第9章 建筑材料試驗

第九章建筑材料試驗第一節(jié)建筑材料的基本性質(zhì)試驗一、密度試驗（一）試驗?zāi)康牟牧系拿芏仁侵覆牧显诮^對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。它主要用來計算孔隙率和密實度。而材料的吸水率、強度、抗凍性及耐蝕性都與孔隙的大小及孔隙特征有關(guān)。（二）主要儀器設(shè)備密度瓶、量筒、烘箱、干燥器、天平、溫度計、漏斗和小勺。二、表觀密度試驗（一）試驗?zāi)康谋碛^密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，亦即包括材料內(nèi)孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。利用表觀密度可以估計材料的強度、吸水性、保溫性，亦可用來計算材料體積和結(jié)構(gòu)物質(zhì)量。（二）主要儀器設(shè)備烘箱、干燥器、天平、直尺、漏斗和搪瓷盤。第二節(jié)水泥的基本性質(zhì)試驗一、水泥細度實驗水泥細度檢驗分水篩法和負壓篩法，如對兩種方法檢驗的結(jié)果有爭議時，以負壓篩法為準。硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，采用透氣式比表面積儀測定。

（一）實驗?zāi)康乃嗟奈锢砹W(xué)性質(zhì)與細度有關(guān)，因此必須測定水泥細度；正確使用儀器設(shè)備，并熟悉其性能。（二）實驗設(shè)備負壓篩析儀〔由0.045mm方孔篩、篩座（見圖所示）、負壓源及收塵器組成〕；天平（感量0.1g）。圖

負壓篩析儀示意圖（三）結(jié)果計算以篩余物的質(zhì)量克數(shù)除以水泥試樣總質(zhì)量的百分數(shù)，作為試驗結(jié)果。本試驗以一次試驗結(jié)果作為檢驗結(jié)果。（四）注意事項1.試驗過程中留人看守負壓儀，如有試樣附著在篩蓋上，可輕擊，使試樣落下。2.當工作負壓小于4000Pa時，應(yīng)清理吸塵器內(nèi)水泥，使負壓恢復(fù)正常。二、標準稠度需水量實驗（一）實驗?zāi)康耐ㄟ^試驗測定水泥凈漿達到水泥標準稠度時的用水量，作為水泥凝結(jié)時間、安定性試驗用水量之一；正確使用儀器設(shè)備，并熟悉其性能。（二）實驗原理水泥標準稠度凈漿對標準試桿（或試錐）的沉入具有一定阻力。通過試驗不同含水量水泥凈漿的穿透性，以確定水泥標準稠度凈漿中所需加入的水量。（三）實驗設(shè)備水泥凈漿攪拌機、標準稠度與凝結(jié)時間測定儀、量水器、天平等（四）實驗步驟（略）：邊演示邊講解（五）結(jié)果計算以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標準稠度水泥凈漿。標準稠度用水量（P）以拌和標準稠度水泥凈漿的水量除以水泥試樣總質(zhì)量的百分數(shù)為結(jié)果。三、水泥凝結(jié)時間實驗（一）實驗?zāi)康乃嗟哪Y(jié)時間的快與慢，直接影響工程安排，測定水泥的凝結(jié)時間，可以判斷其是否符合標準的要求。本試驗以初凝時間測定為主。（二）實驗設(shè)備標準法維卡儀〔將試桿更換為試針，儀器主要由試針和試模兩部分組成〕；其他儀器設(shè)備同標準稠度測定。（三）結(jié)果計算（1）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。四、水泥膠砂強度實驗（一）實驗?zāi)康乃嗟膹姸仁莿澐炙鄻颂柕囊罁?jù)，測定水泥的強度，可以判斷水泥是否達到所注標號的要求。（二）實驗設(shè)備水泥膠砂攪拌機、膠砂試件成型振實臺；試模（可裝拆的三聯(lián)試模，試模內(nèi)腔尺寸為40mm×40mm×160mm）、抗折試驗機、抗壓試驗機、抗壓夾具、刮平直尺、標準養(yǎng)護箱等。（三）結(jié)果計算1.抗折強度（1）每個試件的抗折強度fce,m按下式計算（精確至0.1MPa）：式中F——折斷時施加于棱柱體中部的荷載，N；L——支撐圓柱體之間的距離，mm。L＝100mm；b——棱柱體截面正方形的邊長，mm。b＝40mm。（2）以一組三個試件抗折結(jié)果的平均值作為試驗結(jié)果。當三個強度值中有超出平均值±10％時，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結(jié)果。試驗結(jié)果，精確至0.1MPa。2.抗壓強度（1）每個試件的抗壓強度fce,c按下式計算（MPa，精確至0.1MPa）：式中F——試件破壞時的最大抗壓荷載，N；A——受壓部分面積，mm2（40mm×40mm＝1600mm2）。（2）以一組三個棱柱體上得到的六個抗壓強度測定值的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果。如六個測定值中有一個超出六個平均值的±10％，就應(yīng)剔除這個結(jié)果，而以剩下五個的平均值作為結(jié)果。如果五個測定值中再有超過它們平均值±10％的，則此組結(jié)果作廢。試驗結(jié)果精確至0.1MPa。第三節(jié)混凝土用骨料試驗一、砂的篩分析試驗（一）實驗?zāi)康耐ㄟ^篩分試驗來檢驗細骨料的級配及粗細程度是否符合規(guī)范要求，在拌制混凝土?xí)r，細骨料的級配和粗細程度，對節(jié)約水泥和獲得均勻的混凝土有重要影響。（二）實驗設(shè)備砂樣標準篩一套、天平、搖篩機、搪瓷盤等。（三）實驗結(jié)果處理：1.計算分計篩余率以各號篩篩余量占篩分試樣總質(zhì)量百分率表示，精確至0.1％。2.計算累計篩余率累計未通過某號篩的顆粒質(zhì)量占篩分試樣總質(zhì)量的百分率，精確至0.1％。如各號篩的篩余量同篩底的剩余量之和，與原試樣質(zhì)量之差超過1％時，須重新試驗。3.砂的細度模數(shù)按下式計算（精確至0.01）：式中Mx——細度模數(shù)；A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm篩的累計篩余百分率。4.累計篩余百分率取兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1％。細度模數(shù)取兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1；如兩次試驗細度模數(shù)之差超過0.20時，須重做試驗。二、石子的堆積密度測定（一）實驗?zāi)康臏y定石子的松散堆積密度、緊密堆積密度，作為混凝土配合比設(shè)計和一般使用的依據(jù)。（二）實驗設(shè)備臺稱、磅稱、容積升、墊棒、直尺、小鏟等。（三）結(jié)果計算1.計算松散堆積密度：2.計算緊密堆積密度：第四節(jié)普通混凝土試驗一、普通混凝土和易性試驗（－）試驗?zāi)康牟扇《繙y定流動性，根據(jù)直觀經(jīng)驗判定粘聚性和保水性的原則，來評定混凝土拌合物的和易性。定量測定流動性的方法有坍落度法和維勃稠度法兩種。坍落度法適合于坍落度值不小于10mm的塑性拌合物；維勃稠度法適合于維勃稠度在5～30s之間的干硬性混凝土拌合物。要求集料的最大粒徑均不得大于40mm。本試驗只介紹坍落度法。（二）主要儀器設(shè)備坍落度筒、搗棒（端部應(yīng)磨圓，直徑16mm，長度650mm）、混凝土攪拌機、裝料漏斗、小鐵鏟、鋼直尺、抹刀等。（三）注意事項1、第一次攪拌各組采用混凝土攪拌機攪拌，以后的調(diào)整攪拌在攪拌板上人工攪拌。2、攪拌機使用前必須經(jīng)過預(yù)攪。3、各組的稱料誤差不可過大。4、試驗過程不可用時過長，否則混凝土要凝結(jié)。5、裝坍落度筒時插搗的方式必須要注意。6、坍落度筒提起時要垂直向上且動作要有節(jié)奏，否則會造成試驗失敗。二、普通混凝土拌和物試驗室配合比調(diào)整試驗（一）試驗?zāi)康挠嬎愕某醪脚浜媳冉?jīng)上步和易性調(diào)整后，材料用量將有一定的改變，須進行調(diào)整計算，得出試驗室的基準配合比。（二）試驗儀器設(shè)備磅秤、5L的容積升、搗棒、混凝土振實臺、小鏟、抹刀、標尺。（三）注意事項1、容量筒的外壁在每次稱質(zhì)量前必須擦凈。2、注意混凝土振實臺在振實試樣的過程中的操作。3、在計算中注意是否有單位換算問題。三、普通混凝土強度試驗（一）試驗?zāi)康臏y定混凝土立方體抗壓強度作為混凝土質(zhì)量的主要依據(jù)。（二）主要儀器設(shè)備壓力試驗機（精度不低于±2％，試驗時有試件最大荷載選擇壓力機量程。使試件破壞時的荷載位于全量程的20％～80％范圍內(nèi)）；振動臺〔頻率（50±3）Hz，空載振幅約為0.5mm〕；攪拌機、試模、搗棒、抹刀等。（三）結(jié)果處理1.混凝土立方體抗壓強度按下式計算（MPa，精確至0.01MPa）：式中——混凝土立方體試件抗壓強度，MPa；P——破壞荷載，N；A——試件受壓面積，mm2。2.取標準試件150mm×150mm×150mm的抗壓強度值為標準，對于100mm×100mm×100mm和200mm×200mm×200mm的非標準試件，須將計算結(jié)果乘以相應(yīng)的換算系數(shù)換算為標準強度。3.以三個試件強度值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗壓強度代表值（精確至0.1MPa）。三個測值中的最大值或最小值與中間值之差超過中間值的15％時，取中間值作為該組試件的抗壓強度代表值；如最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15％時，則該組試件的試驗結(jié)果無效。第五節(jié)建筑砂漿試驗一建筑砂漿稠度試驗（一）試驗?zāi)康耐ㄟ^測定砂漿稠度，可以測得達到設(shè)計稠度時的加水量，或在現(xiàn)場對稠度控制，保證施工質(zhì)量。（二）主要儀器設(shè)備砂漿稠度測定儀、搗棒、臺秤、拌鍋、拌板、量筒、秒表等。（三）結(jié)果評定以兩次測定結(jié)果的平均值作為砂漿稠度測定結(jié)果。如果兩次測定值之差大于20mm，應(yīng)重新拌和砂漿測定。（四）注意事項1、圓錐筒內(nèi)砂漿只允許作一次測定，重測時應(yīng)重新取樣測定。2、在砂漿面與圓錐尖剛接觸時，一定要調(diào)整指針對準零點。3、從放開螺絲同時計時，由專人負責計時。二、砂漿分層度試驗

（一）試驗?zāi)康臏y定砂漿在運輸及停放時保水能力及砂漿內(nèi)各組分的相對穩(wěn)定性，來評定砂漿的和易性。（二）主要儀器設(shè)備分層度測定儀（即分層度筒，）；其它用具同砂漿稠度試驗。（三）試驗結(jié)果以兩次試驗的平均值作為該砂漿的分層度值。若兩次分層度值之差大于20mm，則應(yīng)重新做試驗。三、建筑砂漿抗壓強度試驗（一）試驗?zāi)康臋z驗砂漿強度是否滿足設(shè)計和施工需要。（二）主要儀器設(shè)備壓力試驗機；試模（70.7mm×70.7mm×70.7mm，有無底試模和有底試模兩種）；搗棒、墊板等。（三）結(jié)果評定1.按下式計算砂漿的抗壓強度（MPa，精確至0.1MPa）：式中P——試件的破壞荷載，N；

A——試件的受壓面積，mm2。

2.以六個試件測值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗壓強度值，精確至0.1MPa。當六個試件強度的最大值或最小值與平均值之差超過平均值的20％時，以中間四個試件強度的平均值作為該組試件的抗壓強度值。第六節(jié)砌墻磚及砌塊性能試驗一、燒結(jié)普通磚試驗1．試驗?zāi)康?/p>

通過測定燒結(jié)普通磚的抗壓強度，作為評定磚強度等級的依據(jù)。掌握《砌墻磚試驗方法》（GB/T2542-2003）、《燒結(jié)普通磚》（GB/T5101-1998），正確使用儀器設(shè)備。

2．主要儀器設(shè)備

1）壓力試驗機；

2）抗壓試件制備平臺；

3）鋸磚機或切磚器、直尺、鏝刀等。3、試驗步驟測量每個試件連接面或受壓面的長L(mm)、寬b(mm)尺寸各兩個，分別取其平均值，精確至1mm。將試件平放在加壓板的中央，垂直于受壓面加荷，加荷應(yīng)均勻平穩(wěn)，不得發(fā)生沖擊和振動。加荷速度以5kN／s±0．5kN／s為宜，直至試件破壞為止，記錄最大破壞荷載P(N)。二、混凝土小型空心砌塊試驗方法

1．試驗?zāi)康?/p>

通過測定混凝土小型空心砌塊的抗壓強度，作為評定砌塊強度等級的依據(jù)。掌握《混凝土小型空心砌塊》GB/T4111-1997，正確使用儀器設(shè)備。2．主要儀器設(shè)備

1）材料試驗機；2）鋼板；3）玻璃平板；4）水平尺。3、試驗步驟1)測量每個試件的長度和寬度分別求出各個方向的平均值（長度在條面的中間，寬度在頂面的中間，高度在頂面的中間測量，每項在對應(yīng)兩面各測一次），精確至lmm。2)將試件置于試驗機承壓板上，使試件的軸線與試驗機壓板的壓力中心重合，以10kN/s—30kN/s的速度加荷，直至試件破壞。記錄最大破壞荷載P。若試驗機壓板不足以覆蓋試件受壓面時，可在試件的上、下承壓面加輔助鋼壓板。輔助鋼壓板的表面光潔度應(yīng)與試驗機原壓板同，其厚度至少為原壓板邊至輔助鋼壓板最遠角距離的三分之一。第七節(jié)鋼筋試驗一、鋼筋拉伸試驗1、試驗?zāi)康?/p>

測定低碳鋼的屈服強度、抗拉強度、伸長率三個指標，作為評定鋼筋強度等級的主要技術(shù)依據(jù)。掌握《金屬材料

室溫拉伸試驗方法》（GB/T228-2002）和鋼筋強度等級的評定方法。2．主要儀器設(shè)備

1）萬能試驗機；

2）鋼板尺、游標卡尺、千分尺、兩腳爪規(guī)等。3、試驗步驟1）屈服強度與抗拉強度的測定：（1）調(diào)整試驗機測力度盤的指針，使對準零點，并拔動副指針，使與主指針重疊。（2）將試件固定在試驗機夾頭內(nèi)，開動試驗機進行拉伸。拉伸速度為：屈服前，應(yīng)力增加速度每秒鐘為10Mpa；屈服后，試驗機活動夾頭在荷載下的移動速度為不大于0.5Lc/min（不經(jīng)車削試件Lc=L0+2h1）。（3）拉伸中，測力度盤的指針停止轉(zhuǎn)動時的恒定荷載，或不計初始瞬時效應(yīng)時的最小荷載，即為求的屈服點荷載P5。（4）向試件連續(xù)施荷直至拉斷由測力度盤讀出最大荷載，即為求的抗拉極限荷載Pb。2）伸長率的測定（1）將已拉斷試件的兩端在斷裂處對齊，盡量使其軸線位于一條直線上。如拉斷處由于各種原因形成縫隙，則此縫隙應(yīng)計入試件拉斷后的標距部分長度內(nèi)。（2）如拉斷處到臨近標距端點的距離大于1/3L0時，可用卡尺直接量出已被拉長的標距長度L1（mm）。（3）如拉斷處到臨近標距端點的距離小于或等于1/3L0時，可按下述移位法計算標距L1（mm）：在長段上，從拉斷處O取基本等于短段格數(shù)，得B點，接著取等于長段所余格（偶數(shù)）之半，得C點，（圖9.18（a））；或者取所余格數(shù)（奇數(shù)），減1與加1之半，得C與C1點（圖9.18（b））。移位后的L1分別為AO+OB＋2BC（偶數(shù)）或者AO＋OB＋BC＋BC1（奇數(shù)）。二、鋼筋的彎曲（冷彎）性能試驗

1．試驗?zāi)康?/p>

通過檢驗鋼筋的工藝性能評定鋼筋的質(zhì)量。掌握GB/T232—1999鋼筋彎曲（冷彎）性能的測試方法和鋼筋質(zhì)量的評定方法，正確使用儀器設(shè)備。2．主要儀器設(shè)備

壓力機或萬能試驗機

3．試驗步驟（過程）1）半導(dǎo)向彎曲（1）試樣一端固定，繞彎心直徑進行彎曲，如圖所示。（2）試樣彎曲到規(guī)定的彎曲角度或出現(xiàn)裂紋、裂縫或裂斷為止。2）導(dǎo)向彎曲（1）試樣放置于兩個支點上，將一定直徑的彎心在試樣兩個支點中間施加壓力，使試樣彎曲到規(guī)定的角度（如圖）或出現(xiàn)裂紋、裂縫、裂斷為止。（2）試樣在兩個支點上按一定彎心直徑彎曲至兩臂平行時，可一次完成試驗，亦可按（1）彎曲至如圖，然后放置在試驗機平板之間繼續(xù)施加壓力，壓至試樣兩臂平行。此時可以加與彎心直徑相同尺寸的襯墊進行試驗。第八節(jié)混凝土非破損試驗一、試驗?zāi)康?/p>

驗證和鑒定結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量；.處理鑒定工程質(zhì)量事故和受災(zāi)結(jié)構(gòu)損傷程度，為維護、加固設(shè)計提供依據(jù)；對久用舊橋普查檢測，判斷剩余壽命，并為加固改建提供合理的設(shè)計參數(shù)。二.檢測方法1.回彈法檢測混凝土強度:

使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動儀器內(nèi)的彈擊重錘，通過中心導(dǎo)桿，彈擊混凝土表面，并測得反彈距離，以反彈距離與彈簧初始長度之比作為回彈值R，由回彈值與混凝土強度的相關(guān)關(guān)系來推定混凝土強度。

回彈值代表彈擊前后的能量損失2.超聲回彈綜合法：

超聲回彈綜合法是超聲法檢測和回彈儀測量的綜合，是先利用超聲儀測定超聲波在混凝土構(gòu)件中的傳播時間t并計算出超聲波在混凝土中的聲速值v，然后利用回彈法測定混凝土表面硬度即回彈值R，同時根據(jù)回彈值R和聲速值V來推定混凝土強度fcu。由于超聲聲速值反映了混凝土的內(nèi)部密實度，而且混凝土強度的不同，其結(jié)構(gòu)密實度也不同，鑒于混凝土的強度與超聲聲速V和混凝土的表面硬度(表面硬度可由回彈錘的反彈高度即回彈值R反映)具有相關(guān)性，因此完全可以建立回彈值和超聲聲速值與混凝土抗壓強度之間的相關(guān)關(guān)系式fcu-V-R。由于聲速值與回彈值綜合后，原來對超聲聲速和回彈值有影響的因素，沒有原來單一方法時那么顯著，這就擴大了超聲回彈綜合法的適用范圍，提高了測試精度3.鉆芯法使用專用的取芯鉆機，從被檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗結(jié)果推定混凝土的抗壓強度。第九節(jié)防水材料試驗一、實驗?zāi)康?/p>

本試驗的目的是通過防水材料試驗，掌握高分子防水片材取樣制備和拉伸強度、撕