建筑材料基本性质实验.docx

建筑材料基本性质实验 李捷 2011010206 同组人：吴昊亮 一、实验目的：1.巩固基本概念，学习材料基本参数的测定方法。2.通过实验,会正确操作仪器设备。3.了解砖和混凝土等材料的基本性能。4掌握材料吸水率的定义和测定方法5 了解混凝土试件抗折应力变形曲线的测定方法二、实验内容：1.蒸压灰砂砖、烧结普通砖、烧结页岩砖体积密度实验2.蒸压灰砂砖、烧结普通砖、烧结页岩砖(30分钟)吸水率实验3.混凝土抗压强度影响试验数值的因素（演示实验）4 混凝土抗折强度实验 （演示实验）实验详细内容：1蒸压灰砂砖、烧结普通砖、烧结页岩砖体积密度实验1）体积密度的概念 固体材料的质量与其总体积之比值称体积密度。2）密度、堆积密度、表观密度等概念的区别 3）主要仪器设备电子秤尺子烘箱4）实验步骤 试件在105烘干至恒重（实验前已完成），称重M； 用直尺量出试件的尺寸，并计算出其体积。对于六面体试件，每个试件的长宽高正反面各测一次。取其平均值得V=abc，单位为cm3 5）结果计算烧结页岩砖长/cm宽/cm高/cmm/gV/cm3(g/cm3)(均值）123.6823.95 11.4611.604.905.0222781361.951.671.69224.0023.9011.5111.604.985.1823501407.681.67323.9823.9511.5011.424.954.9823571363.58 1.73蒸压灰砂砖长宽高m/gV/cm3(g/cm3)(均值）124.1124.0512.0012.005.535.4829321590.721.841.87224.0424.0211.4811.505.465.5028481515.81 1.88324.0524.0911.5011.525.425.4528441504.43 1.89烧结普通砖长宽高m/gV/cm3(g/cm3)(均值）123.5223.5411.3011.485.025.0822481353.431.661.69223.8723.8311.4211.455.004.9823461360.901.72323.5623.6211.4811.524.985.0423021359.14 1.696）数据分析体积密度：材料的体积密度主要与材质和孔隙率有关。实验中所用三种砖成分相近（均以二氧化硅为主），因此主要考虑孔隙率的影响。从实验数据中可看出，蒸压灰砂砖的体积密度明显大于另两种砖。这是因为：粘土砖是以砂质粘土为主要原料，在900-1000摄氏度左右进行烧结而成。由于其中的粘土被部分烧结，故具有较多的孔隙；页岩砖是以页岩为主要原料，页岩的化学组成与粘土相近，但其颗粒细度不及粘土，故孔隙率也比较大；灰砂砖是以石灰和天然砂为主要原料，在0.8MPa，175摄氏度的条件下蒸养6小时而成，由其中的Ca(OH)2与SiO2反应生产水化硅酸钙凝胶而产生强度。灰砂砖外观光洁整齐，均匀密实，孔隙率较小。所以同样的体积下，灰砂砖的实体积更大，质量更大。因而体积密度更大。2.蒸压灰砂砖、烧结普通砖、烧结页岩砖(30分钟)吸水率实验1） 吸水率概念材料能吸收水分的性质称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。材料在吸水饱和时内部所吸水分的质量占干燥材料总质量的百分率。2）仪器设备电子称烘箱水糟3）实验步骤砖样在105烘干至恒重，称其质量M作好标记砖放入水槽中吸水30min取出试件，擦去表面的水称其质量M1 4) 结果计算公式: W=（M1-M）/ M 100%5) 数据表格类型M/kgM1/kg质量吸水率W蒸压灰砂砖2.9323.0704.71%烧结普通砖2.2482.61616.37%烧结页岩砖2.2782.67617.48%6）数据分析质量吸水率：质量吸水率主要有孔隙率决定，特别是开口孔隙率。从实验数据中可以看出，蒸压灰砂砖的质量吸水率明显小于另两种砖。这是因为：粘土砖是以砂质粘土为主要原料，在900-1000摄氏度左右进行烧结而成。由于其中的粘土被部分烧结，故具有较多的孔隙；页岩砖是以页岩为主要原料，页岩的化学组成与粘土相近，但其颗粒细度不及粘土，故孔隙率也比较大；灰砂砖是以石灰和天然砂为主要原料，在0.8MPa，175摄氏度的条件下蒸养6小时而成，由其中的Ca(OH)2与SiO2反应生产水化硅酸钙凝胶而产生强度。灰砂砖外观光洁整齐，均匀密实，孔隙率较小。所以在建筑中选用灰砂砖可以有比较好的防水性能，而使用粘土砖，页岩砖要特别注意防水。但灰砂砖不宜用在高水流和高温(大于200摄氏度)的地区，以免发生Ca(OH)2的滤析及Ca(OH)2和水化硅酸钙凝胶的脱水分解。3.混凝土抗压强度影响试验数值的因素（演示实验）1)100X100X1002)100X100X100(垫胶皮)3)150X150X1504)100X100X300混凝土的组成材料相同,养护龄期一样,试块寸不同，形状不同、受压面约束状况不同情况下对实验数值的影响并观察破坏形状。序号试件尺寸 （mm） 抗压荷载（KN）抗压强度(MPa)抗压强度平均值(MPa)破坏形状1 100100100 388 38.838.0环箍效应双倒锥破坏392 39.2360 36.02 100100100 （受压面垫胶皮） 160 16.017.1竖向条状破坏172 17.2180 18.03 150150150 704 31.330.5环箍效应双倒锥破坏684 30.4672 29.94 100100300 282 28.226.8中间45度破坏250 25.0272 27.2环箍效应示意图试件尺寸的影响：由第一，三，四组数据对比可知：在相同条件下，试件尺寸越大，抗压强度越低。对第一，三组，主要是因为随着尺寸的增大，临界裂纹存在的几率增加。对第一，四组，除了上面的原因，要考虑环箍效应。混凝土试样在受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向变形。由于试验机的上下压板的弹性模量比混凝土大5-15倍，而泊松比则不大于混凝土的两倍。所以，在荷载作用下，压板的横向应变小于混凝土的横向应变，从而在摩擦力的作用下对试件的横向膨胀起约束作用，对混凝土试件的测试强度也有提高作用。愈接近试样的端面，这种约束作用就愈大。在距离端面大约的范围以外，这种约束作用才消失。所以第四组试件的中间一段不受环箍效应的约束，强度降低。承压面状态的影响：由第一，二组数据对比可知：垫上胶皮后，抗压强度明显降低，破坏状态也不同。主要是因为胶皮的弹性模量比混凝土小很多，受压是横向应变大于混凝土，破坏了环箍效应，反而施加给混凝土一个横向向外的力，使混凝土上下面均出现裂纹，呈现条状破坏。而一般情况由于环箍效应，混凝土试件中间破坏较两端严重，呈现双倒锥破坏。4 混凝土抗折强度实验 （演示实验）1）C30普通混凝土2）C30钢纤维混凝土3）C30轻骨料混凝土4）C80高强混凝土混凝土抗折试验加载方式二抗折强度R=(3PL)/(2bh2)R 试件抗折强度 单位 MPaP试件抗折荷载 单位 KNb、h试件的宽和高 单位 mm (在此试验中 L=350mm, b=h=100mm)混凝土三点抗弯试验荷载-位移曲线混凝土抗折最大破坏荷载数据（单位：KN）1 (kN)2 (kN)3 (kN)平均强度 (MPa)C30普通混凝土 11.96 13.33 12.48 6.61C30钢纤维混凝土 15.35 14.10 13.61 7.53C30轻骨料混凝土 8.16 10.66 8.36 4.76C60高强混凝土 18.42 18.21 19.09 9.75混凝土抗压最大破坏荷载数据（单位：KN）1 2 3 平均强度(MPa) C30普通混凝土 440 KN460 KN455 KN45.2C30钢纤维混凝土 492KN480 KN480 KN48.4C30轻骨料混凝土 424 KN420 KN416 KN42.0C60高强混凝土 770 KN812KN804 KN79.52.对断面形态的影响C30轻骨料混凝土C30普通混凝土C30钢纤维混凝土C80高强混凝土结果分析：强度等级的影响：由C30普通集料混凝土和C80普通集料高强混凝土曲线的对比，可知：强度越高，极限抗压强度越高。观察断面形态可知C30普通集料混凝土的断面不平整，是沿着过渡区的，骨料基本完好，而C80普通集料高强混凝土的断面平整，是穿过骨料的。原因：对于C30普通集料混凝土，过渡区是明显的薄弱区，故破坏是沿着过渡区的，断面不平整。而C80普通集料高强混凝土的过渡区强度与骨料水泥石差不多，破坏就很均匀，断面显得平整。骨料类型的影响：由C30轻骨料混凝土和C30普通骨料混凝土的对比可知：轻骨料混凝土较普通集料混凝土：抗压强度稍有降低，韧性明显降低。轻集料混凝土的断面平整，穿过骨料，普通集料混凝土断面不平整，沿着过渡区。分析原因：轻骨料混凝土的骨料强度较低（低于过渡区），故断面穿过轻骨料，显得平整。普通集料混凝土，过渡区是明显的薄弱区，故破坏是沿着过渡区的，断面不平整。纤维含量的影响：由C30普通骨料混凝土掺入钢纤维和C30普通混凝土的对比可知：掺入钢纤维后，抗压强度稍有增加，韧性明显增加。C30普通骨料混凝土的断面不平整，是沿着过渡区的，C30普通集料混凝土掺入钢纤维的断面不平整，沿着过渡区，但是可以看到钢纤维被抽出。原因：掺入钢纤维后，在试件达到极限荷载后，虽然混凝土已经破坏失效，但是由于钢纤维的作用，试件并不立即断裂，因而显出较好的韧性。三实验感受与收获通过这次实验，我巩固了基本的测量方法，也了解到了砖和混凝土的基本性能，为以后的学习开了一个好头。而在演示实验过程中，我又一次体会到了土木工程实验强大的吸引力（试件被压碎的声音让我立刻想弄清破坏的原理），我希望以后更多的接触我们的实验设备，从实验中积极探索各个工程构件的原理，增强自己的动手操作能力。在实验中，我还提高了合作意识。土木工程实验很多情况下是一个人不能独立完成的，需要每个人的力量。还有一个重要的教训就是课前做好充分的预习，就简单的说这一次的测量吧，我们组就对实验任务不是很清楚，导致测漏了两组数据，直到快下课了才发现，结果留下来继续完成实验，耽搁了老师的时间也耽搁了自己的时间。所以从现在的小组实验开始，我就努力和同组的同学通力协作，争取把实验做好。 总之，此次实验在知识上和心理上都很有收获，相信在老师的悉心指导下，我能在以后的实验能够学到更多的东西！