《土木工程材料》實驗指導書

2021-09-19 03:33:47 字數 4805 閱讀 4468

1.試驗目的材料的密度是指在絕對密實狀態下單位體積的質量。利用密度可計算材料的孔隙率和密實度。孔隙率的大小會影響到材料的吸水率、強度、抗凍性及耐久性等。

2.主要儀器裝置

(1)李氏瓶

(2)天平

(3)篩子

(4)鼓風烘箱

(5)量筒、乾燥器、溫度計等。

3.試樣製備將試樣研碎,用篩子除去篩餘物,放到105~110℃的烘箱中,烘至恒重,再放入乾燥器中冷卻至室溫。

4.試驗步驟

(1)在李氏瓶中注入與試樣不起反應的液體至凸頸下部,記下刻度數(cm3)。將李氏瓶放在盛水的容器中,在試驗過程中保持水溫為20℃。

(2)用天平稱取60~90g試樣,用漏斗和小勺小心地將試樣慢慢送到李氏瓶內(不能大量傾倒,防止在李氏瓶喉部發生堵塞),直至液面上公升至接近20 cm3為止。再稱取未注入瓶內剩餘試樣的質量,計算出送入瓶中試樣的質量(g)。

(3)用瓶內的液體將粘附在瓶頸和瓶壁的試樣洗入瓶內液體中,轉動李氏瓶使液體中的氣泡排出,記下液面刻度(cm3)。

(4)將注入試樣後的李氏瓶中的液面讀數,減去未注入前的讀數,得到試樣的密實體積(cm3)。

5.試驗結果計算材料的密度按下式計算(精確至小數後第二位):

式中 ——材料的密度(g/ cm3);

——裝入瓶中試樣的質量(g);

——裝入瓶中試樣的絕對體積(cm3)。

按規定,密度試驗用兩個試樣平行進行,以其計算結果的算術平均值最後結果,但兩個結果之差不應超過0.02 cm3。

1.試驗目的材料的表觀密度是指在自然狀態下單位體積的質量。利用材料的表觀密度可以估計材料的強度、吸水性、保溫性等,同時可用來計算材料的自然體積或結構物質量。

2.主要儀器裝置

(1)游標卡尺

(2)天平

(3)鼓風烘箱

(4)乾燥器、直尺等。

3.試驗步驟

(1)對幾何形狀規則的材料:將待測材料的試樣放入105~110℃的烘箱中烘至恒重,取出置於乾燥器中冷卻至室溫。

1)用游標卡尺量出試樣尺寸,試樣為正方體或平行六面體時,以每邊測量上、中、下三次的算術平均值為準,並計算出體積;試樣為圓柱體時,以兩個互相垂直的方向量其直徑,各方向上、中、下測量三次,以六次的算術平均值為準確定其直徑,並計算出體積。

2)用天平稱量出試樣的質量。

3)試驗結果計算材料的表觀密度按下式計算:

式中 ——材料的表觀密度(g/ cm3);

——試樣的質量(g);

——試樣的體積(cm3)。

(2)對非規則幾何形狀的材料(如卵石等):其自然狀態下的體積可用排液法測定,在測定前應對其表面封蠟,封閉開口孔後,再用容量瓶或廣口瓶進行測試。其餘步驟同規則形狀試樣的測試。

1.試驗目的堆積密度是指散粒或粉狀材料(如砂、石等)在自然堆積狀態下(包括顆粒內部的孔隙及顆粒之間的空隙)單位體積的質量。利用材料的堆積密度可估算散粒材料的堆積體積及質量,同時可考慮材料的運輸工具及估計材料的級配情況等。

2.主要儀器裝置

(1)鼓風烘箱

(2)容量筒

(3)天平

(4)標準漏斗、直尺、淺盤、毛刷等。

3.試樣製備用四分法縮取3l的試樣放入淺盤中,將淺盤放入溫度為105~110℃的烘箱中烘至恒重,再放入乾燥器中冷卻至室溫,分為兩份大致相等的待用。

4.試驗步驟

(1)稱取標準容器的質量(g);

(2)取試樣乙份,經過標準漏斗將其徐徐裝入標準容器內,待容器頂上形成錐形,用鋼尺將多餘的材料沿容器口中心線向兩個相反方向刮平。

(3)稱取容器與材料的總質量(g)。

5.試驗結果計算試樣的堆積密度可按下式計算(精確至10kg/m3):

式中 ——材料的堆積密度(kg/m3);

——標準容器的質量(kg);

——標準容器和試樣總質量(kg);

——標準容器的容積(m3)。

以兩次試驗結果的算術平均值作為堆積密度測定的結果。

1.試驗目的通過試驗來檢驗水泥的粗細程度,作為評定水泥質量的依據之一;掌握gb/t1345—2005《水泥細度檢驗方法(80um篩篩析法)》的測試方法,正確使用所用儀器與裝置,並熟悉其效能。

2.主要儀器裝置

(1)試驗篩

(2)負壓篩析儀

(3)水篩架和噴頭

(4)天平

4.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,調節負壓至4000-6000pa範圍內。

2)稱取試樣25g,置於潔淨的負壓篩中。蓋上篩蓋,放在篩座上,開動篩析儀連續篩析2min,在此期間如有試樣附著篩蓋上,可輕輕地敲擊,使試樣落下。篩畢,用天平稱量篩餘物。

3)當工作負壓小於4000pa時,應清理吸塵器內水泥,使負壓恢復正常。

(2)水篩法

1)篩析試驗前,應檢查水中無泥、砂,調整好水壓及水篩架的位置,使其能正常運轉。噴頭底面和篩網之間的距離為35~75㎜。

2)稱取試樣50g,置於潔淨的水篩中,立即用潔淨的水沖洗至大部分細粉通過後,放在水篩架上,用水壓為(0.05±0.02)mpa的噴頭連續沖洗3min。

3)篩畢,用少量水把篩餘物衝至蒸發皿中,等水泥顆粒全部沉澱後小心將水傾出,烘乾並用天平稱量篩餘物。

5.試驗結果計算水泥細度按試樣篩餘百分數(精確至0.1%)計算。

式中 ——水泥試樣的篩餘百分數(%);

——水泥篩餘物的質量(g);

——水泥試樣的質量(g)。

1.試驗目的通過試驗測定水泥淨漿達到水泥標準稠度(統一規定的漿體可塑性)時的用水量,作為水泥凝結時間、安定性試驗用水量之一;掌握gb1346—89及gb1346—2001《水泥標準稠度用水量》的測試方法,正確使用儀器裝置,並熟悉其效能。

2.主要儀器裝置

(1)水泥淨漿攪拌機

(2)標準法維卡儀

(3)天平

(4)量筒

3.試驗方法及步驟

(1)標準法

1)試驗前檢查儀器金屬棒應能自由滑動,攪拌機運轉正常等。

2)調零點將標準稠度試杆裝在金屬棒下,調整至試杆接觸玻璃板時指標對準零點。

3)水泥淨漿製備用濕布將攪拌鍋和攪拌葉片擦一遍,將拌合用水倒入攪拌鍋內,然後在5~10s內小心將稱量好的500**泥試樣加入水中(按經驗找水);拌和時,先將鍋放到攪拌機鍋座上,公升至攪拌位置,啟動攪拌機,慢速攪拌120s,停拌15s,同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中,接著快速攪拌120s後停機。

4)標準稠度用水量的測定拌和完畢,立即將水泥淨漿一次裝入已置於玻璃板上的圓模內,用小刀插搗、振動數次,刮去多餘淨漿;抹平後迅速放到維卡儀上,並將其中心定在試杆下,降低試杆直至與水泥淨漿表面接觸,擰緊螺絲,然後突然放鬆,讓試杆自由沉入淨漿中。以試杆沉入淨漿並距底板(6±1)mm的水泥淨漿為標準稠度淨漿。其拌和用水量為該水泥的標準稠度用水量(),按水泥質量的百分比計。

公升起試杆後立即擦淨。整個操作應在攪拌後1.5min內完成。

(2)代用法

1)儀器裝置檢查稠度儀金屬滑桿能自由滑動,攪拌機能正常運轉等。

2)調零點將試錐降至錐模頂面位置時,指標應對準標尺零點。

3)水泥淨漿製備同標準法。

4)標準稠度的測定有調整水量法和固定水量法兩種,可選用任一種測定,如有爭議時以調整水量法為準。

①固定水量法拌和用水量為142.5ml。拌和結束後,立即將拌和好的淨漿裝入錐模,用小刀插搗,振動數次,刮去多餘淨漿;抹平後放到試錐下面的固定位置上,調整金屬棒使錐尖接觸淨漿並固定鬆緊螺絲1~2s,然後突然放鬆,讓試錐垂直自由地沉入水泥淨漿中。

在試錐停止下沉或釋放試錐30s時記錄試錐下沉深度()。整個操作應在攪拌後1.5min內完成。

②調整水量法拌和用水量按經驗找水。拌和結束後,立即將拌和好的淨漿裝入錐模,用小刀插搗、振動數次,刮去多餘淨漿;抹平後放到試錐下面的固定位置上,調整金屬棒使錐尖接觸淨漿並固定鬆緊螺絲1~2s,然後突然放鬆,讓試錐垂直自由地沉入水泥淨漿中。當試錐下沉深度為(28±2)mm時的淨漿為標準稠度淨漿,其拌和用水量即為標準稠度用水量(),按水泥質量的百分比計。

4.試驗結果計算

(1)標準法

以試杆沉入淨漿並距底板(6±1)mm的水泥淨漿為標準稠度淨漿。其拌和用水量為該水泥的標準稠度用水量(),以水泥質量的百分比計,按下式計算。

(2)代用法

1)用固定水量方法測定時,根據測得的試錐下沉深度s(mm),可從儀器上對應標尺讀出標準稠度用水量()或按下面的經驗公式計算其標準稠度用水量()(%)。

當試錐下沉深度小於13mm時,應改用調整水量方法測定。

2)用調整水量方法測定時,以試錐下沉深度為(28±2)mm時的淨漿為標準稠度淨漿,其拌和用水量為該水泥的標準稠度用水量(),以水泥質量百分數計,計算公式同標準法。

如下沉深度超出範圍,須另稱試樣,調整水量,重新試驗,直至達到(28±2)mm為止。

1.試驗目的測定水泥達到初凝和終凝所需的時間(凝結時間以試針沉入水泥標準稠度淨漿至一定深度所需時間表示),用以評定水泥的質量。掌握gb1346—89及gb1346—2001《水泥凝結時間》的測試方法,正確使用儀器裝置。

2.主要儀器裝置

(1)標準法維卡儀

(2)水泥淨漿攪拌機

(3)濕氣養護箱

3.試驗步驟

(1)試驗前準備將圓模內側稍塗上一層機油,放在玻璃板上,調整凝結時間測定儀的試針接觸玻璃板時,指標應對準標準尺零點。

(2)以標準稠度用水量的水,按測標準稠度用水量的方法製成標準稠度水泥淨漿後,立即一次裝入圓模振動數次刮平,然後放入溼汽養護箱內,記錄開始加水的時間作為凝結時間的起始時間。

(3)試件在濕氣養護箱內養護至加水後30min時進行第一次測定。測定時,從養護箱中取出圓模放到試針下,使試針與淨漿面接觸,擰緊螺絲1-2s後突然放鬆,試針垂直自由沉入淨漿,觀察試針停止下沉時指標的讀數。臨近初凝時,每隔5min測定一次,當試針沉至距底板(4±1)mm即為水泥達到初凝狀態。

從水泥全部加入水中至初凝狀態的時間即為水泥的初凝時間,用「min」表示。

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