《建筑工程材料》课程实验指导书.doc
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《建筑工程材料》实验指导书
实验一、水泥物理技术性能检测
实验项目一:
水泥细度实验
一、实验目的
检验水泥颗粒的粗细程度。
由于水泥的许多性质(凝结时间、收缩性、强度等)都与水泥的细度有关,因此必须检验水泥的细度,以它作为评定水泥质量的依据之一,因此必须进行细度测定。
二、主要仪器设备
实验筛:
实验筛由圆形筛框和筛网组成(筛网孔边长为80mm),水筛架和喷头:
水筛架上筛座内径为140mm。
喷头直径55mm,面上均匀分布90个孔,孔径0.5~0.7mm(水筛架和喷头;天平(最大称量为200g,感量0.05g);搪瓷盘、毛刷等。
三、试样准备
将用标准取样方法取出的水泥试样,取出约200g通过0.9mm方孔筛,盛在搪瓷盘中待用。
四、实验方法与步骤
1.负压筛析法(GB1345—1991)
(1)筛析实验前,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在筛盖上,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)筛析实验前,检查水中应无泥沙,调整好水压及水压架的位置,使其能正常运转喷头,底面和筛网之间距离为35~75mm。
(2)称取试样50g,置于洁净的水筛中,立即用洁净淡水冲洗至大部分细粉通过后,再将筛子置于水筛架上,用水压为0.05MPa±0.02MPa的喷头连续冲洗3min。
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倒出清水,烘干并用天平称量筛余物,称准至0.1g。
3.干筛法
在没有负压筛仪和水筛的情况下,允许用手工干筛法测定。
(1)称取水泥试样50g倒入符合GB3350.7要求的干筛内。
(2)用一只手执筛往复摇动,另一只手轻轻拍打,拍打速度每分钟约120次,每40次向同一方向转动60º,使试样均匀分布在筛网上,直至每分钟通过的试样量不超过0.05g为止。
用天平称量筛余物,称准至0.1g。
五、结果计算及数据处理
1.水泥试样筛余百分数用下式计算:
(13—2—1)
式中:
F——水泥试样的筛余百分数(%);
Rs——水泥筛余的质量(g);
mc——水泥试样的质量(g)。
负压筛法、水筛法或干筛法均以一次检验测定值作为鉴定结果。
在采用水筛法和干筛法时,如果两者结果发生争议时,以水筛法为准。
按实验方法将检测数据及实验计算结果(精确至0.1%)填入实验报告2—1、2、3中。
实验项目二:
水泥标准稠度用水量测试
一、实验目的
水泥的凝结时间和安定性都与用水量有关,为了消除实验条件的差异而有利于比较,水泥净浆必须有一个标准的稠度。
本实验的目的就是测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量,以便为进行凝结时间和安定性实验做好准备。
二、主要仪器设备
测定水泥标准稠度和凝结时间的维卡仪,实模:
采用圆模;水泥净浆搅拌机;搪瓷盘;小插刀;量水器(最小可读为0.1mL,精度1%);天平;玻璃板(150mm×150mm×5mm)等。
三、试样的准备
称取500g水泥,洁净自来水(有争议时应以蒸馏水为准)。
四、实验方法与步骤
1.标准法测定:
(1)实验前必须检查维卡仪器金属棒应能自由滑动;当试杆降至接触玻璃板时,将指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。
(2)水泥净浆的拌和
用水泥净浆搅拌机搅拌,搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,将拌和水倒入搅拌锅内,在5~10s内将称好的500g水泥全部加入水中,防止水和水泥溅出;拌和时,先将锅放在搅拌机的锅座上,升至搅拌位置,旋紧定位螺钉,连接好时间控制器,将净浆搅拌机右侧的快→停→慢扭拨到“停”;手动→停→自动拨到“自动”一侧,启动控制器上的按钮,搅拌机将自动低速搅拌120s,停15s,接着高速搅拌120s停机。
拌和结束后,立即将拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中,用小刀插捣,轻轻振动数次,刮去多余的净浆;抹平后速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在标准稠度试杆下,降低试杆直至与水泥净浆表面接触,拧紧松紧螺丝旋钮1~2s后,突然放松,使标准稠度试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。
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6±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。
此时的拌和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。
2.代用法测定:
(1)标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法中的任一种测定。
如有争议,以前者为准。
(2)实验前必须检查维卡仪器金属棒应能自由滑动;当试锥接触锥模顶面时,将指针应对准标尺零点;搅拌机应运转正常等。
(3)此处介绍不变用水量法。
①先用湿布擦摸水泥浆拌合用具。
将142.5ml拌和用水倒入搅拌锅内,然后在5~10s内小心将称好的500g水泥试样倒入搅拌锅内。
②将装有试样的锅放到搅拌机锅座上的搅拌位置,开动机器,慢速搅拌120s,停拌15s,接着快速搅拌120s后停机。
③拌和完毕,立即将净浆一次装入锥模中,用小刀插捣并振动数次,刮去多余的净浆,抹平后,迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。
将试锥降至净浆表面,拧紧螺丝1s~2s,然后突然放松螺丝,让试锥沉入净浆中,到停止下沉或释放试锥30s时记录下沉深度,整个操作应在1.5min内完成。
④记录试锥下沉深度S(mm)。
以锥下沉深度S(mm)=28±2mm为标准稠度净浆。
若试锥下沉深度S(mm)不在此范围内,则根据测得的下深S(mm),按以下经验式计算标准稠度用水量P(%):
P=33.4-0.185S
这个经验公式是由调整水量法的结果总结出来的,当试锥下沉深度小于13mm时,应采用调整水量法测定。
五、结果计算与数据处理
1.用标准法测定时,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。
P=(拌和用水量/水泥质量)×100%
如超出范围,须另称试样,调整水量,重做实验,直至达到杆沉入净浆并距底板6mm±1mm时为止。
2.按所用的实验方法,将实验过程记录和计算结果填入实验报告册中。
实验项目三:
水泥净浆凝结时间检验
一、实验目的
测定水泥加水后至开始凝结(初凝)以及凝结终了(终凝)所用的时间,用以评定水泥性质。
二、要仪器设备
测定仪与测定标准稠度用水量时所用的测定仪相同,只是将试杆换成试针,试模,湿汽养护箱(养护箱应能将温度控制在20±1℃,湿度大于90%的范围),玻璃板(150mm×150mm×5mm)。
三、试样的制备
以标准稠度用水量制成标准稠度净浆,将自水泥全部加入水中的时刻(t1)记录在实验报告册中。
将标准稠度净浆一次装满试模,振动数次刮平,立即放入湿气养护箱中。
水泥全部加入水中的时间为凝结时刻的起始时间。
四、实验.方法与步骤
1.将圆模内侧稍许涂上一层机油,放在玻璃板上,调整凝结时间测定仪的试针,当试针接触玻璃板时,指针应对准标尺零点。
2.初凝时间的测定:
试样在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。
测定时,从湿气养护箱中取出试模放到试针下,降低试针与水泥净浆表面接触。
拧紧定位螺钉1—2s后,突然放松(最初测定时应轻轻扶持金属棒,使徐徐下降,以防试针撞弯,但结果以自由下落为准),试针垂直自由地沉入水泥净浆。
观察试针停止下沉或释放试针30s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4mm±1mm时,为水泥达到初凝状态,到达初凝时应立即重复测一次,两次结论相同时才能定为到达初凝状态。
将此时刻(t2)记录在实验报告册表中。
3.终凝时间的测定:
为了准确观测试针沉入的状况,在终凝针上安装了一个环形附件。
在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15min测定一次,当试针沉入实体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,到达终凝时应立即重复测一次,两次结论相同时才能定为到达终凝状态。
将此时刻(t3)记录在实验报告册中。
4.注意事项:
每次测定不能让试针落入原针孔,每次测实完毕须将试针擦拭干净并将试模放回湿气养护箱内,在整个测试过程中试针贯入的位置至少要距圆模内壁10mm,且整个测试过程要防止试模受振。
五、结果计算与数据处理
1.计算时刻t1至时刻t2时所用时间,即初凝时间t初=t2-t1(用min表示)。
2.计算时刻t1至时刻t3时所用时间,即终凝时间t终=t3-t1(用min表示)。
3.将计算结果填入实验报告册中。
实验项目四:
水泥安定性检验
一、实验目的
当用含有游离CaO、MgO或SO3较多的水泥拌制混凝土时,会使混凝土出现龟裂、翘曲、甚至崩溃,造成建筑物的漏水,加速腐蚀等危害。
所以必须检验水泥加水拌和后在硬化过程中体积变化是否均匀,是否因体积变化而引起膨胀、裂缝或翘曲。
水泥安定性用雷氏夹法(标准法)或试饼法(代用法)检验,有争议时以雷氏夹法为准。
雷氏夹法是观测由两个试针的相对位移所指示的水泥标准稠度净浆体积膨胀的程度,即水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值。
试饼法是观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。
二、主要仪器设备
1.雷氏沸腾箱
雷氏沸腾箱的内层由不易锈蚀的金属材料制成。
箱内能保证实验用水在30min±5min由室温升到沸腾,并可始终保持沸腾状态3h以上。
整个实验过程无需增添实验水量。
箱体有效容积为410mm×240tmm×310mm,一次可放雷氏夹试样36件或试饼30~40个。
篦板与电热管的距离大于50mm。
箱壁采用保温层以保证箱内各部位温度一致。
2.雷氏夹
3.雷氏夹膨胀测定仪
雷氏夹膨胀测定仪标尺最小刻度为0.5mm。
4.玻璃板
每个雷氏夹需配备质量约75~80g的玻璃板两块。
若采用实饼法(代用法)时,一个样品需准备两块约100mm×100mm×4mm的玻璃板。
5.水泥净浆搅拌机。
三、实验方法与步骤
沸煮:
用雷氏夹法(标准法)时,先测量试样指针尖端间的距离,精确到0.5mm,然后将试样放入水中篦板上。
注意指针朝上,试样之间互不交叉,在30±5min内加热实验用水至沸腾,并恒沸3h±5min。
在沸腾过程中,应保证水面高出试样30mm以上。
煮毕将水放出,打开箱盖,待箱内温度冷却到室温时,取出试样进行判别。
用试饼法(代用法)时,先调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个沸煮过程中都超过试件,不需中途添补实验用水,同时又能保证在30min±5min内升至沸腾。
脱去玻璃板取下试饼,在实饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱中的篦板上,在30min±5min内加热升至沸腾并沸腾180min±5min。
四、实验结果处理
1.雷氏夹法
煮后测量指针端的距离,记录至小数点后一位。
当两个试样煮后增加距离的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格。
当两个试样的增加距离值相差超过5mm时,应用同一样品立即重做一次实验。
在实验报告表中记录实验数据并评定结果。
2.试饼法
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