16　建筑材料试验（课件）- 《建筑材料》同步教学（北京理工大学版）

16　建筑材料试验 16.1　建筑材料试验概述 16.2　建筑材料的基本性质试验 16.3　钢材试验 16.4　水泥的基本性质试验 16.5　混凝土集料试验 16.6　新拌混凝土试验 下一页 返回 1 16　建筑材料试验 16.7　混凝土试验室配合比设计 16.8　砂浆试验 16.9　沥青材料试验 16.10　木材试验 16.11　砌墙砖试验 上一页 返回 2 16.1　建筑材料试验概述 （1）试验目的。 1）熟悉材料试验设备的性能及操作方法，掌握基本的测试技术，能够对常用的建筑材料进行质量检验，为将来在工作中进行材料检验和科研试验打下基础。 2）熟悉技术标准或规范，熟悉建筑材料的技术要求，能够对常用建筑材料进行质量评定。 3）通过具体材料的性能测试，进一步了解材料的基本性状，验证和丰富建筑材料的理论知识。 4）培养学生的基本试验技能和严谨的科学态度，提高学生分析问题和解决问题的能力。同时，培养“严肃认真，实事求是”的工作作风。 上一页 下一页 返回 16.1　建筑材料试验概述 （2）试验态度。在整个试验过程中，既要以探索的精神发挥自己的学识，提出独立的见解，又要以科学的态度严肃认真地对待每项试验步骤，决不允许任意涂改试验数据，故意与预期试验结果相吻合。在试验过程中要做到以下几点： 1）明确试验目的，试验前对该项材料的性质及技术要求应有一定程度的了解。 2）建立严格的科学工作秩序，遵守试验室各项制度及操作规程。 3）密切注视试验中出现的各种现象，并分析其原因。 4）试验数据按有关规定进行处理，在此基础上，对试验结果作出实事求是的结论。 上一页 下一页 返回 16.1　建筑材料试验概述 （3）试验过程。检验材料质量所进行的试验，应根据国家、行业（部）颁布的技术标准进行。 1）选取试样。选取试样应按技术标准的有关规定进行。所选试样必须有代表性，使得从少量试样中得出的试验结果，能有效地反映整批材料的质量。 2）确定试验方法。通过试验所测得的材料性能指标，都是按一定试验方法得出的有条件性的指标，试验方法不同，其结果也就不同。因此，所确定的试验方法必须能正确地反映材料的真实性能，并且切实可行。 3）按规定方法进行试验。在试验过程中，仪器设备、试件制备及测量技术等应严格按照试验方法中的规定进行，以保证试验条件的统一，从而获得准确、具有可比性的试验结果。 上一页 下一页 返回 16.1　建筑材料试验概述 认真记录试验所得数据，在试验过程中还应注意观察出现的各种现象，以作为分析试验结果的依据。 4）处理试验数据、分析试验结果。试验数据和计算结果都有一定的精度要求，应与测量的精密度相适应。将试验结果与材料质量标准相比较，并作出结论，撰写试验报告。 建筑材料试验是一门与生产密切联系的科学技术，作为未来的工程技术人员，必须具备一定的建筑材料试验知识和技能，因而才能正确评价材料质量，合理而经济地选择和使用材料。 上一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 16.2.1　密度试验 （1）试验目的。通过此项试验，使学生掌握材料的基本物理性质 及其测试原理和方法。 （2）主要仪器设备。李氏比重瓶（图16-1）、烘箱、干燥器、天平 （称量500 g，感量0.01 g）、筛子（孔径为0.2 mm或900孔/cm 2 ）、恒温水槽、游标卡尺等。 （3）试样制备。将试样研磨，用0.90 mm方口筛子筛除筛余物，并 放入（110±5）℃的烘箱中，烘干至恒重，然后再放入干燥器中冷却至室温备用。 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 （4）试验步骤。 1） 在李氏比重瓶中注入与试样不起反应的液体（若测定水泥密度， 则用无水煤油）至突颈下部的零刻度线以上，将李氏比重瓶放在恒温水槽内，使刻度部分浸入水中，恒温0.5 h。记下李氏比重瓶第一次读数。 2）从恒温水槽中取出李氏比重瓶，用滤纸将李氏比重瓶内零点起 始读数以上没有煤油的部分仔细擦净。 3）用天平称取试样60 g，称准至0.01 g。 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 用小勺小心地将试样通过漏斗渐渐送入李氏比重瓶内（不能大量倾倒，因为这样会妨碍李氏比重瓶中的空气排出，或在咽喉部分形成气泡，妨碍粉末的继续下落），使液面上升至20 mL刻度处（或略高于20 mL刻度处），注意勿使细粉黏附于液面以上的瓶颈内壁上。摇动李氏瓶（也可用超声波振动），排出其中的空气，至液体不再发生气泡为止。再将其放入恒温水槽中，在相同温度下恒温0.5 h，记下李氏比重瓶第二次读数。 4）称量剩下的试样，计算送入李氏瓶中试件的质量m（g）。 5）根据前后两次液面读数，算出液面上升的体积，即为瓶内试样所占的绝对体积V（cm 3 ）。 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 （5）结果计算与评定。 1）材料密度按式（16-1）计算（精确至0.01 g/cm 3 ）： ρ =m/V （16-1） 式中　ρ——材料的密度（g/cm 3 ）； m——装入瓶中试样的质量（g）； V——装入瓶中试样的绝对体积（cm 3 ）。 2）按规定以两次试验结果的算术平均值作为测定值，如果两次试验结果相差大于0.02 g/cm 3 时，应重新取样进行试验。 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 16.2.2　干体积密度试验 （1）试验目的。了解材料在烘干状态下的体积密度（干表观密度）的测定方法，即单位体积的质量。利用体积密度可以估计材料的强度、吸水性、保温性，也可用来计算材料体积和结构质量。 （2）主要仪器设备。电热鼓风干燥箱（最高温度为200 ℃）、天平（称量1 000 g，感量0.1 g）、钢板直尺（规格为300 mm，分度值为0.5 mm）、游标卡尺。 （3）试样制备。将试件放入干燥箱，以（100±5）℃的温度烘干至恒重，然后放入干燥器中，冷却至室温备用。 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 （4）试验步骤。 1）用游标卡尺量出试件尺寸。当试件为立方体或长方体时，则每边应在上、中、下三个位置分别测量，求其平均值，然后再按式（16-2）计算体积： 2）用天平或台秤称重量m（g）。 （5）结果计算。干体积密度按式（16-4）计算： 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 式中　ρ 0 ——干体积密度（g/cm 3 ）； V 0 ——表观体积（cm 3 ）； m——干燥状态下的质量（g）。 16.2.3　吸水率、含水率试验 （1）试验目的。通过此项试验，可使学生掌握材料的基本物理性质及其测试原理和方法。 （2）主要仪器设备。电热鼓风干燥箱、天平（称量1 000 g，感量0.1 g）、水槽等。 上一页 下一页 返回 16.2　建筑材料的基本性质试验 （3）试验步骤。 1）将试件置于电热鼓风干燥箱中，在（60±5）℃下保温24 h，然后在（80±5）℃下保温24 h，再在（105±5）℃下烘干至恒重（m 0 ）。 2）将试件冷却至室温，放在水温为（20±5）℃的恒温水槽中，然后加水至试件高度的1/3，保持24 h，再加水至试件高度的2/3，经24 h后，加水高出试件30 mm以上，保持24 h。 3）取出试件，用湿纱布擦去表面水分，立即称其质量m g ，精确至1 g。 （4）结果计算与评定。 上一页 返回 16.3　钢材试验 16.3.1 　低碳钢的拉伸试验 （1）试验目的。通过试验使学生对常用建筑钢筋的物理性能有所了解，掌握钢筋的屈服强度、极限强度、伸长率等几项指标的操作，从而进行钢筋质量的评定。 （2）主要仪器设备。电子式万能试验机（图16-2）、游标卡尺、试件、钢筋标距打点机等。 （3）试验准备。 （4）上、下屈服强度的测定。 1）试样的夹持方法。应使用例如楔形夹头、螺纹夹头、平推夹头、套环夹具等合适的夹具夹持试样。 下一页 返回 16.3　钢材试验 应尽最大努力确保夹持的试样受轴向拉力的作用，尽量减小弯曲。为了得到直的试样和确保试样与夹头对中，可以施加不超过规定强度或预期屈服强度的5%的相应的预拉力。宜对预拉力的延伸影响进行修正。 2）试验速率取决于材料特性并应符合要求。如果没有其他规定，在应力达到规定屈服强度的一半之前，可以采用任意的试验速率。超过这点以后的试验速率应满足下述规定。 3）上屈服强度R eH （力首次下降前的最大力值对应的应力）可以从力-延伸曲线图或峰值力显示器上测得，如图16-4所示。 4）下屈服强度R eL （不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小力所对应的应力）可以从力-延伸曲线上测得，如图16-4所示。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 5）对上、下屈服强度位置判定。屈服前的第一个峰值应力（第一个极大值应力）判为上屈服强度，无论其后的峰值应力比它大或比它小；屈服阶段中如呈现两个或两个以上的谷值应力，舍去第一个谷值应力（第一个极小值应力）不计，取其余谷值应力中的最小者判为下屈服强度。如只呈现一个下降谷，此谷值应力判为下屈服强度；屈服阶段中呈现屈服平台，平台应力判为下屈服强度；如呈现多个而且后者高于前者的屈服平台，判第一个平台应力为下屈服强度。正确的判定结果应是下屈服强度一定低于上屈服强度。 （5）断后伸长率的测定。 1）将试样断裂的部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。这对小横截面试样和低伸长率试样尤为重要。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 2）应使用分辨力足够的量具或测量装置测定断后伸长量（L u － L 0 ），并精确至±0.25 mm。 3）如规定的最小断后伸长率小于5%，建议采取特殊方法进行测定。原则上只有断裂处于最接近的标距标记的距离不小于原始标距的1/3方为有效。但断后伸长率大于或等于规定值，无论断裂位置处于何处测量均为有效。如断裂处与最接近的标距标记的距离小于原始标距的1/3时，可采用移位法测定断后伸长率。 4）能用引伸计测定断裂延伸的试验机，引伸计标距应等于试样原始标距，无须标出试样原始标距的标记。以断裂时的总延伸作为伸长测量时，为了得到断后伸长率，应从总延伸中扣除弹性延伸部分。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 5）原则上，断裂发生在引伸计标距以内方为有效，但断后伸长率等于或大于规定值，无论断裂位置处于何处，测量均有效。 （6）断面收缩率的测定。将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。断裂后最小横截面面积的测定应准确到±2%。原始横截面面积与断后最小横截面面积之差除以原始横截面面积的百分率为断面收缩率。 （7）试验结果数值的修约。试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照如下要求进行修约。 1）强度性能值修约至1 MPa。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 2）屈服点延伸率修约至0.1%，其他延伸率和断后伸长率修约至0.5%。 3）断面收缩率修约至1%。 16.3.2　钢筋弯曲试验 （1）试验目的。用于检验钢材承受规定弯曲角度的弯曲变形性能，评定钢材质量。 （2）主要仪器设备。弯曲试验应在配备下列弯曲装置之一的试验机或压力机上完成。 1）配有两个支棍和一个弯曲压头的支棍式弯曲装置，如图16-5所示。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 2）配有一个V形模具和一个弯曲压头的V形模具式弯曲装置，如图16-6所示。 3）虎钳式弯曲装置，如图16-7所示。 （3）试验步骤。 1）试验一般在10 ℃～35 ℃的室温范围内进行。对温度要求严格的试验，试验温度应为（23±5）℃。 2）按照相关产品标准规定，采用下列方法之一完成试验： ①试样在给定的条件和力的作用下弯曲至规定的弯曲角度（图16-5、图16-6、图16-7）。 ②试样在力的作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行（图16-8）。 ③试样在力的作用下弯曲至两臂直接接触（图16-9）。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 3）试样弯曲至规定弯曲角度的试验。应将试样放于两支棍或V形模具上，试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。 4）弯曲试验时，应当缓慢地施加弯曲力。以使材料能够自由地进行塑性变形。当出现争议时，试验速率应为（1±0.2）mm/s。 5）使用上述方法如不能直接达到规定的弯曲角度，可将试样置于两平行压板之间，连续施加力压其两端使其进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。 6）试样弯曲至两臂相互平行的试验。首先对试样进行初步弯曲，然后将试样置于两平行压板之间，连续施加压力压其两端使进一步弯曲，直至两臂平行。试验时可以加或不加垫块。 上一页 下一页 返回 16.3　钢材试验 垫块厚度一般等于规定的弯曲压头直径，除非产品标准中另有规定。 7）试样弯曲至两臂直接接触的试验。首先对试样进行初步弯曲，然后将试样置于两平行压板之间，连续施加力压其两端使其进一步弯曲，直至两臂直接接触。 （4）试验结果评定。 1）应按照相关产品标准的要求评定弯曲试验结果。如未规定具体要求，弯曲试验后不使用放大仪器观察，试样弯曲外表面无可见裂纹应评定为合格。 2）以相关产品标准规定的弯曲角度作为最小值；若规定弯曲压头直径，以规定的弯曲压头直径作为最大值。 上一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 16.4.1　水泥细度试验 （1）试验目的。通过试验来检验水泥的粗细程度，以此作为评定水泥质量的依据之一；掌握水泥细度的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。 水泥细度的检测方法有负压筛法、水筛法、干筛法。水泥细度以0.08 mm方孔筛上的筛余物的质量占试样原始质量的百分率表示，并以一次的测定值作为试验结果。如果有争议，以负压筛法为准。本试验主要介绍负压筛法。 （2）主要仪器设备。负压筛析仪、天平（最大称量100 g，感量0.05 g）。 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 （3）试验步骤。 1）筛析试验前，将负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4 000～6 000 Pa。 2）称出试样25 g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，开动筛析仪连续筛析2 min，筛析过程中如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲打筛盖使试样落下。 3）筛析完成后，用天平称量筛余物。 （4）试验结果计算与评定。水泥试样筛余百分数按式（16-9）计算（结果精确至0.1%）： 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 式中　F——水泥试样的筛余百分数； R t ——水泥筛余物的质量（g）； W——水泥试样的质量（g）。 每个样品应称取两个试样分别筛析，取筛余平均值作为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时（筛余值大于5.0%时，可放至1.0%），应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值作为最终结果。 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余平均值来判定，80 μm方孔筛筛余平均值不大于10%或45 μm方孔筛筛余平均值不大于30%。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 16.4.2　水泥标准稠度用水量测定 （1）试验目的。水泥的凝结时间和安定性与用水量有关，通过试验测定，以水泥净浆达到水泥标准稠度（统一规定的浆体可塑性）时的用水量，作为水泥凝结时间、安定性试验的用水量之一。 （2）主要仪器设备。 1）水泥净浆搅拌机（图16-10）。 2）标准法维卡仪（图16-11）。 3）天平（称量1 000 g，精度0.1 g）、量水器等。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 （3）试验步骤。 1）试验前必须做到：测定仪的金属棒能自动滑动；调整试杆接触玻璃板时指针对准零点；搅拌机运行正常；水泥净浆搅拌机的筒壁及叶片用湿部擦抹。 2）水泥净浆的拌制。拌合用水量采用调整水量方法。将拌合用水倒入搅拌锅内，然后在5～10 s内小心将称好的500 g水泥试样加入水中，防止水和水泥溅出。将装有试样的锅放在搅拌机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，先慢速搅拌120 s，停拌15 s，同时，将叶片和锅壁上的水泥刮入锅中间，接着快速搅拌120 s后停机。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 3）标准稠度用水量的测定。 ①拌和完毕后，立即取适量水泥净浆一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25 mm的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体5次以排除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边沿轻 抹顶部一次，使净浆表面光滑。在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆。 ②抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下。降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1～2 s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 在试杆停止沉入或释放试杆30 s时，记录试杆与底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净，整个操作应在搅拌后1.5 min内完成。 4）结果评定。以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm的水泥净浆为标准稠度净浆，其拌合用水量即为该水泥的标准稠度用水量（P）（按水泥质量的百分比计）。如超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到（6±1）mm时为止。 16.4.3　水泥凝结时间试验 （1）试验目的。熟悉水泥凝结时间的试验方法，测定水泥的初凝时间和终凝时间，评定水泥质量。 （2）主要仪器设备。水泥净浆搅拌机、标准法维卡仪、湿气养护箱、量水器和天平等。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 （3）试验步骤。 1）准备工作。试验前调整凝结时间测定仪的试针，接触玻璃板时指针对准标尺零点。 以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，按标准稠度用水量的测定方法进行装模和刮平后，立即放入湿气养护箱内，记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。 2）初凝时间的测定。 ①试件在养护箱中养护至加水后30 min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，让试针下降与净浆面接触，拧紧螺丝1～2 s后，突然放松，试针垂直自由地沉入净浆，观察试针停止下沉或释放试针30 s时指针的读数。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 ②当试针沉至距底板（4±1）mm时，为水泥达到初凝状态。以水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，以min为单位。 ③当临近初凝时，每隔5 min测定一次。达到初凝时，应立即重复测一次，当两次结果相同时，才能定义达到初凝状态。 3）终凝时间的测定。 ①为了准确观测试针沉入的状况，将试针更换为带环形附件的终凝试针。完成初凝时间测定后，立即将试模和浆体以平移的方式从玻璃板上取下，翻转180°，直径大端向上、小端向下放在玻璃板上，再放入养护箱中养护。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 ②临近终凝时间，每隔15 min测定一次。当试针沉入试体0.5 mm，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。达到终凝时，需要在试体另外两个不同点测试，确认结论相同才能确定达到终凝状态。以水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，以min为单位。 （4）测定时的注意事项。 1）在最初测定操作时应轻轻扶持金属棒，使其缓慢下降，以防试针被撞弯，但测定结果以自由下落为准。 2）整个测试过程中试针沉入的位置距试模内壁应大于10 mm。 3）注意每次测试的间隔时间，每次测试不能重复。每次测试完毕需将试针擦净并将试模放回养护箱内，整个测试过程中要防止圆模受振。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 16.4.4　水泥体积安定性 （1）试验目的。了解水泥体积安定性的试验方法，检验水泥在凝结硬化后体积变化的均匀性，评定水泥的质量。 安定性检验可用标准法（雷氏法）或代用法（试饼法），有争议时以雷氏法为准。 （2）主要仪器设备。水泥净浆搅拌机、养护箱、雷氏夹（图16-12）、雷氏夹膨胀值测定仪、玻璃片、沸煮箱、量水器、天平等。 （3）雷氏法（标准法）试验步骤。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 1）试件制备。 ①将预先准备好的雷氏夹置于玻璃板上，与水泥浆接触的表面涂上一层机油。 ②将拌制好的标准稠度净浆一次性装满雷氏夹圆环，装模时，一只手轻扶雷氏夹，另一只手用约25 mm宽的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，顶面盖一块涂油的玻璃板，立即将上、下盖有玻璃板的雷氏夹放到湿气养护箱内，养护（24±2）h。 2）沸煮。 ①调整好沸煮箱内的水位，使其保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需要中途添补试验用水，同时保证在（30±5）min内加热至沸腾。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 ②脱去玻璃板取下试件，先用雷氏夹膨胀值测定仪测量试件指针尖端的距离A，精确到0.5 mm。 ③将试件放到沸煮箱水中的篦板上，指针朝上，试件相互不交叉，然后在（30±5）min内加热到沸腾，并恒沸（180±5）min。 ④煮完后，将热水放掉，打开箱盖，使箱体冷却到室温。 3）结果评定。 ①取出煮后的雷氏夹试件，测量试件指针尖端的距离C，精确到0.5 mm。 ②计算两个试件煮后增加距离（C － A）。当两个试件煮后增加距离的平均值不大于5.0 mm时，认为该水泥体积安定性合格。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 如果两个试件的（C － A）值相差超过5.0 mm，应重做试验。 （4）代用法（试饼法）试验步骤。 1）试件制备。从拌好的标准稠度净浆中取出一部分，分成两等份，使之呈球形，放在涂过油的玻璃板上，轻轻振动玻璃板，并用湿布擦过的小刀由边缘向中间抹，做成直径为70～80 mm、中心厚约10 mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放入湿气养护箱内养护（24±2）h。 2）沸煮。 ①脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱中的篦板上，然后在（30±5）min内加热到沸腾，并恒沸（180±5）min。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 ②沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。 3）结果评定。目测试饼，若未发现裂缝，且用直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲）时，水泥安定性合格；反之，则为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥体积安定性不合格。 16.4.5　水泥胶砂强度检验方法 本方法适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、砂渣水泥、火山灰质水泥以及粉煤灰水泥的抗折与抗压强度检验。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 （1）试验目的。检验水泥各龄期强度以确定强度等级；或已知强度等级，检验强度是否满足标准中规定的各龄期强度数值。 （2）主要仪器设备。水泥胶砂搅拌机、胶砂振动台、试模及下料漏斗、抗折试验机、抗压试验机及抗压夹具、刮平刀等。 （3）试验步骤。 1）试模准备。将试模擦干净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆。内壁均匀涂刷一层机油。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 2）试件制备。 ①材料及配合比。试验采用我国ISO标准砂。我国ISO标准砂可以单级分包装，也可以各级预配合以（1 350±5）g量的塑料袋混合包装。胶砂的质量比为水泥∶标准砂∶水=1∶3∶0.5。每成型三条试件，需要称量水泥（450±2）g，标准砂（1 350±5）g，拌合用水量（225±1）g。 ②胶砂制备。胶砂搅拌时，先把水加入搅拌锅里，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30 s后，在第二个30 s开始的同时，均匀地加入标准砂。当各级砂石分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂加完。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 把机器转至高速再拌30 s，停止90 s，在第一个15 s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，在高速下继续搅拌60 s停机后，切断电源，取下搅拌锅。 ③试件成型。胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振动台上，用一个勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模。装第一层时，每个槽里约放300 g胶砂，用大播料器来回将料层播平，接着振实60次；再装第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。 振动完毕，取下试模，用一金属刮尺以近90°的角度在试模模顶的一端，沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，依次将超过试模的胶砂刮去，并用同一刮尺以近乎水平的角度将试件表面抹平。接着在试件上编号。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 3）试件养护。 ①脱膜前的处理和养护。试模标记后，将试模放入养护箱的水平架上养护，湿空气应能与试模各边接触。一直养护到规定的脱膜时间时取出脱膜，脱膜前，用防水墨汁或颜料笔对试件进行编号。两个龄期以上的试件，在编号时应将同一试模中的三条试件分在两个以上龄期内。 ②脱膜。脱膜时应小心地用塑料锤或橡皮榔头使试件脱离模具，以免试件损伤。对于24 h龄期的，应在破型试验前20 min内脱模。对于24 h以上龄期的，应在成型后20～24 h脱模。如经24 h养护，会因脱模对强度造成损害时，可以延迟至2 h以后脱膜，但在试验报告中应予说明。已确定作为24 h龄期试验或其他不下水直接做试验的已脱膜试件，应用湿布覆盖至做试验时为止。 上一页 下一页 返回 16.4　水泥的基本性质试验 ③水中养护。将做好标记的试件立即放入水槽中养护，养护水温应为（20±1）℃。试件之间应留有间隙。试件水平放置时刮平面应朝上，水面至少高出试件5 mm。 4）强度试验。 ①试件龄期。试件各龄期必须在表16-2规定的时间内进行强度试验（试件龄期是从水泥加水搅拌开始试验时算起）。 ②抗折强度测定。各龄期取出三条试件先做抗折强度测定。测定前，需擦去试件表面的水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面黏附的杂物，试件放入抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。 上一页 返回 16.5　混凝土集料试验 6.5.1　砂的颗粒级配试验 （1）试验目的。测定混凝土用砂的颗粒级配，计算细度模数，评定砂的粗细程度，同时，也为混凝土配合比设计提供原材料参数。 （2）主要仪器设备。 1）标准筛：9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm。 2）天平：称量1 000 g，感量1 g。 3）鼓风干燥箱：温度控制在（105±5）℃。 4）摇筛机、搪瓷盘、毛刷等。 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 （3）试样制备。用四分法缩取1 100 g砂样，先筛除大于9.5 mm的颗粒，并在（105±5）℃的温度下烘干至恒重，冷却至室温后使用，如砂样含泥量超过5%，则应先用水洗后，拌匀、分份、烘干至恒重、冷却至室温待用。 （4）试验步骤。 （5）试验结果计算与评定。 1）分计筛余百分率：各号筛上的筛余量与试样总量之比，精确至0.1%。 2）累计筛余百分率：该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各筛上的分计筛余百分率之和，精确至0.1%。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 3）根据各号筛的累计筛余百分率，评定该砂的颗粒级配。 4）细度模数按式（16-13）计算，精确至0.01。 16.5.3　砂的堆积密度试验 （1）试验目的。测定砂的堆积密度是为评定砂的质量和混凝土用砂提供依据。 （2）主要仪器设备。 1）鼓风干燥箱：能使温度控制在（105±5）℃。 2）天平：称量10 kg，感量1 g。 3）容量筒：圆柱形金属筒，内径为108 mm，净高为109 mm，壁厚为2 mm，筒底厚约5 mm，容积为1 L。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 4）方孔筛：孔径为4.75 mm的筛一只。 5）垫棒：直径为10 mm，长为500 mm的圆钢。 6）直尺、漏斗或料勺、搪瓷盘、毛刷等。 （3）试验步骤。 1）用搪瓷盘装取试样约3 L，放在烘箱中于（105±5）℃的条件下烘干至恒量，待冷却至室温后，筛除大于4.75 mm的颗粒，分为大致相等的两份备用。 2）松散堆积密度：取试样一份，用漏斗或料勺从容量筒中心上方50 mm处徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体，且容量筒四周溢满时，即停止加料。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平（试验过程应防止触动容量筒），称出试样和容量筒的总质量，精确至1 g。 3）紧密堆积密度：取一份试样分两次装入容量筒。装完第一层后，在筒底垫放一根直径为10 mm的圆钢，将筒按住，左右交替敲击地面各25次。然后装入第二层，第二层装满后用同样的方法颠实（但筒底所垫钢筋的方向与第一层时的方向垂直）后，再加试样直至超过筒口，然后用直尺沿筒口中心向两边刮平，称出试样和容量筒的总质量，精确至1 g。 （4）结果计算与评定。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 16.5.4　碎石或卵石的颗粒级配试验 （1）试验目的。测定混凝土用碎石或卵石的颗粒级配，为混凝土配合比设计提供原材料参数。 （2）主要仪器设备。 1）鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃。 2）台秤：称量10 kg，感量1 g。 3）方孔筛：孔径为2.36 mm、4.75 mm、9.50 mm、16.0 mm、19.0 mm、26.5 mm、31.5 mm、37.5 mm、53.0 mm、63.0 mm、75.0 mm及90.0 mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖（筛框内径为300 mm）。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 4）摇筛机、搪瓷盘、毛刷等。 （3）试样制备。从取回试样中用四分法缩分至略大于表16-4规定的试样数量，经烘干或风干后备用。 （4）试验步骤。 1）根据试样的最大粒径，称取按表16-4规定数量的试样一份，精确至1 g。将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛上，然后进行筛分。 2）将套筛置于摇筛机上，摇10 min；取下套筛，按筛孔大小顺序再逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1％为止。 上一页 下一页 返回 16.5　混凝土集料试验 通过的颗粒并入下一号筛中，并与下一号筛中的试样一起过筛，按此顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。当筛余颗粒的粒径大于19.0 mm时，在筛分过程中，允许用手指拨动颗粒。 3）称取各筛筛余的质量，精确至1 g。 （5） 结果计算与评定。 1）计算分计筛余百分率：各号筛的筛余量与试样总质量之比，精确至0.1％。 2）计算累计筛余百分率：该号筛的筛余百分率加上该号筛以上各分计筛余百分率之和，精确至1.0％。筛分后，如每号筛的筛余量与筛底的筛余量之和同原试样质量之差超过1％时，须重新进行试验。 3）根据各号筛的累计筛余百分率，评定该试样的颗粒级配。 上一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 16.6.1　混凝土拌合物的试样制备 （1）拌制混凝土的一般规定。 1）拌制混凝土的原材料应符合技术要求，并与施工实际用料相同。拌和前，材料的温度应与室温［应保持（20±5）℃］相同。水泥如有结块现象，应用64孔/cm 2 筛过筛，筛余结块不得使用。 2）拌制混凝土的材料用量以质量计。称量的精度：集料为±1%，水、水泥及混合材料为±5%。 3）拌制混凝土所用的各种用具，应预先用水润湿，使用完毕后必须清洗干净，上面不得有混凝土残渣。 下一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 （2）主要仪器设备。混凝土搅拌机、拌和钢板、磅秤、天平、拌铲等。 （3）混凝土拌和方法。 1）人工拌和法。 ①干拌。是将拌和钢板与拌铲用湿布润湿后，将砂平摊在拌和钢板上，再倒入水泥，用拌铲自拌和钢板一端翻拌至另一端，如此反复，直至拌匀；加入石子，继续翻拌至均匀为止。 ②湿拌。是在混合均匀的干拌合物中间作一凹槽，倒入已称量好的水（约一半），翻拌数次，并徐徐加入剩下的水，继续翻拌，直至均匀。 ③拌和时间。控制拌和从加水时算起，应大致符合下列规定： 上一页 下一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 拌合物体积为30 L以下时，拌和时间为4～5 min； 拌合物体积为30～50 L时，拌和时间为5～9 min； 拌合物体积为50～75 L以下时，拌和时间为9～12 min。 2）机械拌和法。 ①预拌和前先对混凝土搅拌机挂浆，即用按配合比要求的水泥、砂、水及少量石子，在搅拌机中搅拌（涮膛），然后倒出多余砂浆。其目的是防止正式拌和时水泥浆挂失影响混凝土的配合比。 ②拌和时，向搅拌机内依次加入石子、水泥、砂，干拌均匀，再将水徐徐加入，继续搅拌2～3 min。 上一页 下一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 ③将拌合物从搅拌机中卸出，倒在拌和钢板上，人工拌和1～2 min。 混凝土拌合物拌好后，根据试验要求，立即进行坍落度测定试验或试件成型。从开始加水算起，全部操作须在30 min内完成。 16.6.2　混凝土拌合物的和易性测定 （1）试验目的。测定混凝土拌合物的坍落度，同时，评定混凝土拌合物的黏聚性和保水性，为混凝土配合比设计、混凝土拌合物质量评定提供依据；掌握《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080—2002）的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。 上一页 下一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 （2）坍落度试验。本方法适用于集料最大粒径不大于40 mm、坍落度值不小于10 mm的塑性混凝土拌合物。 （3）维勃稠度试验。本方法适用于集料最大粒径不大于40 mm、坍落度值小于10 mm、维勃稠度为5～30 s的干硬性混凝土拌合物。 16.6.3　混凝土拌合物的表观密度试验 本方法适用于测定混凝土拌合物捣实后的单位体积质量（即表观密度）。 （1）试验目的。测定混凝土拌合物的表观密度是为调整混凝土配合比提供依据。 上一页 下一页 返回 16.6　新拌混凝土试验 （2）主要试验仪器。 1）容量筒：金属制成的圆筒，两旁装有提手。对集料最大粒径不大于40 mm的拌合物采用容积为5 L的容量筒，其内径与内高均为（186±2）mm，筒壁厚为3 mm；集料最大粒径大于40 mm时，容量筒的内径与内高均应大于集料最大粒径的4倍。容量筒上缘及内壁应光滑平整，顶面与底面应平行并与圆柱体的轴垂直。 2）台秤：称量50 kg，感量50 g。 3）振动台、捣棒等。 （3）试验步骤。 上一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 16.7.1　混凝土试验室配合比设计 （1）试验目的。通过这个试验了解混凝土配合比设计的过程和方法，可以提高知识的综合运用能力，熟悉混凝土初步配合比的计算步骤及方法。 （2）基本原理及步骤。混凝土配合比设计是根据实测的原材料的物理力学指标，通过计算和试验确定各组成材料的比例，从而使配制出的混凝土满足工程设计和施工要求。 因为影响混凝土性质的因素有很多，目前，还没有建立起各影响因素与混凝土和易性和强度、耐久性之间严格的数学力学表达式，因此，混凝土配合比设计往往是首先通过经验数据和经验公式初步估计一个配合比，然后通过试验检验和调整配合比，使最终确定的配合比满足工程要求。 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 原材料不同，配合比自然也不同，因此，每个配合比都必须经过试验验证。每次配合比设计都必须经过试验，不能照搬别人的配合比。 混凝土配合比设计的基本要求如下： 1）满足施工和易性要求，便于施工操作。 2）满足强度要求，安全承受设计荷载。 3）满足耐久性要求。 4）节约水泥，降低成本。 混凝土配合比设计的基本步骤如下： 1）原材料试验。检验原材料是否合格，确定原材料的物理力学参数，为混凝土配合比设计和试验提供原始数据。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 2）初步配合比计算。根据经验数据和经验公式，计算初步配合比。这样，可以减少试验次数和试验的盲目性。 3）试配调整，确定基准配合比。按初步配合比称量配料，按规定方法拌制混凝土，实测其流动性并观察其黏聚性和保水性。根据实测结果，分析原因、调整配合比，直到满足和易性要求为止，确定满足和易性要求的配合比——基准配合比。 4）在基准配合比的基础上，制作混凝土标准试件，标准养护28 d后，按标准方法检测其强度，根据强度检测结果确定满足强度和耐久性要求的配合比——试验室配合比。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 5）在试验室配合比的基础上，根据现场砂石实际含水情况，调整材料的用量，在满足水泥用量和水胶比不变的前提条件下，确定施工配合比。 16.7.2　混凝土立方体抗压强度试验 （1）试验目的。测定混凝土立方体试件的抗压强度，并以此作为确定混凝土等级的依据。 （2）主要仪器设备。混凝土搅拌设备或工具，试模，捣棒，振动台，直尺，压力试验机或万能试验机等。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 （3）试件制备。试验前，先选定试模尺寸，应将试模擦拭干净，并在试模内表面涂一层矿物油或脱模剂。试件成型方法应视混凝土的稠度而定。对坍落度在70 mm以下的混凝土拌合物，宜用振动台振实；对坍落度大于70 mm的混凝土拌合物，宜用捣棒人工捣实。 1）振动台振实成型。将拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。试模应附着或固定在振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。 2）人工插捣成型。混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等；插捣应沿螺旋方向从边缘向中心均匀进行。插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部； 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 插捣上层混凝土时，捣棒应贯穿上层后插入下层20～30 mm；插捣时，捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后用抹刀沿试模内壁插拔数次；每层插捣次数按在10 000 mm 2 截面面积内不得少于12次；插捣后，应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。 3）插入式振捣棒振实。将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；宜用直径为25 mm的插入式振捣棒，插入式振捣时，振捣棒距试模底板10～20 mm且不得触及试模底板，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析；一般振捣时间为20 s。振捣棒拔出时要缓慢，拔出后不得留有孔洞。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 （4）试件养护。 1）试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。 2）采用标准养护的试件，应在温度为（20±5）℃的条件下净置一昼夜至两昼夜，然后编号、拆模。拆模后的试件应立即放入温度为（20±2）℃、相对湿度为95% 以上的标准养护室中养护，或在温度为（20±2）℃的不流动的Ca（OH） 2 饱和溶液中养护。标准养护室 的试件应放在支架上，彼此间隔10～20 mm，试件表面应保持潮湿，并不得被水直接冲淋。 3）同条件养护试件的拆模试件可与实际构件的拆模时间相同，拆模后，试件仍需保持同条件养护。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 4）标准养护龄期为28 d（从搅拌加水开始计时）。 （5）抗压强度测定。 （6）结果评定。 1）三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。 2）三个数值中最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值。 3）如最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。 上一页 下一页 返回 16.7　混凝土试验室配合比设计 4）抗压强度试验的标准立方体试件尺寸为150 mm×150 mm×150 mm。当混凝土强度等级＜C60时，用非标准试件测得的强度值均乘以尺寸换算系数，对于200 mm×200 mm× 200 mm的试件为1.05；对于100 mm×100 mm×100 mm的试件为0.95。当混凝土强度等级≥C60时，宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。 如试验时试件龄期并非28 d，还需用经验公式或有关图表换算至28 d龄期时的强度值。根据标准试件在标准养护条件下的28 d抗压强度值确定混凝土的强度等级。 上一页 返回 16.8　砂浆试验 16.8.1　砂浆稠度试验 （1）试验目的。通过测定砂浆的稠度，求得达到规定稠度所需的用水量。 （2）主要仪器与设备。 1）砂浆稠度测定仪：由试锥、容器和支座三部分组成（图16-15）。试锥由钢材或铜材制成，试锥高度为145 mm，锥底直径为75 mm，试锥连同滑杆的质量为300 g；盛浆容器由钢板制成，筒高为180 mm，锥底内径为150 mm；支座分底座、支架及刻度显示三部分，由铸铁、钢或其他金属制成。 2）钢制捣棒：直径为10 mm，长度为350 mm，端部磨圆。 下一页 返回 16.8　砂浆试验 3）木槌、铁铲、拌锅、拌和钢板等。 （3）试验步骤。 1）把盛浆容器和试锥表面用湿布擦干净，并用少量润滑油轻擦滑杆后将滑杆上多余的油用吸油纸擦净，使滑杆能自由滑动。 2）将砂浆拌合物一次装入容器，使砂浆表面低于容器口10 mm左右，用捣棒自容器中心向边缘插捣25次，然后轻轻地将容器摇动或敲击5～6下，使砂浆表面平整，随后将容器置于稠度测定仪的底座上。 3）拧开试锥滑杆的制动螺丝，向下移动滑杆。当试锥尖端与砂浆表面刚接触时，拧紧制动螺丝，使齿条测杆下端刚刚接触到滑杆上端，并将指针对准零点。 上一页 下一页 返回 16.8　砂浆试验 4）拧开制动螺丝，同时计时，待10 s立即固定螺丝，将齿条测杆下端接触滑杆上端，从刻度盘上读出下沉深度（精确至1 mm），即为砂浆的稠度值。 5）圆锥容器内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样测定。 （4）结果评定。取两次试验结果的算术平均值作为砂浆稠度测定值，如两次测定值之差大于10 mm，应重新取样测定。 上一页 下一页 返回 16.8　砂浆试验 16.8.2　建筑砂浆分层度试验 （1）试验目的。测定建筑砂浆拌合物在运输、停放、使用过程中的离析、泌水等内部组分的稳定性。 （2）主要仪器设备。 （3）试验步骤。 1）将拌和好的砂浆，先进行稠度试验，然后将砂浆从圆锥筒中倒出，重新拌和均匀，一次性注满分层度筒。用木槌在筒周围大致相等的四个不同地方轻敲1～2次，装满，并用抹刀抹平。 2）静置30 min，去掉上层200 mm的砂浆。取出底层100 mm的砂浆重新拌和均匀，再测定一次砂浆稠度。 上一页 下一页 返回 16.8　砂浆试验 3）取两次砂浆稠度的差值作为砂浆的分层度（以mm为单位）。 （4）结果评定。以两次试验的平均值作为该砂浆的分层度值。若两次分层度值之差大于10 mm时，则应重新做试验。 16.8.3　砂浆抗压强度试验 （1）试验目的。测定砂浆立方体抗压强度，其试件尺寸为70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm。 （2）主要仪器设备。压力试验机：采用精度为1％的试验机，试件破坏荷载应不小于压力机量程的20%，且不应大于全量程的80%。 上一页 下一页 返回 16.8　砂浆试验 （3）试件制备及养护。 1）用黄油等密封材料涂抹试模的外接缝，试模内应涂刷薄层机油或隔离剂。将拌和好的砂浆一次性装满试模，成型方法应根据稠度而确定。当稠度＞50 mm时，宜采用人工捣成型；当稠度＜50 mm时，宜采用振动台振实成型。 ①人工振捣。插捣应采用捣棒按螺旋方向从边缘向中心均匀地进行，插捣过程中当砂浆沉落低于试模口时，应随时添加砂浆，可用油灰刀插捣数次，并用手将试模一边抬高5～10 mm各振动5次，砂浆要高出试模顶面6～8 mm。 ②机械振动。宜采用振动台振实成型，将砂浆一次性装满试模，放置到振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。 上一页 下一页 返回 16.8　砂浆试验 2）刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土接近初凝时，用抹刀抹平。 3）试件养护。试件拆模后应立即放入温度为（20±5）℃的环境下静置（24±2）h，然后对试件进行编号、拆模。拆模后立即放入温度为（20±2）℃，相对湿度为90%以上的标准养护室中养护。养护期间，试件彼此间隔不少于10 mm，混合砂浆、湿拌砂浆试件上面应覆盖压板，防止有水滴在试件上。标准养护龄期为28 d（从搅拌加水开始计时）。 （4）立方体抗压强度测定。 上一页 返回 16.9　沥青材料试验 （1）试验目的。测定石油沥青的针入度，作为评定石油沥青牌号的主要依据。 （2）适用范围。本方法适用于测定针入度小于350的固体和半固体石油沥青。非经注明，标准针、针连杆与附加砝码的总质量为（100±0.05）g，试验温度为（25±0.1）℃，针入度贯入时间为5 s。根据需要如采用其他试验条件时，应在试验结果中注明。 （3）主要仪器设备。 4）试验准备。 1）将预先除去水分的沥青试样在砂浴或密闭电炉上小心加热，不断搅拌，加热温度不得超过估计软化点100 ℃，加热时间不得超过30 min。用筛过滤除去杂质。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 2）将试样注入试盛样皿中，试样高度应超过预计针入度值10 mm，并盖上盛样皿，以防落入灰尘。盛有试样的试样皿在室温（15 ℃～30 ℃）中冷却45～60 min（小试样皿）、1～1.5 h（中试样皿）或1.5～2 h（较大试样皿）后，移入保持规定试验温度±0.1 ℃的恒 温水浴中45～60 min（小试样皿）、1～1.5 h（中试样皿）或1.5～2 h（较大试样皿）。 3）调整针入度仪使之水平。检查针连杆和导轨，以确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三氯乙烯或其他溶剂清洗标准针，并擦拭干净。将标准针插入针连杆，用螺丝紧固。按试验条件，加上附加砝码。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 （5）试验步骤。 1）取出达到恒温的盛样皿，并移入水温控制在试验温度±0.1 ℃（可用恒温水浴中的水）的平底玻璃皿中的三脚支架上，试样表面以上的水层深度不少于10 mm。 2）将盛有试样的平底玻璃皿置于针入度仪的平台上，慢慢放下针连杆，使针尖恰好与试样表面接触，必要时用放置在合适位置的光源的反射来观察。拉下刻度盘的拉杆，使之与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。 3）在规定时间内快速释放针连杆，同时启动秒表或计时装置，使标准针自动下落贯入试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 4）拉下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或深度指示器的读数，精确至0.1 mm。 5）同一试样平行试验至少进行三次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应少于10 mm。每次试验后，应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放入恒温水浴，使平底玻璃皿中的水温保持试验温度。每次试验应换一根干净的标准针或将标准针取下，用蘸有溶剂的棉花将针端附着的沥青擦拭干净。 6）测定针入度大于200的沥青试样时，至少用三根标准针，每次测定后将针留在试样中，直至三次测定完成后，才能将标准针取出。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 （6）结果评定。同一试样三次平行试验结果的最大值和最小值之差在下列允许偏差范围内时，计算三次试验结果的平均值，取其整数作为针入度试验结果，以0.1 mm为单位。 若差值超过表16-6中的数值，试验应重做。 16.9.2　沥青延度试验 （1）试验目的。延度是反映沥青塑性的指标，通过延度测定可以了解石油沥青抵抗变形的能力并作为确定沥青牌号的依据之一。沥青的延度是指规定形状的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm表示。非经注明，试验温度为（25±0.5）℃，拉伸速度为（5±0.25）cm／min。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 （2）主要仪器设备。 （3）试验准备及步骤。 1）试验准备。 ①将模具组装在支撑板上，将隔离剂涂于支撑板表面及清洁干燥的两个侧模的内表面。板上的模具要水平放好，以便模具的底部能够充分与板接触。 ②小心加热样品，充分搅拌以防局部过热，使样品容易倾倒。将沥青试样自模的一端至另一端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模，灌模时应注意勿使气泡混入。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 ③试件在空气中冷却30～40 min，然后置于规定试验温度±0.1 ℃的恒温水浴中保持30 min后取出，用热刮刀刮除高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。沥青的刮法应自试模的中间刮向两端，且表面应刮得平滑。将支撑板、模具连同试件再浸入规定试验温度的水浴中85～95 min。然后从板上取下试件，拆掉侧模，立即进行拉伸试验。 ④检查延度仪延伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。将延度仪注水，并保温至试验温度为±0.5 ℃。 2）试验步骤。 ①将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，然后以一定的速度拉伸，直到试件拉伸断裂。拉伸速度允许误差在±5%以内，测量试件从拉伸到断裂所经过的距离，以cm表示。试验水面距试件表面应不小于2.5 mm。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 ②试验中，如发现沥青细丝浮于水面或沉入槽底时，则试验不正常。应在水中加入乙醇或氯化钠，调整水的密度，使沥青材料既不浮于水面，又不沉入槽底。 ③在正常情况下，试件延伸时应成锥形、线形或柱形，直至断裂时实际断面接近于零或成一均匀断面。如果三次试验都得不到正常的结果，则报告在该条件下延度无法测定。 （4）结果评定。若三个试件的测定值在其平均值的5%以内，取平行测定三个结果的平均值为测定结果；若三个试件的测定值不在其平均值的5%以内，但其中两个较高值在平均值的5%之内，则舍去最低测定值，取两个较高值的平均值作为测定结果，否则应重新测定。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 （5）注意事项。 1）在浇筑试件时，隔离剂配置要适当，以免试样取不下来，对于粘结在玻璃上的试件，应放弃浇筑。在试模底部涂隔离剂时，不宜太多，以免隔离剂占用试件部分体积，冷却后造成试件断面不合格，影响试验结果。 2）在灌模时，应使试件高出试件，以免试件冷却后欠模。 3）对于延度较大的沥青试件，为了便于观察延度值，延度值底部应尽量采用白色衬砌。 4）在刮模时，应将沥青与试模刮为齐平，尤其是试模中部，不应有低凹现象。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 16.9.3　沥青软化点试验 （1）试验目的。测定沥青的软化点，用以评定沥青材料的温度稳定性。 （2）主要仪器设备。 （3）准备工作。样品的加热时间在不影响样品性质和在保证样品充分流动的基础上应尽量缩短。石油沥青、改性沥青、天然沥青以及乳化沥青残留物加热温度不应超过预计沥青软化点110 ℃。 若预计试样软化点高于120 ℃～157 ℃，应将黄铜环和支撑板预热至80 ℃～100 ℃，然后将铜环放到涂有隔离剂的支撑板上。否则，会出现沥青试样从铜环中完全脱落的现象。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 向每个环中倒入略过量的沥青试样，让试样在室温冷却30 min后，用稍加热的小刀或刮刀刮除环面上的试样，使得每一个圆片饱满且与环的顶部齐平。 （4）试验步骤。 1）选择下列一种加热介质和适合预计软化点的温度计或测温设备。 ①新煮沸过的蒸馏水适用于软化点为30 ℃～80 ℃的沥青，起始加热介质温度为（5±1）℃。 ②甘油适用于软化点为80 ℃～157 ℃的沥青，起始加热介质的温度为（30±1）℃。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 ③为了进行仲裁，所有软化点低于80 ℃的沥青应在水浴中测定，而软化点为80 ℃～157 ℃的沥青材料在甘油浴中测定。仲裁时采用标准中规定的相应的温度计。 2）把仪器放在通风橱内并配置两个样品环、钢球定位器，将温度计插入合适的位置，浴槽装满加热介质，并使各仪器处于适当位置。用镊子将钢球置于浴槽底部，使其同支架的其他部位达到相同的起始温度。 3）如果有必要，将浴槽置于冰水中或小心加热并维持适当的起始浴温达15 min，使仪器的位置固定，注意不要沾污浴液。 4）再次用镊子从浴槽底部将钢球夹住并置于定位器中。 上一页 下一页 返回 16.9　沥青材料试验 5）从浴槽底部加热使温度以恒定的速率5 ℃/min上升。试验期间不能取加热速率的平均值，但在3 min后，升温速率应达到（5±0.5）℃/min。需要注意的是，在加热过程中，如温度上升速度超出此范围时，则此次试验失败。 6）当包着沥青的钢球触及下支撑板时，分别记录温度计所显示的温度。无须对温度计的浸没部分进行校正。 （5）结果评定。取两个温度的平均值作为沥青材料的软化点。当软化点为30 ℃～157 ℃时，如果两个温度的差值超过1 ℃，则重新进行试验。 上一页 返回 16.10　木材试验 16.10.1　木材含水率试验 （1）试验目的。测定木材的含水率，评定木材的物理力学性能。含水率是影响木材胀缩变形、强度等性质的重要因素。 （2）主要仪器设备。天平（精度应达到0.001 g）、烘箱［应能保持在（103±2）℃］、玻璃干燥器和称量瓶等。 （3）试样。试样通常在需要测定含水率的试材、试条上或在物理力学试验后的试样上，按照所对应标准的试验方法规定的部位截取。试样尺寸约为20 mm×20 mm×20 mm。附在试样上的木屑、碎片应清除干净。 （4）试验步骤。 下一页 返回 16.10　木材试验 16.10.2　木材顺纹抗压强度试验 （1）试验目的。学会木材顺纹抗压强度的试验的方法，掌握万能力学试验机的使用 方法。 （2）主要仪器设备。万能力学试验机、 游标卡尺、含水率测定仪等。 （3）试验步骤。 （4）结果计算。 上一页 返回 16.11　砌墙砖试验 16.11.1　尺寸测量 （1）试验目的。评定砌墙砖的尺寸是否满足要求。 （2）主要仪器设备。砖用卡尺如图16-19所示。 （3）测量方法。砖样的长度、宽度应在砖的两个大面中间处分别测量两个尺寸，高度应在两个条面的中间分别测量两个尺寸。当被测处有缺损或凸出时，可在其旁边测量，但应选择不利的一侧进行。结果精确至0.5 mm。 （4）结果评定。每一个方向的尺寸以两个测量值的算术平均值表示。 16.11.2　外观质量检查 （1）试验目的。评定砌墙砖的外观质量是否满足要求。 下一页 返回 16.11　砌墙砖试验 （2）主要仪器设备。砖用卡尺、钢直尺。 （3）试验方法及步骤。 （4）结果评定。外观测量结果以mm为单位，不足1 mm者，按1 mm计。 16.11.3　抗折强度试验 （1）试验目的。评定砌墙砖的抗折强度是否满足要求或确定其强度等级。 （2）主要仪器设备。 1）材料试验机：试验机的示值相对误差不大于±1%，其下加压板应为球铰支座，预期最大破坏荷载应为量程的20%～80%。 上一页 下一页 返回 16.11　砌墙砖试验 2）抗折夹具：抗折试验的加荷形式为三点加荷，其上压辊和下支辊的曲率半径为15 mm，下支辊应有一个为铰接固定。 3）钢直尺：分度值不应大于1 mm。 （3）试件处理。试样应放在温度为（20±5）℃的水中浸泡24 h后取出，用湿布拭去其表面水分进行抗折强度试验。 （4）试验步骤。按规定测量试样的高度和宽度尺寸各两个，分别取算术平均值，精确至1 mm。 调整抗折夹具下支辊的跨距为砖规格长度减去40 mm。但规格长度为190 mm的砖，其跨距为160 mm。 上一页 下一页 返回 16.11　砌墙砖试验 3）振动台、制样模具、搅拌机、切割设备等。 （3）试样制备。 （4）试样养护。 1）一次成型制样、二次成型制样在不低于10 ℃的不通风室内养护4 h。 2）非成型制样不需要养护，试样在气干状态下直接进行试验。 （5）试验步骤。 1）测量每个试样连接面或受压面的长、宽尺寸各两个，分别取其平均值，精确至1 mm。 上一页 下一页 返回 16.11　砌墙砖试验 将试样大面平放在下支辊上，试样两端面与下支辊的距离应相同，当试样有裂缝或凹陷时，应使有裂缝或凹陷的大面朝下，以50～150 N/s的速度均匀加荷，直至试样断裂，记录最大破坏荷载P。 （5）结果计算与评定。每块试样的抗折强度R c 按式（16-23）计算，精确至0.01 MPa。 16.11.4　抗压强度试验 （1）试验目的。评定砌墙砖的抗折强度是否满足要求或确定其强度等级。 （2）主要仪器设备。 1）材料试验机。 2）钢直尺：分度值不应大于1 mm。 上一页 下一页 返回 16.11　砌墙砖试验 2）将试样平放在加压板的中央，垂直于受压面加荷，应均匀平稳，不得发生冲击或振动。加荷速度以2～6 kN/s为宜，直至试样破坏为止，记录最大破坏荷载P。 上一页 下页 返回 图 16 - 1 返回 图 16 - 2 返回 图 16 - 4 返回 图 16 - 5 返回 图 16 - 6 返回 图 16 - 7 返回 图 16 - 8 返回 图 16 - 9 返回 图 16 - 10 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