《土木工程材料》实验指导书Word下载.docx
- 文档编号:18941551
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:246.43KB
《土木工程材料》实验指导书Word下载.docx
《《土木工程材料》实验指导书Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《土木工程材料》实验指导书Word下载.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
本实验以水泥为试样。
(一)主要仪器
1.李氏瓶。
形状与尺寸如图1
图1李氏瓶
2.电子天平(称量6Kg,感量1g)、漏斗、小勺、滤纸等。
(二)实验步骤
1.将无水煤油注入李氏瓶至凸颈下部0—1mL刻度线范围内。
记下刻度数,用滤纸将瓶颈内液面上部内壁吸附的煤油仔细擦净。
将注有煤油的李氏瓶放入恒温水槽内,使刻度线以下部分浸入水中,水温控制在(20±
0.5)℃,恒温30min后读出液面的初体积V1(以弯液面下部切线为准),精确到0.05mL。
2.从恒温水槽中取出李氏瓶、擦干外表面、放于电子天平上,称得初始质量,m1。
3.用小匙将试样60-90g徐徐装入李氏瓶中,下料速度不得超过瓶内液体浸没物料的速度,以免阻塞。
如有阻塞,应将瓶微倾且摇动,使物料下沉后再继续添加,直至液面上升接近20mL的刻度时为止。
4.排除瓶中气泡。
以左手指捏住瓶颈上部,右手指托着瓶底,左右摆动或转动,使其中气泡上浮,每3--5s观察一次,直至无气泡上升为止。
同时将瓶倾斜并缓缓转动,以便使瓶内煤油将粘附在瓶颈内壁上的物料洗人煤油中。
5.将瓶置于电子天平上称出加入物料后的最终质量m2,再将瓶放入恒温水槽中,在相同水温下恒温30min,读出第二次体积读数V2。
(三)结果计算
1.按下式计算试样密度
(精确至0.01g/cm3):
2.以两次实验结果的平均值作为密度的测定结果。
两次实验结果的差值不得大于0.02g/cm3,否则应重新取样进行实验。
3.实验记录
编号
V1
(mL)
V2
m1
(g)
m2
ρ
(g/cm3)
密度平均值
1
2
二、表观密度实验
表观密度又称体积密度,是指材料包含自身孔隙在内的单位体积的质量。
Ⅰ.砂的表观密度实验
(一)实验目的和意义
测定砂的表观密度,以此评定砂的质量。
砂的表观密度也是进行混凝土配合比设计的必要数据之一。
(二)主要仪器设备
1.电子天平:
称量6Kg,感量1g。
2.容量瓶:
容积为500ml。
3.烘箱、浅盘、料勺、滴管、漏斗等。
(三)实验步骤
1.称取烘干试样300g(G0),精确至1g,通过漏斗加入容量瓶,然后注入半瓶自来水,用手旋转摇动容量瓶使砂样在水中充分摇动以排除气泡。
2.静置30min后,用滴管小心添水使水面与瓶颈刻度线平齐,擦干瓶外水分,称出其质量(G1)g,精确至1g。
3.倒出瓶中水和试样,洗净容量瓶内外,再向容量瓶内注入自来水至瓶颈刻度线,擦干瓶外水分,称出其质量(G2)g,精确至1g。
(四)实验结果
1.试样的表观密度
按下式计算:
(精确至0.01g/cm3)
式中
——砂的表观密度,g/cm3;
——烘干试样的质量,g;
——试样、水及容量瓶的总质量,g;
——水及容量瓶的总质量,g。
以两次测定结果的平均值为实验结果,两次测定结果的误差不得大于0.02g/cm3,否则应重新取样进行实验。
2.实验记录
G0
G1
G2
(g/cm3)
平均值
Ⅱ.卵石或碎石的表观密度实验(简易法)
石子的表观密度与石子的矿物成分有关。
测定石子的表观密度,可以鉴别石子的质量,同时也是计算空隙率和进行混凝土配合比设计的必要数据之一。
此法可用于最大粒径不大于37.5mm的卵石或碎石。
最大称量6kg,感量1g。
2.口杯、玻璃片、烘箱、蒸发皿、毛巾、小烧杯等。
表观密度实验所需试样数量(表一)
最大粒径,mm
小于26.5
31.5
37.5
最少试样质量,kg
2.0
3.0
4.0
1.将浸水饱和后的试样(蒸发皿的容量),装入口杯中。
注入自来水,用玻璃片覆盖杯口。
以上下左右摇晃的方法排除气泡。
2.气泡排尽后,向杯中添加自来水,直至水面凸出杯口边缘。
然后用玻璃片沿杯口迅速滑行,使其紧贴杯口水面。
擦干口杯外水分后,称出试样、水、口杯和玻璃片总质量G1(g)。
3.将口杯中试样倒入蒸发皿,放入烘箱中于(105±
5)℃下烘干至恒量,待冷却至室温后,下次实验称取其质量G0,精确至1g。
4.将口杯洗净并重新注入饮用水,用玻璃片紧贴杯口水面,擦干口杯外水分后,称出水、口杯和玻璃片总质量G2(g)。
(四)实验结果
式中:
——石子的表观密度,g/cm3;
子
——试样、水、口杯和玻璃片的总质量,g;
——水、口杯和玻璃片的总质量,g;
以两次测定结果的平均值为测定值,两次测定结果之差应小于0.02g/cm3,否则应重新取样进行实验。
三.砂的堆积密度实验
测定砂的堆积密度并计算空隙率,借以评定砂的质量。
砂的堆积密度也是混凝土配合比设计必需的重要数据之一。
在运输中,可以根据砂的堆积密度换算砂的运输质量和体积。
(二)仪器设备
称量6kg,感量1g。
2.容量筒:
圆柱形金属桶,内径108mm,净高109mm,壁厚2mm,筒底厚约5mm,容积为1L(0.001m3)。
3.料勺、盘、直尺等。
1.称容量筒质量G1(kg),
2.用料勺将试样徐徐装入从容量筒,加料高度距容量筒口不应超过50mm,让试样以自由落体落下,当容量筒上部试样呈锥体,且容量筒四周溢满时,即停止加料。
3.用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平,称出试样和容量筒的总质量G2kg,精确至1g。
1.堆积密度
——堆积密度,kg/m3;
——容量筒质量,g;
——试样和容量筒的总质量,g;
——容量筒的容积,m3。
2.空隙率
按下式计算(精确至1%):
——砂的空隙率;
——砂的表观密度;
——砂的堆积密度。
堆积密度取两次实验结果的算术平均值,精确至10kg/m3。
空隙率取两次实验结果的算术平均值,精确至1%。
3.实验记录
V
(L)
(kg/m3)
空隙率
(%)
实验二水泥实验
(一)
一、水泥标准稠度用水量测定。
(一)实验目的
水泥的凝结时间和安定性都与用水量有关,为了消除条件的差异,有利于比较,水泥净浆必须有一个标准的稠度,本实验就是为了测定水泥净浆达到标准稠度的用水量,以便为进行凝结时间和安定性实验作好准备。
1.水泥净浆搅拌机由搅拌锅、搅拌叶片、传动机构和控制系统组成,搅拌叶片以双转双速转动。
2.标准稠度与凝结时间测定仪(维卡仪)锥体滑动部分的总质量为300±
2g。
3.电子天平(称量6Kg,感量1g)。
4.浅盘、刮平刀、毛巾、量筒、小刀、润滑油。
1.实验前须检查仪器金属棒能否自由滑动;
试杆降至模顶面位置时,指针应对准标尺零点;
搅拌机运转正常等。
2.标准稠度用水量可用调整水量和不变用量两种方法中的任一种来测定,如发生矛盾时,以前者为准。
3.水泥净浆的拌制
拌和前,搅拌锅和搅拌叶片需用湿布擦过。
称取500g水泥(高铝水泥45g+普通硅酸盐水泥455g)试样。
采用调整水量方法时,拌和用水量为137.5ml,拌和前,先将水加入搅拌锅内,然后再加入水泥试样,拌和时,先将搅拌锅放到搅拌机锅座上,升至搅拌位置,将开关拔至自动位置,然后按下启动按钮。
整个搅拌过程自动控制(搅拌过程为慢速搅拌120s,停拌15s,接着快速搅拌120s后停机)。
4.标准稠度测定
拌和结束后,立即将拌好的水泥净浆装入已置于玻璃板上的试模中,用小刀插捣、轻轻振动数次,刮去多余的净浆。
抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,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1-2s后,突然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥浆中。
在试杆停止沉入或释放试杆30s时,记录试杆距底板之间的距离。
升起试杆后立即擦净。
整个操作应在搅拌后1.5min内完成。
以试杆沉入净浆并距底板6mm+1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。
其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量,按水泥质量的百分比计。
m1---水泥净浆达到标准稠度时的拌和用水量(g)
m2–水泥质量(g)
(五)实验记录
水泥试样质量(g)
加水量(ml)
试杆下沉深度S(mm)
标准稠度用水量P(%)
高铝水泥
(45g)
普通硅酸水泥
(455g)
二、水泥凝结时间测定
测定水泥从加水入后至开始凝结(初凝)以及凝结完了(终凝)所经历的时间,用它评定水泥的性质,以利于满足施工要求。
1.凝结时间测定仪与测定标准稠度所用的测定仪相同。
2.其它设备与测定标准稠度时所用相同。
1.测定前,将试模放在玻璃板上。
调整凝结时间测定仪,使试针接触玻璃板时,指针对准标尺零点。
2.称取水泥试样500g(高铝水泥45g+普通硅酸盐水泥455g),以标准稠度用水量拌制水泥净浆(拌制过程同前),并立即将净浆一次装入试模,振动数次后刮平,然后放入养护箱内,记录开始加水的时间为凝结时间的起始时间。
3.试件在养护箱中养护至加水30min时进行第一次测定。
测定时,从养护箱中取出试模放到试针下,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读数。
当试针沉至距底板4mm+1mm时,即为水泥达到初凝状态。
为了测定终凝时间,在终凝针上要安装一个环形附件。
完成初凝时间测定后,立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下,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继续养护。
临近终凝时间时,每隔15mm测定一次,当试针沉入试体小于0.5mm时,即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时,为水泥达到终凝状态。
由水泥加入水中至终凝状态的时间为水泥终凝时间,用“min”表示。
测定时注意,在最初测定操作时应轻轻扶持金属棒,使其徐徐下降,以防止试针撞弯。
但测定结果应以自由下落为准,在整个测试过程中试针贯入的位置至少要距离模内壁10mm。
临近初凝时,每隔5min测定一次,临近终凝时每隔15min测定一次,到达初凝或终凝状态时应立即重复测定一次。
当两次结果相同时,才能定为到达初凝或终凝状态。
每次测定不得让试针落入原针孔。
每次测试完毕须将试针擦净,并将试模放回养护箱内。
整个测定过程中要防止试模受振。
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)或分(min)来表示。
实验记录
标准稠度用水量P(%)
加水时刻(时.分)
初凝时刻(时.分)
终凝时刻(时.分)
凝结时间
(小时.分钟)
初凝
终凝
三、水泥胶砂强度检验
(一)主要仪器设备
1.行星式水泥胶砂搅拌机。
一种工作时搅拌叶片既绕自身轴线自转又沿搅拌锅周边公转,运动轨迹似行星式的水泥胶砂搅拌机。
2.水泥胶砂试体成型振实台
由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成。
振实台的振幅为15mm±
0.3mm,振动频率60次/(60s±
2s)。
3.试模
为可卸的三联模,由隔板、端板、底座等组成。
模槽内腔尺寸为40mm×
40mm×
160mm。
三边应互相垂直。
4.抗折实验机
一般采用杠杆比值为1:
50的电动抗折实验机。
抗折夹具的加荷与支撑圆柱直径应为10mm±
0.1mm,两个支撑圆柱中心距离为100mm±
0.2mm。
5.抗压实验机
抗压实验机以200~300KN为宜,在接近4/5量程范围内使用时,记录的荷载应有±
1%精度,并具有按2400N/s±
200N/s速率的加荷能力。
6.抗压夹具
由硬质钢材制成,上、下压板长40mm±
0.1mm,宽不得小于40mm,加压面必须磨平。
7.刮平刀。
断面正三角形,有效长度26mm
(二)试件成型
1.成型前将试模擦净,四周的模板与底座的接触面上应涂黄干油,紧密装配,防止漏浆,内壁均匀刷一薄层机油。
2.水泥与ISO标准砂的质量比为1:
3,水灰比为0.5。
每成型三条试件需要称量水泥450g±
2g,ISO标准砂1350g±
5g,拌和用水量225g±
1g。
3.搅拌时先将水加入锅里,再加入水泥,把锅放在固定架上,上升至固定位置。
将砂子加入搅拌机上方的塑料筒内。
将开关拔至自动位置,然后按下启动按钮。
整个搅拌过程自动控制(搅拌过程为低速搅拌30s后,在第二个30s开始的同时塑料筒内的砂子自动加入。
高速搅拌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)。
4.在搅拌胶砂的同时,将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两层装入试模,装第一层时,每个槽里约放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播平,接着振实60次,再装入第二层胶砂,用小播料器播平,再振实60次。
移走模套,从振实台上取下试模,用一金属直尺以近似900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,并用同一直尺在近乎水平的情况下将试体表面抹平。
5.在试模上作标记或加字条标明试件编号。
(三)试件养护
1.将作好标记的试模放入养护室的水平架上养护。
一直养护到规定的脱模时间(对于24h龄期的,应在破型实验前20min内脱模,对于24h以上龄期的应在成型后20-24h之间脱模)时取出脱模。
脱模前用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其它标记。
2.将做好标记的试体立即水平或竖直放在20℃±
1℃水中养护,水平放置时刮平面应朝上。
养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。
实验三水泥实验
(二)
(四)胶砂强度实验
试体龄期是从水泥加水搅拌开始实验时算起。
各龄期的试件必须在下列时间内进行强度实验:
●24h±
15min;
●48h±
30min;
●72h±
45min;
●7d±
2h;
●>
28d±
8h;
试件从水中取出后,在强度实验前应用湿布覆盖。
1.抗折强度实验
将试体一个侧面放在实验机支撑圆柱上,试体长轴垂直于支撑圆柱,通过加荷圆柱以50N/s±
10N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上,直至折断,读取测定值并记录。
保持两个半截棱柱体处于潮湿状态直至抗压实验。
以三个试件测定值的算术平均值为抗折强度的实验结果,计算精确至0.1MPa。
当三个强度值中超出平均值±
10%时,应剔除后再取平均值作为抗折强度实验结果。
2.抗压强度实验
抗压强度实验后的两个断块应立即进行抗压实验。
抗压强度实验须用抗压夹具进行,在整个加荷过程中以2400N/S±
200N/S的速率均匀地加荷直至试件破坏。
抗压强度
以牛顿每平方毫米(MPa)为单位,按下式进行计算(精确至0.1MPa):
式中Fc------破坏荷载(N);
A-----受压部分面积,40×
40=1600(mm2);
以一组三个棱柱上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为实验结果。
如六个测定值中有一个超出六个平均值的±
10%,就应剔除这个结果,而以剩下五个的平均数为结果。
如果五个测定值中再有超过它们平均数±
10%的值,则此组结果作废。
3.实验结果
抗折强度
(MPa)
平均值(MPa)
最大荷载
(KN)
抗压强度
3
4
5
6
实验四混凝土用骨料筛分实验
一、砂的筛分析实验
(一)实验目的测定砂的颗粒级配,计算砂的细度模数,评定砂粒粗细程度。
1.标准筛:
包括孔径为9.5、4.75、2.36、1.18,0.6、0.3、0.15mm的方孔筛以及筛的底盘和盖一个。
2.电子天平(称量6Kg,感量1g)、摇筛机、搪瓷盘(小)、毛刷。
1.准确称取试样500g。
2.将孔径为9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm的筛,按孔径大小顺序叠置,孔径最大的放在最上层,将试样倒入最上层9.5mm筛内,加盖后,置于摇筛机上摇筛10分钟。
3.将整套筛从摇筛机上取下,按孔径从大至小,逐个于在洁净瓷盘上用手进筛分,直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%时为止,通过的颗粒并入下一个筛中,按此顺序进行,直至每个筛的试样全部筛完为止。
如试样为特细砂,在筛分时增加0.075mm的方孔筛一只。
4.称量各号筛筛余试样重量(精确至1g),所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量总和与筛分前的试样总重相比,相差不得超过1%,否则必须重新实验.
1.计算分计筛余百分率:
各号筛上的筛余量除以试样总量的百分率(精确至0.1%)。
2.计算累计筛分百分率:
该号筛上分计筛余百分率与大于该号筛上分计筛余百分率的总和。
(精确至0.1%)
记录尺寸(mm)
分计筛余
累计筛余An(%)
质量(g)
质量百分数an(%)
4.75
a1
A1
2.36
a2
A2
1.18
a3
A3
0.60
a4
A4
0.30
a5
A5
0.15
a6
A6
<
4.按下列计算细度模数
(精确至0.01)
=
式中:
A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为:
4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm,各筛上的累计筛余百分率。
5.根据累计筛百分率计算结果,绘制筛分曲线。
6.评定砂子粗细程度及颗粒级配
二、石子的筛分实验
(一)实验目的测定石子的颗粒级配。
1.标准筛各级筛的方孔径规格:
53、37.5、31.5、26.5、19、16、9.5、4.75、2.36mm
2.电子天平(称量6Kg,感量1g、称量30Kg,感量50g)、摇筛机、大搪瓷盘、毛刷。
1.称取试样,称量前用53mm筛,筛除大于53mm的石子,然后再用电子称取石子8kg。
2.将孔径为37.5、31.5、26.5、19、16、9.5、4.75、2.36mm的筛,按孔径大小顺序叠置,孔径最大的放在最上层,然后进行筛分。
3.先分别用孔径为37.5、31.5、26.5mm的筛手筛,然后将其余套筛置于摇筛机上,摇10分钟;
取下套筛,按筛孔大小顺序再逐个用手筛,筛至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止。
通过的颗粒并入下一号筛中,并和下一号中的试样一起过筛,这样顺序进行,直至各号筛的试样全部筛完为止。
当筛余颗粒的粒径大于19.0mm时,在筛分过程中,允许用手指拨动颗粒。
4.称取各号筛的筛余量,精确至于1g。
1.计算分计筛余百分率各号筛上的余量除以试样总重量的百分率(精确至于0.1%)。
2.计算累计筛余百分率该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛上的分计筛余百分率之总和(精确至0.1%)。
如果各号筛的筛余量与筛底的余量之和同原试样重量之差越过1%时,须重做实验。
累计筛余
An(%)
质量百分数
an(%)
26.5
19
16
9.5
4.35
4.根据各筛的累计百分率评定试样的颗粒级配。
实验五普通混凝土实验
(一)
一、配合比设计工程实例及要求
例1:
某钢筋混凝土梁,设计混凝土强度等级为C30,施工坍落度要求为30-50mm,粗骨料最大粒径要求为40mm,该单位无历史统计资
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土木工程材料 土木工程 材料 实验 指导书