混凝土工艺学实验指导书(本科).doc

实验1 混凝土用砂石实验

一、实验依据及目的
根据GB/T14684-2001《建筑用砂》和GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》对混凝土用砂、石进行实验，评定其质量，并为混凝土配合比设计提供原材料参数。
二、取样与缩分
1．取样
骨料应按同产地同规格分批取样。取样前先将取样部位表层除去，然后从料堆或车船上不同部位或深度抽取大致相等的砂8份或石子16份。砂、石部分单项实验的取样数量分别见实表1-l和实表1-2。
实表1-1 砂分项实验的最少取样量
实验项目
筛分析
表观密度
堆积密度
含水率
最少取样量（g）
4400
2600
5000
1000
实表1-2 石分项实验的最少取样量（kg）
实验项目
最大粒径（mm）
10
16
20
25
31.5
40
63
80
筛分析
10
15
20
20
30
40
60
80
表观密度
8
8
8
8
12
16
24
24
含水率
2
2
2
2
3
3
4
6
堆积密度
40
40
40
40
80
80
120
120
2．缩分
砂样缩分可采用分料器或人工四分法进行。四分法缩分的步骤为：将样品放在平整洁净的平板上.在潮湿状态下拌合均匀，摊成厚度约20mm的圆饼，然后在饼上划两条正交直径将其分成大致相等的4份。取其对角的两份，按上述方法继续缩分，直至缩分后的样品数量略多于进行实验所需量为止。
石子缩分采用四分法进行。将样品倒在平整洁净的平板上，在自然状态下拌合均匀。堆成锥体，然后用上述四分法将样品缩分至略多于实验所需量。
三、砂的实验
（一）砂的筛分析实验
1. 主要仪器设备
标准筛；天平（称量1000g，精度1g）；摇筛机；烘箱（能使温度控制在105℃±5℃）；浅盘；硬、软刷等。
2. 试样制备
用于筛分析的试样应先筛除大于10mm的颗粒，并记录其筛余百分比，然后用四分法缩分至每份不少于550g的试样两份，在105℃±5℃下烘至恒重，冷却至室温备用。
3. 实验步骤
（1）准确称取烘好的试样500g，置于按筛孔大小顺序排列的最上一只筛上。将筛在摇筛机内固紧，摇筛10min左右。
（2）取出筛，按筛孔大小顺序，在清洁的浅盘上逐个进行手筛，直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1％时为止，通过的颗粒并入下一个筛中，按此顺序进行，直至每个筛全部筛完为止。如无摇筛机，也可用手筛。
（3）称量各筛筛余试样的重量（精确至1g），所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其相差不得超过筛分前试样总量的1％。
4. 实验结果评定
筛分析实验结果按下列步骤计算：
（1）计算分计筛余百分率，精确至0.1％。
（2）计算累计筛余百分率，精确至1％。
（3）根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配分布情况。
（4）按下式计算细度μ（精确至0.01）：
细度模数()=
式中β1、β2、β3、β4、β5 、β6分别为5.0、2.5、1.25、0.830、0.315、0.160（mm）各筛上的累计筛余百分率。
筛分实验应采用两个试样平行实验，细度模数以两次实验结果的算术平均值为测定值（精确至0.1）。如两次实验所得的细度模数之差大于0.20时，应重新取试样进行实验。
（二）砂的堆积密度
1. 主要仪器设备
天平（称量10kg，感量1g）、容量筒容积1L）、方孔筛（孔径为4.75mm的筛）、烘箱、漏斗、料勺、直尺、浅盘等。
2. 实验步骤
（1）取缩分试样约3L，在105℃±5℃的烘箱中烘至恒重，取出冷却至室温，过筛，分成大致相等的两份备用。
（2）称容量筒质量m（kg），精确至lg。
（3）用料勺或漏斗将试样徐徐装入容量筒内，出料口距容量筒口不应超过5cm，直至试样装满超出筒口成锥形为止。
（4）用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其质量m。
3. 实验结果
按下式计算砂的堆积密度ρ（精确至10kg／m）：

四、石子的实验
（一）碎石或卵石的筛分析实验
1．主要仪器设备
标准筛（孔径为100、80.0、63.0、50.0、40.0、31.5、25.0、20.0、16.0、10.0、5.00和2.50mm的圆孔筛）；天平（精确至试样量的0.1％）；烘箱（能使温度控制在105℃±5℃）；浅盘等。
2．试样制备
实验前用四分法缩分至略重于实表4-3所规定的试样所需量，烘干或风干后备用。
实表4-3 分析所需试样的最小重量
最大公称粒径（mm）
10.0
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
63.0
80.0
试样重量不少于（kg）
2.0
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
12.6
16.0
3．实验步骤
（1）按实表4-3规定称取试样。
（2）将试样按筛孔大小顺序过筛，当每号筛上筛余层的厚度大于试样的最大粒径值时，应将该号筛上的筛余分成两份，再进行筛分，直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的0.1％。
（3）称各筛筛余的重量，精确至试样总量的0.1％。在筛上的所有分计筛余量和筛底剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比，其相差不得超过1％。
4．实验结果计算
筛分析实验结果按下列步骤计算：
（1）由各筛上的筛余量除以试样总量计算出该号筛的分计筛余百分率（精确至0.1％）。
（2）每号筛计算得出的分计筛余百分率与筛孔大于该筛的各筛上的分计筛余百分率相加，计算得出累计筛余百分率（精确至1％）。
（3）根据各筛的累计筛余百分率，评定该试样的颗粒级配。
（二）石子的堆积密度
1．主要仪器设备
磅秤、台秤、容量筒、平头铁铲、烘箱
2．实验步骤
（1）称容量筒质量m（kg），精确至10g。
（2）取烘干或风干的试样一份，置于平整干净的地板（或铁板）上。用铁铲将试样距筒口5cm左右处自由落人容量筒，装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，以合适的颗粒填人凹陷部分，使表面凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取容量筒和试样总质量m（kg），精确至10g。
（3）实验结果
按下式计算石子的堆积密度（精确至10kg／m）。以两份试样测定结果的算术平均值为实验结果，精确至l0kg／m。

实验二 砂的含水率的测定

一、实验目的
1. 掌握砂的含水率的测定方法。
二、实验仪器
1. 烘箱——温度控制范围为（105±5）℃；
2. 天平——称量l000g,感量lg；
3. 容器——如浅盘等；
4. 试验筛——筛孔公称直径为80µm及1. 25mm的方孔筛各一个；
5. 洗砂用的容器。
三、实验步骤
砂的含水率试验(标准法)
由密封的样品中取各重500g的试样两份，分别放人已知质量的干燥容器(m1)中称重，记下每盘试样与容器的总重(m2)。将容器连同试样放入温度为(105±5)℃的烘箱中烘干至恒重，称量烘干后的试样与容器的总质量(m3).
砂的含水率（标准法）按下式计算，精确至0.1%。

式中：WC ——砂的含水率(%)；m1——容器质量(g)；m2——未烘干的试样与容器的总质量(g)；m3——供干后的试样与容器的总质量(g)。
以两次试验结果的算术平均值作为测定值！

实验二 砂的含泥量的测定

一、实验目的
1. 掌握砂的含泥量的测定方法。
二、实验仪器
1. 烘箱——温度控制范围为（105±5）℃；
2. 天平——称量l000g,感量lg；
3. 容器——如浅盘等；
4. 试验筛——筛孔公称直径为80µm及1. 25mm的方孔筛各一个；
5. 洗砂用的容器。
三、实验步骤
砂中含泥量试验(标准法)
本方法适用于测定粗砂、中砂和细砂的含泥量，特细砂中含泥量测定方法
试样制备应符合下列规定：
样品缩分至1100g，置于温度为（105±5)℃的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温后，称取各为400g (m0)的试样两份备用。
含泥量试验应按下列步骤进行：
① 取烘干的试样一份置于容器中，并注人饮用水，便水面高出砂面约150mm，充分拌匀后，浸泡2h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离，并使之悬浮或溶于水中，缓缓地将浑浊液倒人公称直径为1.25mm、80µm的方孔套筛(1.25mm筛放置于上面)上，滤去小于80µm的颗粒。试验前筛子的两面应先用水润湿，在整个试验过程中应避免砂粒丢失。
② 再次加水于容器中，重复上述过程，知道筒内洗出的水清澈为止。
③ 用水淋洗剩留在筛上的细粒，并将80µm筛放在(使水面略高出筛中砂粒的上表面)来回摇动，以充分洗除小于80µm的颗粒。然后将两只筛上剩余的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入浅盘，至于温度为(105±5)℃的烘箱中烘干至恒重，取出来冷却至室温后，称试样的质量(m1)。
砂中含泥量应按下式计算，精确至0.1%；

式中： Wc——砂中含泥量)； m0——试验前的烘干试样质量(g)； m1——试验后的烘干试样质量(g)。
以两个试样试验结果的计算平均值作为测定值。两次结果之差大于0.5%时应重新取样进行试验。

实验三 混凝土的坍落度试验

一、试验目的
通过测定骨料最大粒径不大于37.5mm、坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌合物坍落度，同时评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，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GB/T50080—2002《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。
二、主要仪器设备
（1）坍落度筒
（2）捣棒
3）直尺、小铲、漏斗等。
三、试验步骤
（1）每次测定前，用湿布湿润坍落度筒、拌和钢板及其他用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩住2个脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。
（2）取拌好的混凝土拌和物15L，用小铲分3层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒沿螺旋方向在截面上由外向中心均匀插捣25次。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口，插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时加料，顶层插捣完毕后，刮去多余混凝土，并用镘刀抹平。
（3）清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5～10s内完成。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应150s内完成。
四、试验结果确定与处理
（1）提起坍落度筒后，立即量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌和物的坍落度值。混凝土拌和物坍落度以mm为单位，结果精确至1mm。
（2）坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样再测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌和物和易性不好，应予记录备查。
（3）观察坍落后的混凝土试体的粘聚性和保水性。粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度来评定。如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌和物保水性良好；坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出且锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌和物的保水性能不好。
（4）和易性的调整
①当坍落度低于设计要求时，可在保持水灰比不变的前提下，适当增加水泥浆量。
②当坍落度高于设计要求时，可在保持砂率不变的条件下，增加集料的用量。
③当出现含砂量不足，粘聚性、保水性不良时，可适当增加砂率，反之减小砂率。

实验四 普通混凝土立方体抗压强度试验

普通混凝土力学性能试验方法按《普通混凝土力学性能试验方法》〔GB/T50081-2002〕进行
一、实验目的
学会混凝土抗压强度试件的制作及测试方法，用以检验混凝土强度，确定、校核混凝土配合比，并为控制混凝土施工质量提供依据。
二、一般技术规定
① 本试验采用立方体试件，以同以龄期至少三个同时制作、同样养护的混凝土试件为一组。
② 每一组试件所用的拌和物应从同盘或同一车运送的混凝土拌和物中取样，或试验室用人工或机械单独制作。
③ 检验工程和构件质量的混凝土试件成型方法应尽可能与实际施工采用的方法相同。
三、主要仪器设备
压力实验机、上下承压板、振动台、试模、捣棒、小铁铲、钢尺等。
四、试件制作
1. 在制作试件前，首先要检查试模，拧紧螺栓，并清刷干净，同时在其内壁上一薄层矿物油脂。
2. 试件的成型方法应根据混凝土的坍落度来确定。
① 坍落度不大于70mm的混凝土拌和物宜采用振动台成型。
其方法为拌好的混凝土拌和物一次装入试模，装料时应抹刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌和物稍有富裕，然后将试模放到振动台上，用固定装置予以固定，开动振动台并计时，当拌和物表面呈现水泥浆时，停止振动并记录振动时间，用镘刀沿试模边缘刮去多余拌和物，并抹平。
②坍落度大于70mm的混凝土拌和物采用人工捣实成型。
其方法为将混凝土拌和物分两层装入试模，每层装料厚度大致相同。插捣时用垂直的捣棒按螺旋方向由边缘向中心进行，插捣底层时捣棒应达到试模底面，插捣上层时，捣棒应贯穿下层深度2～3cm，并用抹刀沿试模边插入数次，为防止麻面，每层插捣25次。捣实后，刮除多余混凝土，并用抹刀抹平。
五试件养护
1. 采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，防止水分蒸发，并在20℃±5℃的室内静置1d（但不超过2d），然后编号拆模。
2. 拆模后的试件应立即放入标准养护室（温度为20℃±3℃,相对湿度为90％以上）养护，在标准养护室中试件放在架上，彼此间隔10～20cm，并应避免用水直接冲淋试件。
3. 同条件养护的试件成型后，应覆盖表面，试件拆模时间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。
六抗压强度测定
1. 试件从养护地点取出，随即檫干并量其尺寸（精确到1mm），并以此计算试件的受压面积Ａ（mm2）。
2. 将试件安放在压力实验机的下压板上，试件的承压面与成型时的顶面垂直。试件的轴心应与压力机下压板中心对准，开动实验机，当压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。
3. 加压时，应连续而均匀的加荷。
当混凝土强度等级低于C30时，加荷速度取每秒钟0.3～1.5MPa。
当混凝土强度等级等于或大于C30时，加荷速度取每秒钟0.5～0.8MPa。
当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整实验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载F（N）。
七试验结果计算
1. 试件的抗压强度

式中：F——试件破坏荷载，N；
A——试件受压面积，mm2。
2. 以三个试件抗压强度的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，精确至0.1MPa。
如果三个测定值的最大或最小值中有一个与中间值的差超过中间值的15％，则把最大及最小值舍去，取中间值作为该组试件抗压强度值。如果最大、最小值均与中间值相差15％，则该组试件作废。
3. 混凝土抗压强度是以150mm×150mm×150mm的立方体试件作为抗压强度的标准试件，其他尺寸试件的测定结果均应换算150mm立方体试件的标准抗压强度值。

实验五 外加剂对水泥适应性检测实验
水泥净浆流动度试验方法
本方法适用于测定外加剂对水泥净浆的分散效果，用水泥净浆在玻璃平面上自由流淌的最大直径表示。
1 仪器
a. 水泥净浆搅拌机；
b. 截锥圆模：上口直径36mm，下口直径60mm，高度为60mm，内壁光滑无接缝的金属制品；
c. 玻璃板(400×400mm，厚5mm)；
d. 秒表；
e. 钢直尺，(300mm)；
f. 刮刀；
g. 药物天平(称量100g，分度值0.1g)；
h. 药物天平(称量1000g，分度值1g)。
2 试验步骤 
2.1 将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板，截锥圆模，搅拌器及搅拌锅均匀擦过，使其表面湿而不带水渍。
2.2 将截锥圆模放在玻璃板的中央，并用湿布覆盖待用。
2.3 称取水泥300g，倒入搅拌锅内。
2.4 加入推荐掺量的外加剂及87g或105g水，搅拌3min。
2.5 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方面提起，同时开启秒表计时，任水泥净浆在玻璃板上流动，至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。
3 结果表达
3.1 表达净浆流动度时，需注明用水量，所用水泥的标号、名称、型号及生产厂和外加剂掺量。
3.2 试样数量不应少于三个，结果取平均值，误差为±5mm。