建筑材料实验指导书.docx
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建筑材料实验指导书
土木建筑工程学院
《建筑材料》
实验指导书
赵文唐虹编写
适用专业:
水电、土木工程方向
贵州大学二00七年八月
目录
1、实验一材料基本物理性质实验…………………………3
2、实验二烧结普通砖实验……………………………………9
3、实验三水泥物理性能实验…………………………………13
4、实验四水泥实验力学性能实验…………………………26
5、实验五混凝土用细骨料(砂)实验……………………32
6、实验六混凝土用粗骨料(石)实验………………………39
7、实验七混凝土实验…………………………………………45
8、实验八建筑砂浆实验………………………………………55
9、实验报告基本内容要求…………………………………………61
10、实验报告格式…………………………………………62
实验一:
材料的基本性质实验
实验学时:
2
实验类型:
验证
实验要求:
必修
1、密度实验
一、实验目的
密度是材料的物理常数,借助于它可确定材料的种类。
二、实验内容
测定普通粘土砖或石材的密度。
三、实验原理、方法和手段
材料的密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。
材料内部一般均含有一些孔隙,为了获得绝对密实状态的实样,须将材料磨成细粉,以排除其内部孔隙,再用排液置换法求出其绝对密实体积。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
主要仪器:
李氏瓶如图1、天平(称量500g,感量0.Olg)、筛子(孔径0.2㎜或900孔/cm2)、烘箱、干燥器、温度计等。
六、实验步骤
1.实验
1)将实样磨细、过筛后放人烘箱内,以105~1lO。
C的温度
烘至恒重、然后放入干燥器中,冷却至室温备用。
2)在李氏瓶中注入对实样不起化学反应的液体至突颈下
部,记下刻度数。
将李氏瓶放在盛水的容器中,实验过程中水
温为20℃。
3)用天平称取60~909实样。
用/j、.勺和漏斗将实样徐徐
送入李氏瓶内(不能大量倾倒,那样会妨碍李氏瓶中的空气排
出或使咽喉部位堵塞),至液面上升接近20ml的刻度。
称剩
实图1.1李氏瓶下的实样,计算送入李氏瓶中实样的质量m(g)。
4)将注入实样后的李氏瓶中液面的读数,减去未注前的
读数,得出实样的绝对体积V(cm3)。
2.结果计算
1)按下式计算密度
(精确至0.01/cm3):
2)按规定以两次实验结果的平均值表示,两次相差不应大于0.02g/cm3,否则重做。
七、实验报告
密度实验记录表(精确至0.01g/cm3)
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
材料
粉末
实样
原重
m1
(g)
剩余
实样
重量
m2
(g)
装入瓶中
材料粉末
的重量
m=m1-m2
(g)
液面读数
(cm3)
装入瓶中粉末的体积V=V1-V2
(cm3)
密度
(g/cm3)
平均值
pt均
(g/cm3)
备
注
装粉
末前
V1
装粉
末后
V2
1
石灰
石粉
2
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
2、表观密度实验
一、实验目的
表观密度是计算材料孔隙率和确定材料体积及结构自重的必要数据。
通过表观密度还可以估计材料的某些性质(如导热系数、强度等)。
二、实验内容
测定表观密度
三、实验原理、方法和手段
材料的表观密度是材料在自然状态下,单位体积的质量。
表观密度测定时,须测出实件的质量和自然状态下的体积。
对于形状规则的实件,其体积可用量测实件尺寸,按几何公式计算的方法求得。
对于形状不规则的实件,则须用排液置换法求得体积。
如被测石料溶于水或其吸水率大于0.5%,则实件还须先进行蜡封处理(蜡封法)。
如被测石料不溶于水或其吸水率小于0.5%,则实件可直接在水中称量,不必蜡封处理。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
主要仪器:
天平(称量1000g、感量0.1g)、游标书尺(精度0.1mm)、烘箱等,如实样较大时可用台秤(称量10kg、感量50g)、直尺(精度为1mm)。
六、实验步骤
1.实验
1)将实件放入烘箱内,以105~110℃的温度烘至恒重,然后放入干燥器中,冷却至室温备用。
2)用游标卡尺量出实件尺寸。
当实件为正方体或平行六面体时,以长、宽、高(a、b、c)各方向量上、中、下三处,各取三次平均值,计算体积:
当实件为圆柱体时,以两个互相垂直的方向量直径,各方向量上、中、下三处,取六次的平均直径d,以互相垂直的两直径与圆周交界的四点上量高度,取四次的平均高度d。
计算体积:
3)用天平或台秤称重量m(g)。
2.结果计算
1)按下式计算表观密度
:
2)按规定以五次实验结果的平均值表示。
七、实验报告
表观密度实验记录表(形状规则实件)(精确至0.01g/cm3)JTJ054-94
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实样
编号
实件尺寸(cm)
实件体积
实件重
m(g)
表观密度
(g/cm3)
平均值
ph平
(g/cm3)
备注
长a
宽b
高h
1
红砂石
2
3
4
5
孔隙率的计算
将密度和表观密度代人下式计算孔隙率P(精确至0.01%):
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
3、吸水率实验
一、实验目的
测定材料的吸水率,作为评定材料质量的主要依据,还可通过吸水率估计材料的某些性质。
二、实验内容
测定吸水率
三、实验原理、方法和手段
材料的吸水率是指材料吸入水的体积占材料自然状态体积的百分率,它也是材料在常温(20±2℃)常压条件下,材料实件最大的(浸水至饱和状态时)吸水质量占烘干实件质量的百分率。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
主要仪器:
天平(称量1000g、感量0.1g)、游标卡尺(精度0.1mm)、烘箱、玻璃(或金属)盆等。
六、实验步骤
1.实验
将实件放入烘箱中,以105~110℃的温度烘至恒重,然后放入干燥器中,冷却至室温备用。
1)用天平称其质量m(g),将实件放入在金属盐或玻璃盆中,在盆底可放些垫条,如玻璃管或玻璃杆使实件底面与盆底不致紧贴,实件之间相隔1—2mm,使水能够自由进入。
2)加水至实件高的1/3处;过24h后,再加水至高度的2/3处;再过24h,又再加满水至实件上表面2cm以上,再放置24h。
逐次加水能使实件孔隙中的空气逐渐逸出c
3)取出实件,抹去表面水分,称其质量m1(g)。
4)为检查实件是否吸水饱和.可将实件再浸入水中至高度的3/4处,过24h重新称量,两次质量之差不得超过1%。
2.按下列公式计算吸水率W:
按规定以三个实件吸水率的平均值表示(精确至0.01%)。
七、实验报告
吸水率实验记录表(精确至0.01%)
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
干燥时
实件重
m1(g)
吸水饱和
后实件重
m2(g)
实件的
吸水量
m1—m2(g)
吸水率
wx=
(%)
平均吸水率(wx平)
(%)
备注
1
2
3
注:
1公斤(力)=9.80665N
1Pa=1N/m21Mpa=1N/mm2
1kgf/cm2=9.80665×104Pa
八、其他说明
实验结束后将所使用仪器清理干净。
思考题:
1.当某一建筑材料的孔隙率增大时,材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不变?
2.材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差别?
实验二:
烧结普通砖实验
实验学时:
1
实验类型:
验证
实验要求:
必修
一、实验目的
掌握砖的实验方法及确定烧结普通砖的强度等级,了解所使用的仪器设备。
二、实验内容
1.实件制备
2.强度实验
3.砖强度等级确定
三、实验原理、方法和手段
经过外观质量和尺寸偏差检验后的样品中随机抽样10块砖,将10块砖分别据断成两块半截砖,断开的半截砖边长不得小于100mm。
将已断开的半截砖放置在净水中浸泡10~20min后取出,并与端口相反方向叠放,中间抹以强度等级为32.5的水泥调制的水泥净浆,其厚度不超过5mm,上下两面抹以不超过3mm的同种水泥净浆。
制成的实件须相互平行,并垂直于侧面,如图。
实件应放在温度不低于10℃的不通风室内养护3d,再进行实验。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
压力实验机(300~500kN)、锯砖机或切砖器、量尺、镘刀等。
本实验根据国家标准《烧结普通砖》(GB/T5101—98)进行。
六、实验步骤
测量每个实件连接面或受压面的长、宽尺寸,两个分别取平均值,精确至1.Omm。
将实件平放在加压板的中央,垂直于受压面加荷。
加荷应均匀平稳,不得发生冲击和振动。
,加荷速度为(5±0.5)kN/s,直至实件破坏为止,记录破坏荷载P。
砖实件的制作
1.实验结果评定
1)实验结果
每块实件的抗压强度
按下式汁算(精确至0.1MPa):
式中:
——抗压强度,MPa;
P——最大破坏荷载,N;
L——实件受压面(连接面)的长度,mm;、
B——实件受压面(连接面)的宽度,mm。
2)结果计算
抗压强度平均值:
式中:
——单块砖抗压强度平均值,MPa;
n——实件数,n=10;
s——10块砖的抗压强度标准差;
δ——强度变异系数,精确至0.01MPa。
3)强度评定
a.平均值一标准值评定方法
变异系数δ≤0.21时,按抗压强度平均值、强度标准值指标评定砖的强度等级(查表
7.3)。
样本量n=10时的强度标准值按下式计算:
b.平均值一最小值评定方法
变异系数δ>0.21时,按抗压强度平均值、单块砖最小抗压强度值
。
评定砖的强度等级(查表7.3)。
强度等级
抗压强度平均值
/MPa≥
变异系数
≤0.21
变异系数
>0.21
强度标准值f/MPa≥
单块最小抗压强度
/PMa≥
MU30
30.0
22.0
25.0
MU25
25.0
18.0
22.0
MU20
20.0
14.0
16.0
MU15
15.0
10.0
12.0
MU10
10.0
6.5
7.5
七、思考题
1.普通粘土砖进行抗压实验,浸水饱和后的破坏荷载为183kN,干燥状态的破坏荷载为207kN(受压面积为115mm×120mm),问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位?
八、实验报告
砖抗压强度实验记录表:
QB/T2542-2003
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
实
样
编
号
实件尺寸(mm)
受压面积
F=a×b
(mm2)
破坏荷载
P
(N)
抗压强度
fi=
(N/mm2)
或(MPa)
平均抗压强度
(N/mm2)
或(MPa)
备注
长L
宽B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均抗压强度计算(精确至0.01MPa):
=
=
标准差(S)计算(精确至0.01MPa):
S=
=
变异系数(精确至0.01):
=
强度评定(GB5101-2003):
1、
≤0.21时,按抗压强度平均值、强度标准值指标评定砖的强度等级。
强度标准值按下式计算(精确至0.1):
fk=
—1.8S
2、
>0.21时,按抗压强度平均值、单块砖最小抗压强度值fmin(精确至0.1MPa)评定砖的强度等级。
结论:
该砖强度可满足等级二个强度指标要求,可定等级砖。
附:
烧结普通砖强度等级表
变异系数
≤0.21
变异系数
>0.21
强度等级
抗压强度平均值
(MPa)≥
抗压强度标准值
fk(MPa)
单块最小抗压强度值fmin(MPa)≥
MU30
30.0
22.0
25.0
MU25
25.0
18.0
22.0
MU20
20.0
14.0
16.0
MU15
15.0
10.0
12.0
MU10
10.0
6.5
7.5
九、其他说明
实验完毕关闭压力机电源。
实验三:
水泥物理性能实验
实验学时:
2
实验类型:
验证
实验要求:
必修
本实验根据国家标准《水泥细度检验方法》(GBl345--91)、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346-2001)及《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T17676—1999)测定水泥的有关性能和胶砂强度。
1.水泥实验的一般规定
1)同一水泥厂同期到达同品种、同标号的水泥为一个取样单位,散装水泥一批的总量不
得超过500t,袋装水泥一批的总量不得超过200t,取样要有代表性,可连续取样,也可从20个不同部位取等量样品,总量至少12kg。
2)实样应充分搅拌,通过0.9mm方孔筛,并记录筛余百分数及性质。
3)实验室的温度为(20±2)℃,相对湿度大于50%。
养护箱的温度为(20±1)cC,相对湿度大于90%。
4)实验窒用水必须是干净的淡水。
水泥细度检验
一、实验目的
水泥细度是水泥的一个熏要的技术指标。
它对水泥强度有较大的影响,同时对水泥体积安定性、干缩等都有影响,并会影响水泥的产量与能耗。
二、实验内容:
水泥细度
三、实验原理、方法和手段
水泥细度检验有比表面积法和筛析法。
比表面积法适合于硅酸盐水泥,筛析法适合于其他水泥。
筛析法又分负压筛法、水筛法和干筛法,在检验中,当其他方法与负压筛法发生争议时,以负压筛法为准。
下面分别介绍负压筛法、干筛法、水筛法。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
1.负压筛法
1)主要仪器设备
a.负压筛负压筛由圆形筛框和筛网组成。
筛框直径为142mm,高为25mm,筛孔
为0.080mm。
b.负压筛析仪它由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。
其中筛座有转速为(30±2)
r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等组成。
负压为4000~6000Pa,喷气嘴的上口平面与筛网之间距离为2~8mm。
2)实验方法
a.筛析前,把负压筛放在筛座上,盖上筛盖,接通电源,调节负压为4000~6000Pa的范围。
b.称取实样25g,放进负压筛中,盖上盖,放在筛座上,开动筛析仪连续筛析2min,轻轻地敲打盖上附着的实样,停机后,用天平称量筛余物。
c.水泥实样筛余百分数按下式计算(准确至0.1%)。
Rs
F=——×100%
W
式中:
,F一一水泥实样的筛余百分数;
Rs——水泥筛余物的质量,g;
W——水泥实样的质麓,g。
2.水筛法
1)主要仪器设备
a.标准筛方孔筛边长0.080mm,筛板框有效直径125mm,高80mm。
b.筛支座能带动筛子转动,转速为50r/min。
C.喷头直径55mm,上面分布90个孔,孔径0.5~0.7mm。
2)检验方法
a.称取水泥实样50g,倒入筛内,用水冲洗至大部分细粉通过,再将筛子置予筛座上,用0.030~0.080MPa水压连续冲洗3min,注意喷头离开筛网约50mm。
b.筛毕取下,将筛余物用水冲到一边,把筛余物全部移动到蒸发皿上将水倒出,烘干,称量(精确至0.1g),以其读数乘以2,即得筛余百分数。
C.结果评定以一次检验所得的结果作最后的结果。
3.干筛法
1)仪器设备
标准筛:
筛布同湿筛法,筛框有效直径150mm,高50mm。
2)检验方法
称取实样50g倒入筛内,并加盖,用手执筛往复摇动,另一只手轻轻拍打,拍打速度
120次/min,每40次向同一方向转动60°,使实样均匀分布在筛网上,直到每分钟通过的实样量不超过0.05g为止,称筛余量。
实验结果按下式计算筛余百分数(准确至0.1%):
Rs
F=——×100%
W
式中:
符号的意义同负压筛法。
4.实验记录及实验结论
1)实验记录
实样质量W(g)
筛余物质量Rs(g)
筛余百分数%
2)实验结论
根据国家标准评定水泥细度是否合格。
六、实验报告
水泥细度实验记录(水筛或干筛法)(精确至0.1%)GB/T1345-91
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
水泥实样重
W
(g)
筛子规格边长为0.08毫米
方孔筛
筛余重量
(g)
筛余百分数
F
(%)
细度是
否合格
备注
七、其他说明
细度实验完毕后筛子需要清理干净。
水泥标准稠度用水量实验
一、实验目的
水泥的凝结时间和体积安定性都与用水量有很大关系。
二、实验内容
水泥标准稠度
三、实验原理、方法和手段
为了消除实验条件的差异,测定凝结时间和体积安定性时,必须采用具有标准稠度的净浆。
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,为测定水泥的凝结时间和体积安定性实验作好准备。
实验方法分代用法和标准法。
四、实验组织运行要求
以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件、实验步骤
1.实验仪器
1)标准稠度测定仪
a.代用法维卡仪如实图2.1所示,滑动部分的质量为300g,实锥锥底直径40mm,高50mm,装净浆用的锥模上口径60mm,高70mm(实图2.2)。
实图2.1实图2.2
b.标准法维卡仪标准实杆(实图2.3)有效长度为(50±1)mm、有效直径ф为(10±0.5)mm的圆柱形耐腐蚀金属制成。
实模由耐腐蚀并有足够硬度的金属制成。
实模深(40±0.2)㎜、顶内径ф为(60±0.5)㎜、底内径ф为(75±0.5)㎜的截顶圆锥体。
每只实模配一个厚度≥2.5ram的平板玻璃片。
初凝用实针
实图2.3标准稠度实杆终凝用实针实图2.4
2)水泥净浆搅拌机由搅拌锅和搅拌叶片组成。
3)量水器(最小刻度0.1mL,精度l%)、天平(能准确称量至1g)。
2.实验方法
1)代用法
A.凋整用水量方法
a.实验前须检查仪器金属棒应能自由滑动,实锥降至顶面位置时,指针应对准标尺零
点,搅拌机运转正常:
、
b.水泥净浆的拌制用湿布将水泥净浆搅拌机的搅拌锅及叶片擦过,将称好的50%水泥
实样倒入搅拌锅内。
拌和时先将锅放到搅拌机的锅座上,升至搅拌位置再开动机器,同时慢慢地加水,慢速搅拌120s,停拌5s,接着快速搅拌120s停机。
拌和结束后,立即将拌好的净浆装入锥模内,用小刀插捣,振捣数次刮去多余净浆;抹平后迅速放到实锥下面固定的位置上,将实锥降至净浆表面拧紧螺丝,然后突然放松,让实锥自由沉入净浆中,到实锥停止下沉时记录实锥下沉的深度。
全部操作应在1.5min内完成。
B.固定用水量法
水泥用量为500g,拌和用水量为142.5cm3。
测定方法与调整用水量法相同。
2)标准法
拌和结束后,立即将拌制好的水泥净浆装入已放在玻璃片上的实模中,用小刀插捣,轻轻振捣数次,刮去多余的净浆;抹平后,将实模放到维卡仪上,并将中心定在实杆下,降低实杆至与水泥接触,拧紧螺丝1~2s后,突然放松,使实杆自由地沉人水泥浆中。
在实杆停止沉入或释放实杆30s时记录实杆与底板的距离,升起实杆后,将实杆擦净,整个过程在1.5min内完成。
3.实验结果
1)代用法
A.调整用水量法
实锥下沉的深度为(28±2)mm时的拌和用水量为水泥的标准稠度用水量P,以水泥质量
的百分数计,按下式计算:
式中:
W——拌和用水量,mL。
如实锥下沉的深度超出上述范围,实验须重做至达到(28±2)mm时为止。
B.固定用水量法
根据测得实锥下沉的深度S(mm)按下式(或仪器上对应标尺)计算得到标准稠度用水量
P(%):
P=33.4-0.185S
式中:
S——实锥下沉的深度,mm。
当实锥深度S小于13mm时,应用调整用水量法。
2)标准法
实杆沉人净浆与底板距(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
标准稠度用水量P,按水泥质量的百分比计。
4.记录格式及结果
实样质量/g
用水量/g
实锥下沉深度/mm
标准稠度用水量/%
六、实验报告
水泥标准稠度用水量(不变水量法)实验记录表(GB/T1346-2001)
学院:
专业:
班级:
姓名
学号
实验组
实验时间
指导老师
成绩
实验项目名称
水泥实样重
(g)
加水量
(cm3)
实锥下沉深度
S(mm)
标准稠度用水量
(%)
备注
七、其他说明
实验完毕后将所使用仪器清理干净。
水泥凝结时间的测定
一、实验目的
测定水泥的凝结时间,判断水泥的质量。
二、实验内容
水泥初凝和终凝时间
三、实验原理、方法和手段
水泥凝结时间有初凝与终凝之分。
初凝时间是指从加水到水泥标准稠度净浆开始失去塑性的时间;终凝时间是指从加水到完全失去塑性的时间。
凝结时间以h及min来表示。
四、
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- 建筑材料 实验 指导书