土木工程實驗輔導資料一概論

1、大連理工大學網(wǎng)絡教育學院第10頁共8頁土木工程實驗（一）輔導資料一“水泥實驗”輔導資料2016 年 10 月 2 日- 10 月 30 日主 題：學習時間：內 容：這四周我們將學習水泥實驗的內容，主要包括水泥的基本性質檢驗以及水泥 強度的測定。、學習要求學習要求及需要掌握的重點內容如下：1、掌握水泥實驗的目的；2、掌握水泥實驗主要的儀器和設備；3、掌握水泥實驗的整個實驗過程和步驟;4、掌握水泥實驗數(shù)據(jù)的讀取和處理方法。米用標準GB175-2007GB/T12573-2008GB1346-2001GB/T17671-1999二、主要內容通用硅酸鹽水泥水泥取樣方法IIIII水泥標準稠度用水量、凝結

2、時間、安定性檢驗方法 水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）實驗目的（重點掌握）學習水泥性質的檢驗方法，熟悉水泥的主要技術性質，檢驗水泥是否合格。 實驗內容（重點掌握）第1部分水泥標準稠度用水量、凝結時間試驗 （一）儀器設備水泥凈漿攪拌機（符合JC/T729技術要求） 凈漿標準稠度與凝結時間測定儀 初凝時間試針 終凝時間試針 圓臺試模 濕汽養(yǎng)護箱：應能使溫度控制在 天平：能準確稱量至1g。 量水器：精度± 0.5ml。 其他：小刀、小鏟、秒表等。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)（符合JC/T727技術要求）20±仁C,濕度大于90%(C)(e)(f)（d）水

3、泥標準稠度用水量及凝結時間測定實驗儀器設備（a）水泥凈漿攪拌機（b）凈漿標準稠度與凝結時間測定儀（C）終凝試針（d）初凝試針（e）錐形試模（錐模）（f）濕汽養(yǎng)護箱（二）實驗材料（1）P?O 42.5普通硅酸鹽水泥（2）潔凈的淡水（三）實驗條件（1）實驗室溫度為20±2C,相對濕度不低于50%（2）濕氣養(yǎng)護箱的溫度為20 士 1C,相對濕度不低于90%;（3）水泥試樣、拌和水、儀器和用具的溫度應與實驗室一致。（四）實驗步驟（1）水泥標準稠度用水量的測定拌制水泥凈漿達到標準稠度所需的加水量稱為水泥標準稠度用水量。實驗通過測試不同含水量水泥凈漿的穿透性，來確定水泥標準稠度凈漿中所需加入的水

4、 量。標準稠度用水量可用調整水量和不變水量兩種方法中的任一種測定，如發(fā)生爭議時以調整水量方法為準。本實驗使用的是不變用水量法，量取拌合用水 142.5ml，根據(jù)實驗結果計算出最終的標準稠度用水量。 準備工作實驗準備工作包括：維卡儀金屬桿能自由滑動；試錐降至模頂面位置時，指 針應對準標尺零點；攪拌機運轉正常等。 水泥凈漿的拌制稱取水泥500g,量取實驗用水142.5ml （準確至0.5ml ）。先用濕布擦拭攪 拌鍋和攪拌葉，將拌合水倒入鍋內，在5-10S將稱好的水泥加入水中，防止水泥 和水濺出。將攪拌鍋放置到攪拌機的鍋座上，固定并升至攪拌位置，啟動機器，低速攪拌120s、停15s、同時將葉片與鍋

5、壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120s停止。 標準稠度測定水泥凈漿攪拌結束后，立即將拌和好的水泥漿裝入錐模中，用寬 25mm勺直 邊刀在漿體表面輕輕插搗5次，再輕振5次，刮去多余的凈漿；抹平后迅速放至 維卡儀試錐下面固定的位置上，調節(jié)試桿高度，使試錐與水泥凈漿表面接觸；擰 緊制動螺絲1s-2s后，突然放松，使試錐垂直自由沉入凈漿中，到試錐停止下沉 或釋放試錐30s時，記錄試錐下沉深度S(mm值。升起試錐后，應立刻將其擦 凈。注意，整個操作應在攪拌后1.5min內完成。(2) 水泥凝結時間測定水泥凝結時間以試針沉入水泥標準稠度凈漿至一定深度所需的時間表示。儀器試棒下端應改裝為試針，換上初凝

6、試針，裝凈漿的試模采用圓模。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，兩者有矛盾時以人工測定為準。本實驗使用人工測定。 測定前的準備工作將圓模放在玻璃板上，在內側稍稍涂上一層機油，調整凝結時間測定儀的試 針接觸玻璃板時指針應對準標尺零點。 試件的制備以標準稠度用水量拌制標準稠度凈漿， 一次裝滿圓模，振動數(shù)次，刮去多余 的凈漿，抹平后立即放入濕氣養(yǎng)護箱中， 記錄水泥全部加入水中的時間，作為凝 結時間的起始時間。 首次測試試件在濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護至加水后 30min時，進行首次測定。測試時，從濕 氣養(yǎng)護箱中取出試模，放在試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊

7、螺絲 12s后突然放松，試針垂直自由沉入凈漿，觀察試針停止下沉時指針讀數(shù)。在 最初測試的操作時應輕輕扶持試桿，以防試針撞彎，但結果以自由下落為準。 初凝時間測定臨近初凝時間時，每隔5min測試一次。當試針沉入凈漿距底板 4± 1mm寸, 為水泥達到初凝狀態(tài)。由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時 間，用min表示。 終凝時間測定當測定初凝時間后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉180度，直徑大端向上，小端向下，放在玻璃板上，并將試模及玻璃板一起放回 濕氣養(yǎng)護箱繼續(xù)養(yǎng)護，更換終凝試針。臨近終凝時間時，每隔15min測試一次。當試針沉入凈漿不足0.5mm時，即環(huán)

8、形附件開始不能在試件上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態(tài)。由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，用min表示。(五) 注意事項在整個測試過程中，試針沉入的位置至少要距離試模內壁10mm每次測定不能讓試針落入原針孔。到達初凝或終凝時應立即重復測一次， 當兩次結論相同時，才能確定到達初 凝狀態(tài)；到達終凝狀態(tài)時，需要在試體另外兩個不同點測試， 結論相同時才能確 定到達終凝狀態(tài)。每次測定后應立即擦凈試針，并將試模及玻璃板一起放回濕氣養(yǎng)護箱繼續(xù)養(yǎng)護。整個過程中，要防止試模受振。（六）數(shù)據(jù)處理采用的是不變用水量法，讀取試錐的下沉深度S（mm，標準稠度用水量計算公式為：P = 33.4 -0.18

9、5S式中，P標準稠度用水量（%，用水泥質量的百分比計；S試錐下沉深度（mm注意，當S< 13mm寸，應改用調整用水量法。第2部分水泥膠砂強度試驗（一）儀器設備（1,攪拌機本實驗采用行星式膠砂攪拌機。行星式膠砂攪拌機（2,試模試模由三個水平的模槽組成，可同時成型三條截面40mrK40mm長160mm的棱形試體。二 irF.* A . - - >1 yv典型試模在組裝備用的干凈模型時，應用黃干油等密封材料涂覆模型的外接縫。 試模的內表面應涂上一薄層模型油或機油。成型操作時，在試模上面加有一個等高20mm勺金屬模套，當從上往下看時， 模套壁與模型內壁應該重疊，超出內壁不應大于Imm。為了

10、控制料層厚度和副平膠砂，應備有大小兩個播料器和一金屬刮平直尺。(3) 振實臺振實臺應水平安裝在高度約400mmi勺混凝土基座上。(4) 濕氣養(yǎng)護箱與試體養(yǎng)護池(5) 抗折強度試驗機(6) 抗壓強度試驗機要求抗壓強度試驗機在較大的五分之四量程范圍內使用時記錄的荷載應有 ± 1%精度，并具有按2400± 200N/S速率的加荷能力。它應有一個能指示試件破 壞時荷載并把它保持到試驗機卸荷以后的指示器。人工操縱的試驗機應配有一個 速度動態(tài)裝置以便于控制荷載增加。 當試驗機沒有球座，或球座已不靈活或直徑 大于120mm寸，應米用規(guī)定的夾具。(7)抗壓強度試驗機用夾具當需要使用夾具時，

11、應把它放在壓力機的上下壓板之間并與壓力機處于同一 軸線，以便將壓力機的荷載傳遞至膠砂試件表面。受壓面積為40mm<40mm夾具要保持清潔，球座應能轉動，以使其上壓板能從一開始就適應試體的形狀并在 試驗中保持不變。(二) 實驗材料及每鍋原材料用量本實驗使用的原材料是 P- 0 42.5普通硅酸鹽水泥，標準砂(ISO),潔凈的淡水。膠砂的質量配合比應為一份水泥、三份標準砂和半份水 (水灰比為0.5)。 鍋膠砂成型三條試體，每鍋材料數(shù)量如下表所示。每鍋材料用量材料P.O 42.5 水泥標準砂(ISO)水用量(g)450 ± 21350 ± 5225 ± 1(三)

12、實驗條件(1)(2) 低于90%(3)試體養(yǎng)護池水溫度應在20 ± 1°C范圍內。試體成型試驗室的溫度保持在 20± 2 C,相對濕度不低于50% 試體帶模養(yǎng)護的濕氣養(yǎng)護箱或霧室溫度保持在20 ± 1 C,相對濕度不(四) 準備工作(1) 濕布擦拭攪拌鍋內壁及攪拌葉；(2) 清理、裝配試模，內壁均勻地刷一薄層機油。(五) 實驗步驟(1)膠砂的制備配料稱取水泥450g、標準砂1350g、水225ml。水泥、砂、水和實驗用具的溫度 與實驗室相同。攪拌把水加入鍋內，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置。然后立 即開動攪拌機，低速攪拌30s后，在第二個3

13、0s開始攪拌的同時均勻加入砂子（當 各級砂是分裝時，從最大粒級開始，依次將所需的每級砂量加完）；然后把機器轉至高速，再拌30s;停拌90s，在第一個15s內，用膠皮刮具將葉片和鍋壁上 的膠砂，刮入鍋中間，在高速下繼續(xù)攪拌 60s。各個攪拌階段，時間誤差應在± 1s以內。在攪拌間隙，將試模及模套固定于振實臺上。（2）成型試件膠砂制備后應立即成型，取下攪拌鍋，用一適當料鏟將膠砂從攪拌鍋中取出， 分兩層裝入試模。裝第一層時，每個槽內約放 300g膠砂，用大播料器垂直架在 模套頂部，沿每個模槽來回一次將料層播平，接著振實60次；再裝入第二層膠砂，用小播料器播平，再振實 60次；移走模套，從振

14、實臺上取下試模，用金屬 直尺以近似90°的角度架在試模模頂一端，沿試模長度方向以橫向鋸割動作慢 慢向另一端移動，一次將超出試模部分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的 情況下將試體表面抹平。（3）試件的養(yǎng)護 脫模前的處理和養(yǎng)護清除留在試模四周的膠砂，在試模上作好標記。立即將作好標記的試模放入 濕氣養(yǎng)護箱的水平架子上養(yǎng)護，濕空氣應能與試模的各邊接觸，注意不應將試模 疊放，一直養(yǎng)護到規(guī)定的時間時取出脫模。脫模前，用防水墨汁或顏料對試體進行編號， 兩個齡期以上的試體，編號時 應將同一試模中的三條試件分配在兩個以上齡期內。 脫模脫模應非常小心，防止試件損傷。對于 24h齡期的應在破型實驗前

15、20min 內脫模；對于正常齡期的應在 20-24小時之間脫模。如經(jīng)24h養(yǎng)護，會因脫模對強度造成損害時，可以延遲至24h以后脫模，但 在實驗報告中應予說明。已確定作為24h齡期試驗（或其他不下水直接做試驗）的已脫模試體，應用 濕布覆蓋至破型實驗時為止。 水中養(yǎng)護將做好標記的試件立即水平或者垂直放在 20±C的水中養(yǎng)護，水平放置時 刮平面朝上；試件放置在不易腐爛的篦子上，并彼此間距及以表面水深度不得小 于5mm以讓水與試件的六個面接觸。每個養(yǎng)護池只養(yǎng)護同類型的水泥試件。隨 時加水保持適當?shù)暮愣ㄋ?，不允許在養(yǎng)護期間全部換水。養(yǎng)護箱與養(yǎng)護水的溫 度至少每4小時記錄一次，自動記錄情況下，

16、可以酌減至每天記錄2次。試驗齡期前15mi n,將試件從養(yǎng)護水中取出，擦去試體表面沉積物，并用濕 布覆蓋至破型實驗為止。 強度試驗試體的齡期試體齡期從水泥加水攪拌開始試驗時算起，不同齡期強度試驗在下列時間內 進行：24h± 15mi n48h± 30min72h± 45min7d± 2h> 28d± 8h本實驗所測試件齡期為28d。（4）水泥膠砂抗折強度測定 將抗折強度試驗機調零，擦去試體表面附著的水分和砂粒，將試件一個側 面放在抗折強度試驗機支撐圓柱上，試體長軸垂直于支撐圓柱。 開動試驗機，通過加荷圓柱以 50N/S± 10N

17、/S的速率均勻的將荷載垂直的 加在圓柱體相對側面上，直至折斷，讀取折斷時的荷載，保持兩個半棱柱體處于 潮濕狀態(tài)，直至抗壓試驗。（5）水泥膠砂抗壓強度測定在折斷后的棱柱體上進行抗壓試驗，受壓面是試體成型時的兩個側面，面積 為 40mm< 40mm 將抗壓專用夾具置于壓力試驗機的球座上，以試件的側面為受壓面，試體的底面緊靠夾具定位銷，試件居中。 開啟壓力機，以2400N/S ± 200N/S的速率均勻加荷載直至破壞，讀取破壞 時的荷載。（六）數(shù)據(jù)處理（重點掌握）（1）水泥膠砂抗折強度 抗折強度計算公式為：1.5F fLRf= b3式中,Rf 抗折強度（MPa，精確至0.1MPaFf

18、 折斷時施加于棱柱體中部的荷載（N）;L支撐圓柱之間的距離（mm，L =100mmb棱柱體正方形截面邊長（mm，b =40mm以一組三個棱柱體抗折結果的平均值作為實驗結果（精確至0.1M Pa）。當三個強度值中有超出平均值± 10%寸，應剔除后再取平均值作為抗折強度實驗結果。（2）水泥膠砂抗壓強度抗壓強度Rc計算公式為:式中，尺一單個試件抗壓強度（MPa，精確至0.1MPa；F 破壞時的最大荷載（N）;A 受壓部分面積（mm2）（40mrK 40mm =1600mm2以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度測定值的算術平均值為實驗結果（精確至0.1MPa）。如六個測定值中有一個超出六個平均值的±