土木工程材料實驗教學指導書

2021-09-19 03:29:34 字數 4879 閱讀 1755

(1) 誤差的概念:做任何一項試驗時,所測定的資料必然有誤差,儘管所使用的儀器裝置,試驗方法,試驗條件相同,但測試結果往往存在與被測體實際狀況之間的差異,造成這種差異的原因是眾多的,如儀器本身精度,測試人員的技術水平,測試環境等,對測試結果都不會存在完全一致的影響,這種測試結果與真值(因真實值無法確定,通常取與之接近的實際值代替)之間的差異稱為測量誤差,這種誤差的存在具有必然性和普遍性。一般稱之為誤差公理,即測量結果都有誤差,誤差自始自終存在於一切科學試驗和測量的過程中。

系統誤差:在測量過程中不發生改變或遵循一定規律變化的誤差,稱為系統誤差。如天平砝碼不準確產生測量始終恆定不變的儀器誤差;測試人員生理特點造成讀數偏高,偏低誤差;儀器度盤指標偏心造成每轉一周誤差相同的週期性變化的誤差等,這種誤差的產生原因明確誤差大小可確定。

通過產生原因的分析,採取有關措施,就可消除中減弱系統誤差,避免對測試結果的影響。通常所說的準確度就是反映系統誤差大小的程度。

過失誤差(粗大誤差,粗誤差):由於操作者本身的主觀原因(如責任心差,工作不認真,過度疲勞等而造成操作失誤,讀數錯誤,計算錯誤等誤差)或測量儀器自身不合格等造成的誤差稱為過失誤差或粗誤差,這種誤差是無規律的,超出規定條件下產生的,導致試驗結果是錯誤的。因此這種誤差必須消除,凡含有過失誤差的資料均應捨去。

偶然誤差(隨機誤差):隨機誤差是指在測試過程中反覆測量同一量值時,誤差以不確定的方式變化,沒有規律性,其大小和特點隨機變化的誤差。產生隨機誤差的原因有客觀條件的偶然變化,儀器結構不穩定,試樣本身不均勻等,這種誤差的特點是變化頻繁,複雜,無法掌握其規律。

任何測試中的隨機誤差是無法消除和避免的,而且其變化大小無法控制和測定。但可以通過大量試驗找出誤差的分布規律,用統計法對資料分析和處理後,確定誤差的範圍,得出最可靠的結果。通常所說的精密度就是反映隨機誤差的大小程度。

可見,精密度和準確度的綜合影響可反映出測量值與真值的接近程度,測量值與真值越接近,可以說測量值的精確度越高,系統誤差和偶然誤差就越小,精密度、準確度、精確度從不同角度反映了測試誤差,但意義不同。

2.資料處理

數字修約:各種測量,計算的數值都需要按相關的計量規則進行數字修約。數字修約時應遵循以下規則。

(1)在擬捨去部分的數字中,若左邊第乙個數字小於5(不包括5),則捨去,即擬保留的末位數字不變;例:將54.343修約到只保留一位小數,則在54.

343中,擬捨去數字為43,擬保留數字為54.3,擬保留數字的未位數(修約數字)為3,據上條規則,擬捨去數字中左邊第乙個數字為4,小於5,則捨去。擬保留的末位數不需要修約即不變,仍為3。

則修約結果為51.3。

(2)在擬捨去部分的數字中,若左邊第乙個數字大於(不包括5),則進一,即擬保留的末位數字加一;例:將54.383修約到只保留一位小數,按上條規則,擬捨去數字左邊第乙個數字為8,大於5則進一,擬保留的末位數3需修正,則加1為4,修約結果為54.

4。(3)在擬捨去部分的數字中,若左邊第乙個數字等於5而其右邊的數字並非全部為零,則進一,即所擬保留的末位數字加一;例:將54.3501修約到只保留一位小數,擬捨去部分數字中501左邊第乙個數字等於5,而右邊的數字01並不全是零,則進一,擬保留的數字中51.

3的末位數3需修正為4,則修約結果為54.4。

(4)在擬會去部分的數字中,若左邊第乙個數字等於5而其右邊數字皆為零,所擬保留的未位數若為奇數則進一,若為偶數(包括0)則不進;例:將54.3500修約到只保留一位小數。

擬捨去部分左邊第乙個數字等於0,而右邊數字皆為零,擬保留數字54.3中未位數為3,是奇數則進一,3修正為4,則修約結果為54.4,例:

將54.8500。修約到只保留一位小數,則修約結果為54.

8。以上修約規則稱為「四捨六入五成雙法則」,記憶口決:五下捨去五上進。單收雙棄指五整。

(5)所捨去數字若為兩位以上數字,不得連續修約;例:將53.4586修約為整數,應修約為53,而不能修約為54(53.459—53.46—53.5—54)

(6)凡標準中規定有界數值時,不允許採用數字修約的方法;例:含水率測定中,2次測定值與平均值之差不得大於0.3%,即最大差值0.

03,而不能將0.031修約為0.03。

數字記錄:在所有的試驗中都離不開資料記錄,而數字記錄的正確與否,影響到計算精度,所以也應按相應的規則進行記錄。

①記錄測量資料時,只保留一位可疑(不確定)數字。

②在資料計算時,當有效數字(指測量中實際能測得的數字)確定之後,其餘數字應按修約規則一律捨去。

③當表示精確度(通常反映綜合誤差大小的程度)時,一般只取一位有效數字。

試驗一水泥技術效能檢驗

試驗要求

(1)試驗室溫度為17 ~ 25℃,相對溫度大於50%。養護室溫度為20±2℃,相對溫度大於90%。

(2)試驗用水應是潔淨的淡水,有爭議時也可採用蒸餾水。

(3)水泥試樣就充分攪拌均勻,並通過0.9mm方孔篩,記錄其篩餘物情況。

(4)試驗用材料、儀器、用具的溫度與試驗室一致。

一、水泥細度(80um篩篩析法)檢驗《gb1345-1991》

1、試驗原理及方法

通過80um篩析法測量篩網上所得篩餘量(即大於80um的顆粒含量)佔試樣總質量的百分數來表示水泥樣品的細度。

細度檢驗方法有負壓篩法,水篩法和幹篩法三種。《gb175-1992》,《gb1344-1992》,當三種檢驗方法測試結果發生爭議時,以負壓篩法為準。本指導書針對幹篩法。

2、試驗目的及標準

通過80um篩析法測定篩餘量,評定水泥細度是要達到標準要求,若不符合標準要求,該水泥視為不合格。

《gb175-1999》、《gb1344-1999》《gb12958-1999》規定,普通矽酸鹽水泥,礦渣矽酸鹽水泥,火山灰矽酸鹽水泥,粉煤灰矽酸鹽水泥,復合矽酸鹽水泥等,80um方孔篩篩餘量不得超過10%。

3、主要儀器

(1)負壓篩:採用邊長為0.080mm方孔銅死篩網,並附有透明的篩蓋。

(2)天平、最大感量100g,分度值不大於0.05g。

(3)負壓篩儀。

4、試驗步驟要點及注意事項

(1)試樣經烘乾至恒量後,冷卻至室溫過篩(0.9mm方孔篩),稱取25g試樣。。

(2)將試樣置於潔淨負壓篩上,蓋上篩蓋。

(3)啟動負壓篩並連續篩析2min, 期間如有式樣黏附於篩蓋,可輕輕敲打篩蓋使其落下。

(4)篩畢取下,用天平稱取篩餘物的質量,精確至 0.05g。

注意事項:篩子必須保持潔淨,定期檢查。

5、資料處理及試驗結果

(1)水泥試樣篩餘百分數按下式計算:

f =rs /m×100

式中:f ——水泥試樣的篩餘百分數%

rs——水泥篩餘物的質量g。

m——水泥試樣的質量g。

結果計算至0.1%

(2)結果評定

當水泥篩餘百分數f≤10%時為合格。

二、水泥標準稠度用水量檢驗《gb/t1346-2001》

1、試驗原理及方法

水泥標準稠度的淨漿對標準試杆(或試錐)的沉入具有一定阻力,通過試驗不同的含水量水泥淨漿的穿透性,以確定水泥標準稠度淨漿中所需加入的水量。

水泥標準稠度用水量的測定有兩種方法即標準法和代用法。

2、試驗目的和標準

水泥的凝結時間、安定性均受水泥漿稠稀的影響,為了不同水泥具有可比性, 水泥必須有乙個標準稠度,通過此項試驗測定水泥漿達到標準稠度時的用水量,作為凝結時間和安定性試驗用水量的標準。

《gb/t1346-2001》規定,當採用代用法時;以試錐下沉深度28 mm±2mm時的淨漿為標準稠度淨漿,其拌合水量為該水泥的標準稠度用水量(調整水量法)或標準稠度用水量p=33.4—0.185s(不變水量法)。

本指導書針對代用法。

3、主要儀器

(1)水泥淨漿攪拌機

(2)代用法維卡儀

(3)量水器(最小刻度為0.1ml,精度1%)天平(分度值不大於1g最大稱量不小於1000g)

4、試驗步驟要點及注意事項

(1)水泥淨漿的拌製同標準法(1)、(2)條

(2)採用代用法測定水泥標準稠度用水量時,可採用調整水量法或不變水量法,採用調整水量法時拌和水據經驗確定,採用不變水量法時拌和水用142.5ml。

(3)水泥淨漿攪拌結束後,立即將拌和好的水泥漿裝入錐模中,用小刀插搗,輕振數次,刮去多餘的淨漿,抹平後迅速放至試錐下面固定的位置上,將試錐與水泥淨漿表面接觸,擰緊螺絲1s-2s後,突然放鬆,讓試錐垂直自由沉入淨漿中,到試錐停止下沉或釋放試錐30s時,記錄試錐下沉深度。

注意事項:

(1)錐卡儀的金屬棒能自由滑動;

(2)調整至試錐(柱)接觸錐模頂面(玻璃板)時指標時對準零點;

(3)沉入深度測定應在攪拌後1.5min的內完成;

(五)資料處理及試驗結果

用調整水量方法測定時,以試錐下沉深度為28mm±2mm時的淨漿為標準稠度淨漿,其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量(p),水泥質量百分比計。用不變水量方法測定時,據試錐下沉深度s(mm)按下式計算得標準稠度用水量(p)%。

p = 33.4—0.185s

標準稠度用水量也可從儀器上對應的標尺上讀取,當s<13mm時,應改用調整水量法測定。

三、水泥凝結時間檢驗《gb/t1346-2001》*(演示)

(一)試驗原理及方法

通過測定試針沉入標準稠度水泥淨漿至一定深度所需的時間來表示水泥初凝和終凝時間。

凝結時間的測定可以用人工測定,也可用符合標準操作要求的自動凝結時間測定儀測定,一般以人工測定為準。

(二)試驗目的和標準

通過凝結時間的測定,得到初凝時間和終凝時間,以便評定水泥質量,判定是要符合技術標準要求,是否滿足施工要求。

《gb175-1999》《gb1344-1999》《gb12958-1999》分別規定:矽酸鹽水泥初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於390min;普通矽酸鹽水泥礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復合水泥初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於10h;

四、水泥體積安定性檢驗《gb/t1346-2001》*(演示)

(一)試驗原理及方法

雷氏法是通過測定沸煮後兩個試針的相對位移來恒量水泥標準稠淨漿體積膨脹程度,以此評定水泥漿硬化後體積是否均勻變化。

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