定

①抗折试验后的6个断块，应立即进行抗压试验，抗压强度测定须用抗压夹具进行，试体受压断面为40mm×40mm，试验前应清除试体受压面与加压板间的砂粒或杂物；试验时，以试体的侧面作为受压面，并使夹具对准压力机压板中心。

②开动试验机，控制压力机加荷速度为2400N/S±200N/S，均匀地加荷至破坏。记录破坏荷载F c（N）。

③抗压强度按下式计算（精确至）。

式中：A为受压面积，即40mm×40mm。

④抗压强度结果的确定是取一组6个抗压强度测定值的算术平均值；如6个测定值中有一个超出6个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下5个的平均值作为结果；如果5个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。

（4）试验结果分析

将试验及计算所得到的各标准龄期抗折和抗压强度值，对照国家规范所规定的水泥各标准龄期的强度值，来确定或验证水泥强度等级。要求各龄期的强度值均不低于规范所规定的强度值。

实验二、

一、砂试验

（一）取样方法与检验规则

1、砂的取样

在料堆抽样时，将取样部位表层铲除，从料堆不同部位均匀取8份砂；从皮带运输机上抽样时，应用接料器在皮带运输机的机尾的出料处，定时抽取大致等量的4份砂；从火车、汽车和货船上取样时，应从不同部位和深度抽取大致等量的8份砂。分别组成一组样品。

2、主要仪器设备

摇筛机、标准筛（孔径为150μm、300μm、600μm、、、和的方孔筛）、天平、烘箱、浅盘、毛刷和容器等。

3、试样制备

将四分法缩取的约1100g试样，置于105±5℃的烘箱中烘至恒重，冷却至室温后先筛除大于的颗粒（并记录其含量），再分为大致相等的两份备用。

4、试验方法及步骤

（1）准确称取试样500g（精确至1g）。

（2）将标准筛按孔径由大到小顺序叠放，加底盘后，将试样倒入最上层筛内，加盖后，置于摇筛机上，摇筛10min（也可用手筛）。

（3）将整套筛自摇筛机上取下，按孔径大小，逐个用手于洁净的盘上进行筛分，筛至每分钟通过量不超过试样总重的%为止，通过的颗粒并入下一号筛内并和下一号筛中的试样一起过筛。直至各号筛全部筛完为止。

各筛的筛余量不得超过按下式计算出的量，超过时应按下列方法之一处理。

式中：

m——在一个筛上的筛余量（g）；

A——筛面的面积（mm2）；

d——筛孔尺寸（mm）

①将该筛孔筛余量分成少于上式计算出的量，分别筛分，并以各筛余量之和为该筛孔筛的筛余量。

②将该筛孔及小于该筛孔的筛余混合均匀后，以四分法分为大致相等的两份，取其中一份，称其质量（精确至1g）并进行筛分。计算重新筛分的各级分计筛余量需根据缩分比例进行修正。

（4）称量各号筛的筛余量（精确至1g）。分计筛余量和底盘中剩余重量的总和与筛分前的试样重量之比，其差值不得超过1%。

（5）试验结果计算

1. 分计筛余百分率——各筛的筛余量除以试样总量的百分率，精确至%。

2. 累计筛余百分率——该筛上的分计筛余百分率与大于该筛的分计筛余百分率之和，精确到1%。

（六）试验结果鉴定

1. 级配的鉴定：用各筛号的累计筛余百分率绘制级配曲线，或对照国家规范规定的级配区范围，判定其是否都处于一个级配区内。

注：除和筛孔外，其他各筛的累计筛余百分率允许略有超出，但超出总量不应大于5%。