《土木工程材料》 教案 第十四章 土木工程材料試驗

土木工程材料教案

課程信息課程名稱土木工程材料授課專業(yè)土木工程課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（√）；實踐課（√）；其它（）考核方式考試（）；考查（√）課程教學總學時數(shù)32學時學分數(shù)2學分學時分配理論課20時；實踐課12學時；教材名稱土木工程材料作者柯龍；董萌；趙影出版社西安電子科技大學出版社書號978-7-5606-6993-9出版時間2023.09班級課程名稱土木工程材料授課教師授課課時2學習課題土木工程材料試驗教學基本要求對土木工程材料試驗有一個總體的、全貌的了解。教學重點、難點土木工程材料的基本試驗包括材料取樣、試件制備、設備性能、試驗條件、操作程序以及數(shù)據(jù)取舍和處理等。常用材料試驗儀器的性能和操作方法、基本的試驗技術、主要建筑材料的技術要求、數(shù)據(jù)處理方法、材料性能檢驗和評定的基本方法。教學方法、手段案例導入法、講授法、小組討論法教學過程設計導入——專題講解——問題分析討論——練習——歸納總結參考案例來自教材、相關參考書教具、教材教學課件PPT、教學錄像片

教師學期授課教案授課提綱及重難點分析教學方法設計時間分配及旁注14.1材料的基本物理性質(zhì)試驗14.1.1密度試驗材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量。1）儀器設備李氏瓶（如圖14-1所示）、篩子（孔徑為0.2mm）、天平（500g,感量為0.01g）、溫度計、烘箱、干燥器和量筒等。2）試驗步驟（1）將試樣（磚塊）破碎、研磨并全部通過0.2mm的孔篩，再放入105℃~110℃的烘箱中，烘至恒重，然后在干燥器內(nèi)冷卻至室溫。（2）將不與試樣起反應的液體（水或煤油）注入李氏瓶中，直至突頸下0~1mL刻度線范圍內(nèi)，記下刻度數(shù)，將李氏瓶放入盛水的容器中，在試驗過程中水溫控制在（20±0.5）℃。（3）用天平秤取60~90g試樣，用小勺和漏斗小心地將試樣徐徐送入李氏瓶中（下料速度不得超過瓶內(nèi)液體浸沒試樣的速度，以免阻塞），直至液面上升至20mL刻度左右，再稱剩余的試樣質(zhì)量，算出裝入瓶內(nèi)的試樣質(zhì)量m（g）。（4）轉(zhuǎn)動李氏瓶，使液體中的氣泡排出，記下液面刻度。根據(jù)前后兩次液面讀數(shù)算出液面上升的體積v（cm3），即為瓶內(nèi)試樣所占的體積。3）結果計算14.1.2表觀密度試驗表觀密度是材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（以燒結普通磚為試件）。1）儀器設備游標卡尺（精度為0.1mm）、天平（感量為0.1g）、烘箱、干燥器等。2）試驗步驟（1）將規(guī)則形狀的試件放入105℃~110℃的烘箱中烘干至恒重，取出后放入干燥器中，冷卻至室溫，并用天平稱量出試件的質(zhì)量m（g）。（2）用游標卡尺量出試件尺寸（每邊測量上、中、下三處，取其平均值），并計算出其體積V0（cm3）。3）結果計算14.1.3吸水率試驗材料的吸水率是指材料吸水飽和時的吸水量占干燥材料的質(zhì)量或體積之比（以加氣混凝土為試件）。1）儀器設備天平、烘箱、干燥箱、游標卡尺等。2）試驗步驟（1）將三個尺寸為100mm的立方體試樣放入烘箱內(nèi)，在（60±5）℃溫度下保溫24h，然后在（80±5）℃溫度下保溫24h，再在（105±5）℃溫度下烘干至恒重，接著放到干燥器中冷卻至室溫，稱其質(zhì)量mg（g）。（2）將試件放入水溫為（20±5）℃的恒溫水槽內(nèi)，然后加水至試件高度的1/3處，過24h后再加水至試樣高度的2/3處，經(jīng)24h后，加水高出試樣30mm以上，保持24h。這樣逐次加水的目的在于使試件孔隙中空氣逐漸逸出。（3）從水中取出試件，用濕布抹去表面水分，立即稱取每塊質(zhì)量mB（g）。14.2水泥試驗14.2.1水泥細度測定水泥細度檢驗分為負壓篩法、水篩法和手工干篩法三種。當三種測定的結果發(fā)生爭議時，以負壓篩為準。1）儀器設備負壓篩析儀（由篩座、負壓篩、負壓源及收塵器組成，見圖14-2），水篩（水篩架和噴頭），干篩和天平等。2）試驗步驟（1）負壓篩法。①篩析試驗前，應把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負壓至4000~6000PA的范圍內(nèi)。②稱取試樣25g，置于潔凈的負壓篩中，蓋上篩蓋，并開動篩析儀連續(xù)篩2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕地敲擊，使試樣落下。篩畢，用天平稱量篩余物。（2）水篩法。①篩析試驗前，應檢查所用水，確保水中無泥、砂，調(diào)整好水壓及水篩架的位置，使其能正常運轉(zhuǎn)。噴頭底面與篩網(wǎng)之間的距離為35~70mm。②稱取試樣50g，置于潔凈的水篩中，立即用淡水沖洗至大部分細粉通過后，放在水篩架上，用水壓為（0.05±0.02）MPa的噴頭連續(xù)沖洗3min。篩畢，用少量水把篩余物沖至蒸發(fā)器中，等水泥顆粒全部沉淀后倒出清水，烘干并用天平稱量篩余物。（3）手工干篩法。在沒有負壓篩析儀和水篩的情況下，允許用手工干篩法。試驗步驟如下：①稱取試樣50g，倒入干篩內(nèi)。②用一只手執(zhí)篩往復搖動，另一只手輕輕拍打，拍打速度每分鐘約120次，每40次向同一方向轉(zhuǎn)動60。，使試樣均勻分布在篩網(wǎng)上，直至每分鐘通過的試樣量不超過0.05g為止。③稱量篩余物（稱量精確至0.1g）。3）結果計算14.2.2水泥標準稠度用水量測定1）儀器設備（1）水泥凈漿攪拌機如圖14-3所示，主要由攪拌鍋、攪拌葉片、傳動機構和控制系統(tǒng)組成。（2）測定水泥標準稠度和凝結時間的維卡儀如圖14-4所示，包括試桿和試模。2）試驗步驟（1）用濕布將攪拌鍋和攪拌葉片擦濕，將拌和水（重為W）倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5~10松內(nèi)小心地將稱好的500g水泥加入水中，將攪拌鍋固定在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置。（2）啟動攪拌機，低速攪拌120松，停15松，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120松后停機。（3）拌和結束后，立即將水泥凈漿裝入已置于玻璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動數(shù)次，抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，降低試桿直至與凈漿表面正好接觸，擰緊螺絲1~2松后，突然放松，使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30松時，記錄試桿距底板之間的距離。3）試驗結果14.2.3水泥凈漿凝結時間測定1）儀器設備（1）維卡儀：測定凝結時間的儀器同測定標準稠度用水量儀器，只是取下試桿，用試針代替試桿。2）試驗步驟（1）以標準稠度用水量，用500g水泥按規(guī)定方法拌制標準稠度水泥漿，一次裝滿試模，振動數(shù)次后刮平，立即放入濕氣養(yǎng)護箱中。記錄水泥全部加入水中的時間。（2）初凝時間的測定：試件在養(yǎng)護箱養(yǎng)護至加水30min時進行第一次測定。測定時，將試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1~2松后，突然放松，試針垂直自由地沉入水泥凈漿，記錄試針停止下沉或釋放試針30松時指針的讀數(shù)。在最初測定操作時應輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防試針撞彎，但結果以自由下落為準。（3）終凝時間的測定：在完成初凝時間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180。，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入養(yǎng)護箱中繼續(xù)養(yǎng)護，臨近終凝時間每隔15min測定一次。用同樣測定方法，觀察指針讀數(shù)。3）試驗結果從水泥全部加入水中的時間起，至試針沉至距底板（4±1）mm時所經(jīng)過的時間為初凝時間；至試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時所經(jīng)過的時間為終凝時間。14.2.4水泥安定性的測定用沸煮法檢驗水泥漿體硬化后體積變化是否均勻。檢驗分雷氏法和試餅法，若兩種方法有爭議，則以雷氏法為準。1）儀器設備沸煮箱、雷氏夾（如圖14-6所示）、雷氏夾膨脹測定儀（如圖14-7所示）、水泥凈漿攪拌機。2）試驗步驟（1）雷氏法是測定水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后的膨脹值。①每個試樣需成型兩個試件,每個雷氏夾須配置質(zhì)量約為75~85g的玻璃板兩塊,一墊一蓋將玻璃板和雷氏夾內(nèi)表面稍涂一層油。②將已制好的標準稠度凈漿一次裝滿雷氏夾,裝漿時一手輕扶雷氏夾,另一只手用小刀插扣數(shù)次,然后抹平,蓋上稍涂油的玻璃板,立即將試件移至濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護（24±2）h。③脫去玻璃板取下試件,用膨脹值測定儀測量雷氏夾指針尖端間的距離A,精確至0.5mm,抽著將試件放入沸煮箱水中的試件架上,指針朝上,然后在（30±5）min內(nèi)加熱至沸并恒沸（180±5）min。④取出沸煮后冷卻到室溫的試件,測量雷氏夾指針尖端的距離C,當兩個試件煮后增加距離C—A的平均值不大于5.0mm時,該水泥安定性合格,當兩個試件的C—A值相差超過4.0mm時,應用同一樣品重做試驗。（2）試餅法是觀察水泥凈漿試餅沸煮后的外形變化。①將制好的標準稠度凈漿一部分分成兩等份,使之成球形,放在已涂過油尺寸約100mm×100mm的玻璃板上,輕輕振動玻璃板并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央抹,做成直徑為70~80mm、中心厚約為10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅,將試餅放入濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護（24±2）h。②脫去玻璃板取下試餅,在試餅無缺陷的情況下,將試餅放在沸煮箱水中蓖板上,沸煮方法同雷氏法。③沸煮結束后，取出冷卻到室溫的試件，目測試餅未發(fā)現(xiàn)裂縫，用鋼尺檢查也沒有彎曲的試餅為安定性合格，反之為不合格。當兩個試餅的判別結果有矛盾時，該水泥的安定性為不合格。14.2.5水泥膠砂強度檢驗1）儀器設備（1）行星式水泥膠砂攪拌機：攪拌葉和攪拌鍋作相反方向轉(zhuǎn)動。（2）振實臺：由同步電機帶動凸輪轉(zhuǎn)動，使振動部分上升定值后自由落下，產(chǎn)生振動，振動頻率為60次/（60±2）s，落距為（15±0.3）mm。（3）試模：可裝拆的三連模，由隔板、端板和底座組成。（4）套模：壁高為20mm的金屬模套，當從上向下看時，模套壁與試模內(nèi)壁應該重疊。（5）抗折強度試驗機。（6）抗壓試驗機及抗壓夾具：抗壓試驗機以200~300KN為宜，應有±1%精度，并具有按（2400±200）N/s速率的加荷能力；抗壓夾具由硬質(zhì)鋼材制成，受壓面積為40mm×40mm。（7）兩個搖料器和金屬刮平直尺。2）試件的制備和養(yǎng)護（1）膠砂的制備。膠砂的質(zhì)量配合比為一份水泥、三份標準砂和半份水。一鍋膠砂成三條試體，每鍋材料需要量為水泥450g，標準砂1350g，水225g。（2）試件成型。膠砂制備后立即進行成型。將涂機油的三聯(lián)模和模套固定在振實臺上，用一個合適的勺子直接從攪拌鍋里將膠砂分兩層裝入試模。（3）試件養(yǎng)護。①在試模上做標記后，將試件帶試模放入霧室或濕箱的水平架上養(yǎng)護。對于24h以上齡期的試件應在成型后20~24h之間脫模；對于24h齡期的試件，應在破型試驗前20min內(nèi)脫模。脫模前，對試件進行編號，兩個齡期以上的試件，在編號時應將同一試模中的三條試件分在兩個以上齡期內(nèi)。②將做好標記的試件立即水平或豎直放在（20±1）℃水中養(yǎng)護，水平放置時刮平面應朝上。養(yǎng)護期間試件之間間隔或試件上表面的水深不得小于5mm。每個養(yǎng)護池只養(yǎng)護同類型的水泥試件，試件水中養(yǎng)護期間不允許全部換水。除24h齡期或延遲至48h脫模的試件外，任何到齡期的試件應在試驗前15min從水中取出，揩去試件表面沉積物，并用濕布覆蓋至試驗為止。3）強度試驗不同齡期強度試驗應在規(guī)定時間里進行：24h±15min、48h±30min、72h±45min、7d±2h、大于28d±8h。（1）抗折強度試驗。①將試件一個側(cè)面放在試驗機支撐圓柱上，試件長軸垂直于支撐圓柱，通過加荷圓柱以（50±10）N/S的速率均勻地將荷載垂直地加在棱柱體相對側(cè)面上，直至折斷，記錄抗折破壞荷載F1（N）。②抗折強度Rf按式（14-7）計算（精確至0.1MPa）（2）抗壓強度試驗。①將折斷的半截棱柱體置于抗壓夾具中，以試件的側(cè)面作為受壓面。半截棱柱體中心與壓力機壓板中心差應在±0.5mm內(nèi)，試件露在壓板外部分約有10mm。在整個加荷過程中以（2400±200）N/S的速率均勻地加荷直至破壞，并記錄破壞荷載F2（N）。②抗壓強度RC按式（14-8）計算（精確至0.1MPa）14.3骨料試驗14.3.1樣品的縮分樣品的縮分有以下兩種方法。（1）用分料器（砂）。將樣品在潮濕狀態(tài)下拌和均勻，然后通過分料器，取接料斗中的其中一份再次通過分料器，重復上述過程，直至把樣品縮分到試驗所需量為止。（2）人工四分法。將所取樣品砂（石）置于平板上，拌和均勻，堆成厚度約為20mm的圓餅（砂）或錐體（石），然后沿互相垂直的兩條直徑分成大致相等的四份，取其中對角線的兩份重新拌勻，重復進行，直至把樣品縮分到試驗所需量為止。14.3.2砂的篩分析試驗1）儀器設備方孔篩（孔徑為150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.50mm的篩各一只，并附有篩底和篩蓋）、天平（稱量為1kg，感量為1g）、烘箱、搖篩機、淺盤、毛刷等。2）試驗步驟（1）將試樣縮分至約1100g，放入烘箱中，在（105±5）℃下烘干至恒重，待冷卻至室溫后，篩除大于9.50mm的顆粒，將其分兩份備用。（2）稱取試樣500g，將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩上。（3）將套篩置于搖篩機上，搖篩10min取下套篩，按篩孔大小順序再逐個用手篩，篩至每分鐘通過量小于試樣總量的0.1%為止。通過的試樣并入下一號篩中，并和下一號篩中的試樣一起過篩，依次進行，直至各號篩全部篩完為止。（4）稱量各號篩的篩余量（精確至1g），試樣在各號篩上的篩余量不得超過式（14-9）的量，超過時應按下列方法之一處理。3）結果計算與評定（1）分計篩余百分率：各號篩的篩余量除以試樣總量的百分率（精確至0.1%）。（2）累計篩余百分率：該號篩的篩余百分率加上該號篩以上各篩余百分率之和（精確至0.1%），如果各篩的篩余量加上篩底的剩余量之和與原試樣質(zhì)量之差超過1%，則應重新試驗。（3）計算砂的細度模數(shù)Me（精確至0.01）。（4）累計篩余百分率取兩次試驗結果的算術平均值（精確至1%）。細度模數(shù)取兩次試驗結果的算術平均值（精確至0.1），若兩次所得的細度模數(shù)之差大于0.2，則應重新進行試驗。14.3.3砂的表觀密度試驗1）儀器設備容量瓶（500mL）、天平（稱量為1kg，感量為1g）、烘箱（溫度控制在（105±5）℃）、干燥器、搪瓷盤、滴管和毛刷等。2）試驗步驟（1）稱取制備好的烘干試樣300g（m0），將試樣裝入容量瓶中加冷開水至500mL的刻度處，用手旋轉(zhuǎn)搖動容量瓶，使試樣充分搖動，排除氣泡，塞緊瓶蓋靜置24h。用滴管小心加水至容量瓶頸500mL刻度處，塞緊瓶蓋稱其質(zhì)量（m1）。（2）將瓶內(nèi)水和試樣倒出，洗凈容量瓶，再向瓶內(nèi)注水（與試樣裝入容量瓶中的水溫相差不超過2℃）至瓶頸500mL刻度處，擦干瓶外水分，稱其質(zhì)量（m2）。3）結果計算與評定14.3.4砂的堆積密度試驗1）儀器設備天平（稱量為10kg，感量為1g）、容量筒（圓柱形金屬筒，容積為1L，內(nèi)徑為108mm，高為109mm，壁厚為2mm）、烘箱、方孔篩（孔徑為4.75mm的篩一只）、墊棒（直徑為10mm，長為500mm的圓鋼）、直尺、漏斗、料勺、淺盤等。2）試驗步驟（1）將經(jīng)過縮分并烘干后約3L的試樣過4.75mm篩后，分成大致相等的兩份。（2）堆積密度：取樣一份，用漏斗或鋁制料勺，將試樣從容量筒中心上方50mm處徐徐倒入，直至試樣裝滿并超出容量筒筒口，然后用直尺將多余的試樣沿筒口中心線向兩個相反的方向刮平，稱其質(zhì)量（m2）。（3）緊密密度：取試樣一份，分兩層裝入容量筒。裝完一層后，在筒底墊放一根直徑為10mm的圓鋼，將簡按壓，左右交替擊地面各25次，然后再裝入第二層；第二層裝滿后，用同樣方法顛實（但筒底所墊圓鋼的方向與第一層放置方向垂直）；加料超過筒口，然后用直尺將多余的試樣沿筒口中心線向兩邊刮平，稱其質(zhì)量（m2）。（4）容量筒校正：以溫度為（20±2）℃的飲用水裝滿容量筒，用玻璃板沿筒口滑移，使其緊貼水面。擦干筒外壁水分，稱其質(zhì)量m（kg），倒出水并稱擦干后的容量筒和玻璃板的質(zhì)量m（kg），用式（14-11）計算筒的容積。3）結果計算與評定（1）堆積或緊密密度按式（1412）計算（精確至10kg/m3）（2）砂的空隙率P按式（1413）計算（精確至1%）14.3.5石子篩分析試驗1）儀器設備方孔篩（孔徑為2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、31.5mm、37.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm及90mm的篩各一只,并附有篩底和篩蓋）、臺秤（稱量為10kg,感量為1g）、鼓風烘箱（溫度控制在（105±5）℃）。2）試驗步驟（1）按規(guī)定方法取樣,用四分法縮分至略大于表141規(guī)定的數(shù)量,烘干并冷卻至室溫。套篩按孔徑從大到小順序組合,附著篩底,將試樣倒入篩中。（2）將套篩置于搖篩機上,搖10min,取下套篩,按篩孔大小順序逐個用手篩,篩至每分鐘通過量小于試樣總量0.1%為止。通過的顆粒并入下一號篩中,并和下一號篩中的試樣一起過篩。按此順序進行,直至各號篩全部篩完為止（當篩余顆粒的粒徑大于19.0mm時,在篩分過程中,允許用手指撥動顆粒）。（3）稱量各篩的篩余量（精確至1g）。3）結果計算與評定（1）分計篩余百分率:各號篩的篩余量除以試樣總量的百分率（精確至0.1%）。（2）累計篩余百分率:各號篩的分計篩余百分率加上該號篩以上各分計篩余百分率之和（精確至1%）。（3）根據(jù)各篩的累計篩余百分率,評定該試樣的顆粒級配。若篩分后每號篩上的篩余量和篩底剩余物的總和與原試樣量相差超過1%時,則需重新取樣試驗。14.3.6石子表觀密度試驗(廣閃瓶法)1）儀器設備廣口瓶（1000mL，磨口并帶玻璃片）、烘箱（溫度控制在（105±5）℃）、天平（稱量為5kg，感量為1g）、方孔篩（孔徑為4.75mm的篩一只）、淺盤、毛巾和刷子等。2）試驗步驟（1）按規(guī)定方法取樣，將樣品篩去4.75mm以下的顆粒，用四分法縮分至不少于表142規(guī)定的數(shù)量，洗刷干凈后，分成兩份備用。（2）將試樣浸水飽和，然后裝入廣口瓶中。裝試樣時，廣口瓶應傾斜放置，注入飲用水，用玻璃片覆蓋瓶口，以上下左右搖晃的方法排除氣泡。（3）氣泡排盡后，向瓶中添加水直至水面凸出瓶口邊緣。然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其緊貼瓶口水面。擦干瓶外水分后，稱取試樣、水瓶和玻璃總質(zhì)量m1（g）。（4）將瓶中試樣倒入淺盤中，放在（105±5）℃的烘箱中烘干至恒重。取出放在帶蓋的容器中冷卻至室溫后稱其質(zhì)量m0（g）。（5）將瓶洗凈，重新注入飲用水，用玻璃片緊貼瓶口水面，擦干瓶外水分后稱其質(zhì)量m2（g）。3）結果計算與評定（1）表觀密度P0按式（1414）計算（精確至10kg/m3）（2）以兩次試驗結果的算術平均值作為測定值，兩次結果之差應小于20kg/m3，否則需重新試驗。14.3.7石子堆積密度試驗1）儀器設備臺秤（稱量為50kg，感量為50g）、容量筒（規(guī)格見表14-3）。2）試驗步驟按規(guī)定取樣，烘干或風干后，拌勻分兩份備用。（1）堆積質(zhì)量：用取樣鏟將試樣從容量筒上方50mm處以均勻、自由落體狀裝入容量筒，使之呈錐體，除去凸出筒口表面的顆粒，用合適的顆粒填入凹陷部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等，稱取試樣和容量筒總質(zhì)量m2（kg）。（2）緊堆質(zhì)量：取制備好的試樣一份，分三次裝入容量筒，每裝完一層，在筒底墊放一根直徑為16mm的鋼筋，按住筒口或把手，左右交替擊地面25次，但筒底所墊鋼筋的方向應與裝前一層時所放置的方向垂直，三次試樣裝滿完畢后，用鋼筋刮下高出筒口的顆粒，將試樣凹凸不平部分整平，稱取試樣和容量筒總質(zhì)量m2（kg）。（3）容量筒質(zhì)量：取干燥容量筒，稱量其質(zhì)量記為m1（kg），再取試驗用玻璃板，稱量玻璃板和量筒總質(zhì)量記為m（kg）。（4）容量筒校正：將溫度為（20±5）℃的飲用水裝滿容量筒，用玻璃板沿筒口滑移，使其緊貼水面，擦干筒外壁水分后稱量記為m（kg）。用式（14-15）計算筒的容積V（L）14.4普通混凝土試驗14.4.1普通混凝土拌合物試樣制備普通混凝土拌合物的試樣制備要注意以下幾點。（1）實驗室拌和混凝土時,材料用量應以質(zhì)量計。稱量精度：骨料為±1%；水、水泥、摻合料、外加劑均為±0.5%。（2）混凝土拌合物的制備應符合《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ55-2011）中的有關規(guī)定。（3）從試樣制備完畢到開始做各項性能試驗的時間不宜超過5min（不包括成型試件）。14.4.2拌合物稠度試驗拌合物稠度試驗常用的方法有坍落度法與坍落度擴展度法,以及維勃稠度法。坍落度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm,坍落度不小于10mm的混凝土拌合物稠度測定。當混凝土拌合物的坍落度大于220mm時,由于粗骨料的堆積的偶然性,坍落度不能很好地代表拌合物的稠度,因此用坍落度擴展度法來測量。1.坍落度法與坍落度擴展度法1）儀器設備坍落度儀是由坍落度筒（如圖14-8所示）、搗棒、底板、小鏟、鋼抹子和測量標尺組成的。2）試驗步驟濕潤坍落度筒及底板,在坍落度筒內(nèi)壁和底板上應無明水。用腳踩住兩邊的腳踏板,使坍落度筒在裝料時保持固定的位置。清除筒邊底板上的混凝土，垂直平穩(wěn)地提起坍落度筒。提離過程應在5~10s內(nèi)完成；從開始裝料到提坍落度筒的整個過程應不間斷地進行，并應在150s內(nèi)完成。提起坍落度筒后，測量筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為混凝土拌合物的坍落度值。3）試驗結果（1）坍落度筒提起后，如果混凝土發(fā)生崩坍或一邊剪壞現(xiàn)象，則應重新取樣測定；如果第二次試驗仍出現(xiàn)此現(xiàn)象，則表示該混凝土和易性不好。（2）觀察坍落后的混凝土試樣的黏聚性和保水性。用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，如果錐體逐漸下沉，則表示黏聚性良好；如果錐體倒塌、部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示黏聚性不好。坍落度筒提起后如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而骨料外露，則表明保水性不好；如果坍落度筒提起后無稀漿或僅有少量稀漿從底部析出，則表明保水性良好。（3）當混凝土拌合物的坍落度大于220mm時，用鋼尺測量混凝土擴展后最終的最大直徑和最小直徑。當兩者之差小于50mm時，用其算術平均值作為坍落度擴展度值；否則，此試驗無效。2.維勃稠度法坍落度和坍落度擴展度值以毫米為單位，測量精確至1mm，結果修約至5mm。維勃稠度法適用于骨料最大粒徑不大于40mm，維勃稠度為5~30s的混凝土拌合物的稠度測定。1）儀器設備維勃稠度儀（如圖14-9所示）、振動臺（臺面長為380mm、寬為260mm、頻率為（50±3）Hz）、容器（內(nèi)徑為（240±5）mm、高為（200±2）mm，筒壁厚為3mm，筒底厚為7.5mm）、坍落度筒、旋轉(zhuǎn)架、透明圓盤、搗棒、小鏟和秒表。2）試驗步驟（1）將維勃稠度儀放在堅實水平面上，用濕布把容器、坍落度筒、喂料口內(nèi)壁及其他用具潤濕。（2）將喂料口提到坍落度筒上方扣緊，校正容器位置，使其中心與喂料中心重合，然后擰緊固定螺絲。（3）把按要求取得的混凝土拌合物用小鏟分三層經(jīng)喂料口均勻地裝入筒內(nèi)，裝料及插搗的方法同坍落度試驗。（4）把喂料口轉(zhuǎn)離，垂直提起坍落度筒，注意不能使混凝土試體產(chǎn)生橫向的扭動。把透明圓轉(zhuǎn)到混凝土圓臺體頂面，放松測桿螺釘，降下圓盤，使其輕輕接觸到混凝土頂面。（5）擰緊定位螺釘，檢查測桿螺釘是否完全放松，開啟振動臺的同時用秒表計時，當振動到透圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間停止計時，關閉振動臺。3）試驗結果由秒表讀出時間為混凝土拌合物的維勃稠度值，精確至1s。14.4.3表觀密度試驗本試驗適用于測定混凝土拌合物搗實后的單位體積質(zhì)量（即表觀密度）。1）儀器設備容量筒（由金屬制成的圓筒，兩旁有提手）、臺秤（稱量為50kg，感量為50g）、振動臺、搗棒等。對骨料最大粒徑不大于40mm的拌合物采用容積為5L的容量筒，其內(nèi)徑與內(nèi)高均為（186±2）mm，筒壁厚為3mm；當骨料最大粒徑大于40mm時，容量筒的內(nèi)徑與內(nèi)高均應大于骨料最大粒徑的4倍。2）試驗步驟用濕布把容量筒內(nèi)外擦干凈，稱出容量筒質(zhì)量，精確至50g。對坍落度不大于70mm的混凝土，用振動臺振實為宜；對坍落度大于70mm的混凝土，用搗棒搗實為宜。3）試驗結果14.4.4抗壓強度試驗1）儀器設備壓力試驗機（精度為±1%,試件破壞荷載必須大于壓力機全量程的20%且小于壓力機全量程的80%）、振動臺（空載頻率為（50±3）Hz,空載時振幅約為（0.5±0.02）mm）、試模（由鑄鐵或鋼制成,具有足夠的剛度且拆裝方便）、搗棒（鋼制的長為600mm,直徑為16mm,端部磨圓）、小鐵鏟和鋼尺等。2）試件的制作與養(yǎng)護（1）試件的制作。①試驗采用立方體試件,三個試件為一組,以150mm×150mm×150mm試件為標準,也可采用200mm×200mm×200mm試件；當粗骨料粒徑較小時可用100mm×100mm×100mm試件。制作試件前,首先檢查試模的尺寸、內(nèi)表面平整度和相鄰面夾角是否符合要求,擰緊螺栓,將試模清理干凈,并在其內(nèi)壁涂上一層礦物油脂或其他脫模劑。②將配制好的混凝土拌合物裝模成型,成型方法按混凝土的稠度而定?；炷涟韬衔锇柚坪笠嗽?5min內(nèi)成型。③振動臺振實成型:坍落度不大于70mm的混凝土拌合物,一次裝入試模并高出試模上口。振動時應防止試模在振動臺上自由跳動。振動應持續(xù)到混凝土表面出漿為止,刮除多余的混凝土,并用抹刀抹平。對于坍落度大于70mm的黏度和含氣量較大的混凝土也可使用振實成型。④人工插搗成型:坍落度大于70mm的混凝土拌合物,應分兩層裝入試模,每層的裝料厚度大致相等。用搗棒插搗時,應按螺旋方向從邊緣向中心均勻進行,插搗底層時,搗棒應達到試模表面；插搗上層時,搗棒應穿入下層20~30mm；插搗時搗棒應保持垂直,不得傾斜。每層的插搗次數(shù)一般每100cm2面積不應少于12次。插搗完后,刮除多余的混凝土,并用抹刀抹平。（2）試件的養(yǎng)護。采用標準養(yǎng)護的試件,成型后應立即用不透水的薄膜覆蓋,以防止水分蒸發(fā),并應在室溫為（20±5）℃的條件下靜置一至兩晝夜,然后編號、拆模。拆模后的試件,應立即將試件放在標準養(yǎng)護室的架上,彼此間隔應為10~20mm,并應避免用水直接淋刷試件；或在溫度為（20±2）℃的不流動的CA（OH）2飽和溶液中養(yǎng)護；標準養(yǎng)護齡期為28d。3）抗壓強度試驗（1）從養(yǎng)護室取出到養(yǎng)護齡期的試件,隨即擦干并量尺寸（精確到1mm）,并以此計算試件的受壓面積A（mm2）（2）將試件安放在試驗機的下壓板上,試件的承壓面應與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準。開動試驗機,當上壓板與試件接近時,調(diào)整球座,使之接觸均衡。（3）加荷時當混凝土強度等級低于C30時,取每秒鐘0.3~0.5MPa；強度等級不小于C30且小于C60時,取每秒鐘0.5~0.8MPa；強度等級不小于C60時,取每秒鐘0.8~1.0MPa的速度連續(xù)而均勻地加荷。當試件接近破壞而開始迅速變形時,應停止調(diào)整試驗機油門,直至破壞,然后記錄破壞荷載P（N）。4）結果計算混凝土立方體試件抗壓強度按式（14-19）計算（精確至0.1MPa）約30min14.5建筑砂漿試驗14.5.1砂漿拌合物試樣制備砂漿拌合物試樣的制備應注意以下幾點。（1）試驗用水泥和其他原材料應與現(xiàn)場使用材料一致。（2）試驗室拌制砂漿時,材料稱量的精確度：水泥、外加劑等為±0.5%；砂、石灰膏、黏土膏、粉煤灰和磨細生石灰粉為±1%。（3）試驗室用攪拌機拌制砂漿時,先拌適量砂漿,使攪拌機內(nèi)壁黏附一層水泥砂漿；然后將稱量好的水泥和砂裝入攪拌機,開動攪拌機,加入適量水,攪拌3min,使物料拌和均勻（攪拌的用量不宜少于攪拌機容量的20%,攪拌時間不宜少于2min）。14.5.2砂漿稠度試驗1）儀器設備砂漿稠度測定儀（如圖14-10所示）、鋼制搗棒（直徑為10mm、長為350mm、端部磨圓）、臺秤、拌鍋、拌板和秒表等。2）試驗步驟（1）將盛漿容器和試錐表面用濕布擦干凈,并用少量潤滑油輕擦滑竿,使滑竿能自由滑動。（2）將砂漿拌合物一次裝入容器中,使砂漿表面低于容器口約10mm左右,用搗棒插搗25次,然后輕輕地將容器搖動或敲擊五六下,使砂漿表面平整,將容器移至砂漿稠度儀的底座上。（3）放松試錐滑竿的制動螺絲,向下移動滑竿,當試錐尖端與砂漿表面剛接觸時,擰緊制動螺絲使齒條側(cè)桿下端剛接觸滑竿上端,并將指針對準零點。（4）擰開制動螺絲,同時計時,待10s時立即固定螺絲,從刻度盤上讀出下沉深度（精確至1mm）。（5）圓錐形容器內(nèi)的砂漿,只允許測定一次稠度,重復測定時,應重新取樣測定。3）結果評定取兩次試驗結果的算術平均值作為砂漿稠度測定值（精確至1mm）,如測定值兩次之差大于20mm時,則應重新配料測定。14.5.3砂漿分層度試驗1）儀器設備砂漿分層度筒（如圖14-11所示）,其他儀器同稠度試驗儀器2）試驗步驟（1）將拌和好的砂漿，經(jīng)稠度試驗后重新拌勻，一次裝滿分層度筒。用木桅在容器周圍距離大致相等的四個不同地方輕輕敲擊一兩下，如砂漿沉落到分層度筒口以下，應隨時添加，然后刮去多余的砂漿，并用抹刀抹平。（2）靜置30min后，去掉上℃的200mm砂漿，剩余的100mm砂漿倒出，放在攪拌鍋拌2min，再測其稠度。（3）前后測得的稠度之差即為該砂漿的分層度值（精確至1mm）。3）結果評定取兩次試驗結果的算術平均值作為砂漿的分層度值，如果兩次分層度試驗值之差大于20mm時，則應重做試驗。14.5.4砂漿抗壓強度試驗1）儀器設備試模（鑄鐵或具有足夠剛度、拆裝方便的塑料試模，其幾何尺寸為70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體）、搗棒（直徑為10mm、長為350mm、端部磨圓的鋼棒）、壓力試驗機（采用精度不大于±2%的試驗機，其量程應能使試件預期破壞荷載值不小于全量程的20%，也不大于全量程的80%）、墊板等。2）試件的制作與養(yǎng)護（1）用于多孔吸水基面的砂漿，采用無底試模。將無底試模放在預先鋪有吸水性較好的紙的普通黏土磚上（磚的吸水率不小于10%，含水率不大于20%），試模內(nèi)壁事先涂刷薄層機油或脫模劑。將拌好的砂漿向試模內(nèi)一次注滿，用搗棒均勻由外向里按螺旋方向插搗25次，使砂漿高出試模頂面6~8mm，當砂漿表面開始出現(xiàn)麻斑狀態(tài)時（約15~30min），將高出部分的砂漿沿試模頂面削去抹平。（2）用于較密實基面的砂漿，采用有底試模。試模涂油后，將拌好的砂漿分兩層裝入，每層用搗棒插搗12次，然后用刮刀沿試模內(nèi)壁插搗數(shù)次，刮去多余的砂漿，并抹平。（3）試件制作后，應在（20±5）℃溫度環(huán)境下停置一晝夜（（24±2）h），當氣溫較低時，可適當延長時間，但不應超過兩晝夜，然后對試件進行編號并拆模。試件拆模后，按規(guī)定進行養(yǎng)護。3）抗壓強度試驗與測定（1）試件從養(yǎng)護地點取出后，先將試件表面擦凈，然后測量尺寸（精確到1mm），并據(jù)此計算試件的受壓面積，如實測尺寸與公稱尺寸之差不超過1mm，可按公稱尺寸計算，并檢查其外觀。（2）將試件放在試驗機的下壓板上，使承壓面與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準。開動試驗機，當上壓板與試件接近時，調(diào)整球座，使接觸面均衡受壓，均勻加荷。（3）加荷速度應為每秒鐘0.5~1.5KN（砂漿強度在5MPa及5MPa以下時，取下限為宜；砂漿強度在5MPa以上時，取上限為宜）。當試件接近破壞而開始迅速變形時，停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。4）結果計算14.6墻體材料試驗14.6.1燒結普通磚的抗壓強度試驗1）儀器設備壓力機（300~500KN）、鋸磚機或切磚器、直尺等。2）試件制備和養(yǎng)護（1）將10塊試樣切斷或鋸成兩個半截磚，斷開的半截磚長不得小于100mm，如果不足100mm，應另取備用試樣補足。（2）將已斷開的半截磚放入室溫的凈水中10~20min后取出，并以斷口相反方向疊放，兩者中間抹以厚度不超過5mm的用強度等級為32.5或42.5水泥調(diào)制成稠度適宜的水泥凈漿黏結，上下兩面用厚度不超過3mm的同種水泥漿抹平。制成的試件上下兩面應相互平衡，并垂直于側(cè)面（如圖14-12所示）。（3）將制備好的試件置于溫度不低于10℃的不通風室內(nèi)養(yǎng)護3d。3）試驗步驟（1）測量每個試件連接面的長、寬尺寸，分別取其平均值（精確至1mm），并計算受力面積A（mm2）。（2）將試件平放在加壓板的中央，垂直于受壓面加荷，加荷速度為（5±0.5）KN/松，直至試件破壞為止，記錄最大破壞荷載P（N）。4）結果計算與評定14.6.2蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度試驗1）儀器設備壓力機（300~500KN）、鋸磚機或切磚器、直尺等。2）試件制備沿制品膨脹方向中心部分按上、中、下順序鋸取一組，“上”塊上表面距離制品頂面30mm，“中”塊在正中處，“下”塊下表面距離制品底面30mm。制品的高度不同，試件間隔略有不同。尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件，在質(zhì)量含水率為25%~45%的條件下進行試驗。3）試驗步驟測量試件的尺寸，精確至1mm，并計算試件的受壓面積（mm2）。將試件放在材料試驗機的下壓板的中心位置，試件的受壓方向應垂直于制品的膨脹方向，以（2.0±0.5）KN/松的速度連續(xù)而均勻地加荷，直至試件破壞為止，記錄最大破壞荷載P（N）。4）結果計算與評定14.7鋼筋試驗14.7.1鋼筋拉伸試驗1）儀器設備萬能材料試驗機（示值誤差不大于1%）、游標卡尺（精度為0.1mm）。2）試件的制作（1）鋼筋試件一般不經(jīng)切削（見圖14-13）。3）試驗步驟（1）調(diào)整試驗機測力度盤的指針，對準零點，撥動副指針與主指針重疊。（2）將試件固定在試驗機的夾具內(nèi)，開動試驗機進行拉伸。屈服前，應力速度增加，并保持試驗機控制器固定于這一速率位置上，直至該性能測出為止；測定抗拉強度時，平行長度的應變速率不應超過0.008/s。（3）鋼筋在拉伸試驗時，讀取測力度盤指針首次回轉(zhuǎn)前指示的恒定力或首次回轉(zhuǎn)時指示的最小力，即為屈服點荷載F（N）；鋼筋屈服之后繼續(xù)施加荷載直至將鋼筋拉斷，從測力度盤上讀取試驗過程中的最大力F16（N）。（4）拉斷后測量標距長度l1（精確至0.1mm）。將試件斷裂的部分對接在一起使其軸線處于同一直線上。4）結果計算與評定14.7.2鋼筋冷彎試驗1）儀器設備壓力機或萬能試驗機、具有足夠硬度的一組冷彎壓頭2）試驗步驟3）結果評定14.8瀝青材料試驗14.8.1瀝青針入度試驗1）儀器設備（1）瀝青的針入度以標準針在一定的載荷、時間及溫度條件下垂直穿入瀝青試樣的深度表示，單位為1/10mm。標準針、針連桿與附加硅碼的總質(zhì)量為（100±0.05）g，溫度為（25±0.1）℃，時間為5s。針入度儀見圖14-16。（2）標準針：由硬化回火的不銹鋼制成，針長約為50mm，直徑為1.00~1.02mm，針的一端磨成錐形，針裝在一個黃銅或不銹鋼的金屬箍中，針露在外面的長度為40~45mm，針箍及附加總質(zhì)量為（2.50±0.05）g。（3）試樣皿：金屬或玻璃的圓柱型平底皿。（4）恒溫水浴：容量不少于10L，能保持溫度在試驗溫度的±0.1℃范圍內(nèi)。（5）平底玻璃皿：容量不小于350mL，內(nèi)設一個不銹鋼三角支架以保證試樣皿穩(wěn)定。（6）計時器、溫度計等。2）試樣的制備（1）小心加熱使樣品能夠流動。加熱時焦油瀝青的加熱溫度不超過軟化點60℃,石油瀝青不超過軟化點90℃。加熱時間不超過30min,用篩過濾除去雜質(zhì)。加熱、攪拌過程中避免試樣中進入氣泡。（2）將試樣倒入兩個試樣皿中（一個備用）,試樣深度應大于預計穿入深度100mm。（3）