1、土木工程材料實驗教學指導書英文名稱：Materials of Civil Engineering深圳大學土木工程學院土木系土木工程材料試驗指導書1. 前言1.1試驗目的：通過材料的常規試驗操作，了解試驗設備、操作步驟，掌握材料質量的檢驗方法及相關的標準和規范要求，熟悉測試原理，為今后合理使用、正確鑒別、檢測材料及進行科學研究奠定基礎，并通過試驗加深理解和進一步鞏固所學過的理論知識。豎立“四培養”觀念。即培養學生獨立進行材料質量檢驗的能力；培養學生嚴謹的認真的科學態度；培養學生善于思考，勇于探索，獨立分析問題和解決問題的能力，培養學生分工明確，互相協作的精神。1.2試驗要求：1、注意的問題（1）

2、在了解建筑材料技術性能和質量標準的基礎上，理解其含義，才能更好地理解其標準。要求試驗前必須予習，并提出相關問題（思考題）讓學生帶著問題予習，思考。 （2）不同材料的取樣方法、試樣數量等不盡相同，應加以區別。 （3）檢驗方法是試驗的重點之一，是鑒別材料質量和手段，是試驗課的重要環節，直接影響測試數據，必須要求學生以嚴密的工作，嚴謹的態度，嚴格的操作等科學思想對待整個試驗過程。 （4）試驗報告是試驗課內容之一，應該有創新，有新意，能提出問題，并培養獨立分析和解決問題的能力。 2試驗技能訓練試驗予習報告：試驗之前進行予習，初步了解內容、目的、基本原理，感悟理論與實踐的區別，找出問題，這樣可帶著問題進

3、行試驗，加深印象，加深理解。試驗報告：實驗該掌握的內容基本體現在實驗報告中。其試驗報告的形式可以不同，但內容基本一致，有試驗名稱、試驗內容、試驗目的、試驗原理、測試數據、數據處理、結果評定及分析等，同時要求在試驗報告中反映出予習報告中提出的問題，新觀點的提出并設想解決方案，總之，試驗中應啟發學生發散思維，善于思考，勇于創新。1.3試驗數據處理： 1誤差理論 （1） 誤差的概念：做任何一項試驗時，所測定的數據必然有誤差，盡管所使用的儀器設備，試驗方法，試驗條件相同，但測試結果往往存在與被測體實際狀況之間的差異，造成這種差異的原因是眾多的，如儀器本身精度，測試人員的技術水平，測試環境等，對測試結果

4、都不會存在完全一致的影響，這種測試結果與真值（因真實值無法確定，通常取與之接近的實際值代替）之間的差異稱為測量誤差，這種誤差的存在具有必然性和普遍性。一般稱之為誤差公理，即測量結果都有誤差，誤差自始自終存在于一切科學試驗和測量的過程中。 （2）誤差的種類：誤差來源于設備誤差，測量誤差，環境誤差，人員誤差，方法誤差等多方面，但就其性質可分為三類：系統誤差：在測量過程中不發生改變或遵循一定規律變化的誤差，稱為系統誤差。如天平砝碼不準確產生測量始終恒定不變的儀器誤差；測試人員生理特點造成讀數偏高，偏低誤差；儀器度盤指針偏心造成每轉一周誤差相同的周期性變化的誤差等，這種誤差的產生原因明確誤差大小可確定

5、。通過產生原因的分析，采取有關措施，就可消除中減弱系統誤差，避免對測試結果的影響。通常所說的準確度就是反映系統誤差大小的程度。過失誤差（粗大誤差，粗誤差）：由于操作者本身的主觀原因（如責任心差，工作不認真，過度疲勞等而造成操作失誤，讀數錯誤，計算錯誤等誤差）或測量儀器自身不合格等造成的誤差稱為過失誤差或粗誤差，這種誤差是無規律的，超出規定條件下產生的，導致試驗結果是錯誤的。因此這種誤差必須消除，凡含有過失誤差的數據均應舍去。偶然誤差（隨機誤差）：隨機誤差是指在測試過程中反復測量同一量值時，誤差以不確定的方式變化，沒有規律性，其大小和特點隨機變化的誤差。產生隨機誤差的原因有客觀條件的偶然變化，儀

6、器結構不穩定，試樣本身不均勻等，這種誤差的特點是變化頻繁，復雜，無法掌握其規律。任何測試中的隨機誤差是無法消除和避免的，而且其變化大小無法控制和測定。但可以通過大量試驗找出誤差的分布規律，用統計法對數據分析和處理后，確定誤差的范圍，得出最可靠的結果。通常所說的精密度就是反映隨機誤差的大小程度。可見，精密度和準確度的綜合影響可反映出測量值與真值的接近程度，測量值與真值越接近，可以說測量值的精確度越高，系統誤差和偶然誤差就越小，精密度、準確度、精確度從不同角度反映了測試誤差，但意義不同。2數據處理數字修約：各種測量，計算的數值都需要按相關的計量規則進行數字修約。數字修約時應遵循以下規則。（1）在擬

7、舍去部分的數字中，若左邊第一個數字小于5（不包括5），則舍去，即擬保留的末位數字不變；例：將54.343修約到只保留一位小數，則在54.343中，擬舍去數字為43，擬保留數字為54.3，擬保留數字的未位數（修約數字）為3，據上條規則，擬舍去數字中左邊第一個數字為4，小于5，則舍去。擬保留的末位數不需要修約即不變，仍為3。則修約結果為51.3。（2）在擬舍去部分的數字中，若左邊第一個數字大于（不包括5），則進一，即擬保留的末位數字加一；例：將54.383修約到只保留一位小數，按上條規則，擬舍去數字左邊第一個數字為8，大于5則進一，擬保留的末位數3需修正，則加1為4，修約結果為54.4。 （3）在

8、擬舍去部分的數字中，若左邊第一個數字等于5而其右邊的數字并非全部為零，則進一，即所擬保留的末位數字加一；例：將54.3501修約到只保留一位小數，擬舍去部分數字中501左邊第一個數字等于5，而右邊的數字01并不全是零，則進一，擬保留的數字中51.3的末位數3需修正為4，則修約結果為54.4。 （4）在擬會去部分的數字中，若左邊第一個數字等于5而其右邊數字皆為零，所擬保留的未位數若為奇數則進一，若為偶數（包括0）則不進；例：將54.3500修約到只保留一位小數。擬舍去部分左邊第一個數字等于0，而右邊數字皆為零，擬保留數字54.3中未位數為3，是奇數則進一，3修正為4，則修約結果為54.4，例：將

9、54.8500。修約到只保留一位小數，則修約結果為54.8。以上修約規則稱為“四舍六入五成雙法則”，記憶口決：五下舍去五上進。單收雙棄指五整。（5）所舍去數字若為兩位以上數字，不得連續修約；例：將53.4586修約為整數，應修約為53，而不能修約為54（53.45953.4653.554） （6）凡標準中規定有界數值時，不允許采用數字修約的方法；例：含水率測定中，2次測定值與平均值之差不得大于0.3%，即最大差值0.03，而不能將0.031修約為0.03。數字記錄：在所有的試驗中都離不開數據記錄，而數字記錄的正確與否，影響到計算精度，所以也應按相應的規則進行記錄。 記錄測量數據時，只保留一位可

10、疑（不確定）數字。在數據計算時，當有效數字（指測量中實際能測得的數字）確定之后，其余數字應按修約規則一律舍去。當表示精確度（通常反映綜合誤差大小的程度）時，一般只取一位有效數字。試驗一 水泥技術性能檢驗試驗要求（1）試驗室溫度為17 25，相對溫度大于50%。養護室溫度為20±2，相對溫度大于90%。（2）試驗用水應是潔凈的淡水，有爭議時也可采用蒸餾水。（3）水泥試樣就充分攪拌均勻，并通過0.9mm方孔篩，記錄其篩余物情況。（4）試驗用材料、儀器、用具的溫度與試驗室一致。一、水泥細度（80um篩篩析法）檢驗GB1345-19911、試驗原理及方法通過80um篩析法測量篩網上所得篩余量

11、（即大于80um的顆粒含量）占試樣總質量的百分數來表示水泥樣品的細度。細度檢驗方法有負壓篩法，水篩法和干篩法三種。GB175-1992，GB1344-1992，當三種檢驗方法測試結果發生爭議時，以負壓篩法為準。本指導書針對干篩法。2、試驗目的及標準通過80um篩析法測定篩余量，評定水泥細度是要達到標準要求，若不符合標準要求，該水泥視為不合格。GB175-1999、GB1344-1999GB12958-1999規定，普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，火山灰硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥，復合硅酸鹽水泥等，80um方孔篩篩余量不得超過10%。3、主要儀器（1）負壓篩：采用邊長為0.080mm方孔銅死篩

12、網，并附有透明的篩蓋。（2）天平、最大感量100g,分度值不大于0.05g。（3）負壓篩儀。4、試驗步驟要點及注意事項（1）試樣經烘干至恒量后，冷卻至室溫過篩（0.9mm方孔篩），稱取25g試樣。（2）將試樣置于潔凈負壓篩上，蓋上篩蓋。（3）啟動負壓篩并連續篩析2min, 期間如有式樣黏附于篩蓋，可輕輕敲打篩蓋使其落下。（4）篩畢取下，用天平稱取篩余物的質量，精確至 0.05g。注意事項：篩子必須保持潔凈，定期檢查。5、數據處理及試驗結果（1）水泥試樣篩余百分數按下式計算：F =Rs /m×100式中：F 水泥試樣的篩余百分數%Rs水泥篩余物的質量g。m水泥試樣的質量g。結果計算至0

13、.1%（2）結果評定當水泥篩余百分數F10%時為合格。 二、水泥標準稠度用水量檢驗GB/T1346-20011、試驗原理及方法水泥標準稠度的凈漿對標準試桿（或試錐）的沉入具有一定阻力，通過試驗不同的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。水泥標準稠度用水量的測定有兩種方法即標準法和代用法。2、試驗目的和標準水泥的凝結時間、安定性均受水泥漿稠稀的影響，為了不同水泥具有可比性， 水泥必須有一個標準稠度，通過此項試驗測定水泥漿達到標準稠度時的用水量，作為凝結時間和安定性試驗用水量的標準。GB/T1346-2001規定，當采用代用法時；以試錐下沉深度28 mm±2mm

14、時的凈漿為標準稠度凈漿，其拌合水量為該水泥的標準稠度用水量（調整水量法）或標準稠度用水量P=33.40.185S（不變水量法）。本指導書針對代用法。3、主要儀器（1）水泥凈漿攪拌機（2）代用法維卡儀（3）量水器（最小刻度為0.1Ml，精度1%）天平（分度值不大于1g最大稱量不小于1000g）4、試驗步驟要點及注意事項 （1）水泥凈漿的拌制同標準法（1）、（2）條 （2）采用代用法測定水泥標準稠度用水量時，可采用調整水量法或不變水量法，采用調整水量法時拌和水據經驗確定，采用不變水量法時拌和水用142.5ml。 （3）水泥凈漿攪拌結束后，立即將拌和好的水泥漿裝入錐模中，用小刀插搗，輕振數次，刮去多

15、余的凈漿，抹平后迅速放至試錐下面固定的位置上，將試錐與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1s-2s后，突然放松，讓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。注意事項：（1）錐卡儀的金屬棒能自由滑動；（2）調整至試錐（柱）接觸錐模頂面（玻璃板）時指針時對準零點；（3）沉入深度測定應在攪拌后1.5min的內完成；（五）數據處理及試驗結果用調整水量方法測定時，以試錐下沉深度為28mm±2mm時的凈漿為標準稠度凈漿，其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量（P），水泥質量百分比計。用不變水量方法測定時，據試錐下沉深度S（mm）按下式計算得標準稠度用水量（P）%。P = 3

16、3.40.185S標準稠度用水量也可從儀器上對應的標尺上讀取，當S13mm時，應改用調整水量法測定。三、水泥凝結時間檢驗GB/T1346-2001*（演示）（一）試驗原理及方法通過測定試針沉入標準稠度水泥凈漿至一定深度所需的時間來表示水泥初凝和終凝時間。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，一般以人工測定為準。（二）試驗目的和標準通過凝結時間的測定，得到初凝時間和終凝時間，以便評定水泥質量，判定是要符合技術標準要求，是否滿足施工要求。GB175-1999GB1344-1999GB12958-1999分別規定：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間

17、不得遲于390min；普通硅酸鹽水泥礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復合水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h;四、水泥體積安定性檢驗GB/T1346-2001*（演示）（一）試驗原理及方法雷氏法是通過測定沸煮后兩個試針的相對位移來恒量水泥標準稠凈漿體積膨脹程度，以此評定水泥漿硬化后體積是否均勻變化。試餅法是觀測沸煮后水泥標準稠度凈漿試餅外形變化程度，評定水泥漿硬化后體積是否均勻變化。體積安定性測定的方法有兩種，雷氏法和試餅法。當發生爭議時，一般以雷氏法為準。（二）試驗目的和標準通過測定沸煮后標準稠度水泥凈漿試樣的體積和外形的變化程度，評定體積安定性是否合格。GB175-19

18、99GB1344-1999GB12958-1999規定：硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥，火山灰硅酸鹽水泥，復合硅酸鹽水泥，安定性即沸煮法檢驗必須合格。五、水泥膠砂強度檢驗（ISO法）GB/T176711999（一）試驗原理及方法通過測定以標準稠度制備成標準尺寸的膠砂試塊的抗壓破壞荷載，抗折破壞荷載，確定其抗壓強度、抗折強度。水泥強度檢驗采用ISO法（國際標準）（二）試驗目的及標準通過檢驗不同令期的抗壓強度、抗折強度，確定水泥的強度等級或評定水泥強度是否符合標準要求。GB175-1999、GB1344-1999、GB12958-1999分別規定了通用水泥不同等級應達

19、到的抗壓強度、抗折強度最低值。（三）主要儀器（1）行星式膠砂攪拌機：由攪拌鍋，攪拌葉，電動機等組成，符合JC/T681-1997標準。（2）水泥膠砂試摸：由三個模槽組成，可同時成型三條截面為40mm×40mm，長度為 16mm的棱形試件，符合JC/T726-199 標準。（3）水泥膠砂試體成型振實臺：符合JC/T682-1997標準。（4）抗折試驗機（5）抗壓試驗機（6）抗壓夾具：受壓面積40mm×40mm，符合JC/T683-1997（四）試驗步驟要點及注意事項1配合比：對于GB/T17671限定的通用水泥，按水泥試樣、標準砂（ISO）、水，以質量計的配合比為1:3:0.

20、5，每一鍋膠砂成型三條試件，需水泥試樣450±2g，ISO標準砂1350±5g；水225±1g。2攪拌：把水加入鍋內，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置后開動攪拌機，低速攪拌30s后，在第一個30s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，在高速下繼續攪拌60s，各個攪拌階段，時間誤差應在1s以內。3成型：膠砂制備后應立即成型，將空摸及模套固定于振實臺上，將膠砂分二層裝入試模，裝第一層時每模槽內約放300

21、g膠砂，并將料層插平振實60次后，再裝入第二層膠砂，插平后再振實60次，然后從振實臺上取上試模，用金屬直尺以90°的角度架在試模模頂一端，沿試模長度方向從橫向以鋸割動作慢慢向另一端移動，將超出試模部分的膠砂刮去并抹平，然后作好標記。4、養護：將做好的標記的試模放入養護箱內至規定時間拆模，對于24h令期的試件，應在試驗前20min內脫摸，并用濕布覆蓋到試驗。對于24h以上令期的試件，應在成型后20-24h間脫模，并放入相對濕度大于90°的標準養護室或水中養護（溫度20±1）。5、試驗：養護到期的試件，應在試驗前15min從水中取去，擦去表面沉積物，并用濕布覆蓋到試驗

22、。先進行抗折試驗，后做抗壓試驗。抗折試驗：將試件長向測面放于抗折試件機的兩個支撐園柱上，通過加荷園柱，以50±10N/S速率均勻將荷載加在試件相對側面至折斷，記錄破壞荷載（Fl）抗壓試驗：以折斷后保持潮濕狀態的兩個半截棱柱體以側面為受壓面，分別放入抗壓夾具內，并要求試件中心、夾具中心、壓力機壓板中心，三心合一，偏差為±0.5mm ，以2.4KN±0.2KN/S的速率均勻加荷至破壞，記錄破壞荷載（Fc）注意事項：(1) 試模內壁應在成型前涂薄層的隔離劑；(2) 脫模時應小心操作，防止試件受到損傷；(3) 養護時不應將試模疊放;（五）數據處理及結果評定一組試件三條，分

23、別進行三折六壓試驗，測得破壞荷載。抗折強度按下式計算：抗折強度 Rl1.5Fl/b3 （精確至0.1MPa）式中Fl棱柱體折斷時的荷載（KN） L兩個支撐園柱之間的距離（mm），L=100mm b棱柱體邊長 ，b=40mm以一組三個棱柱體抗折強度的平均值為試驗結果，當三個強度值中有超出平均值±10%時，應剔除后再取平均值作為抗折強度試驗結果。抗壓強度按下式計算：Rc=FC/A（精確至0.1MPa）式中Fc受壓破壞最大荷載（N） A受壓面積40mm×40mm以一組六個梭柱體得到的六個抗壓強度的技術平均值為試驗結果。當六個測定值中有一個超出六個平均值的±10%時，應剔

24、除這個結果，以剩下的五個抗壓強度的平均值為結果，若五個測定值中再有超出平均數±10%時，則此組結果作廢。當強度值低于標準要求的最低強度值時，應視為不合格或降低等級。試驗二 混凝土用砂、石性能檢驗試驗要求（1）每組樣品的取樣數量，對單項試驗不少于規定的最少取樣數量；對于多項試驗，若能保證樣品經一項試驗后不影響另一項試驗結果，可用同一組樣品進行多項不同的試驗。（2）每組樣品應按縮分法（四分法）縮分至略多于進行試驗所必須的質量為止。（3）砂、石的含水量、堆積密度和緊密密度的檢驗，所用試樣不經縮分，拌勻后直接進行試驗。 （4）試驗溫度應在1530。（5）試驗用水應是潔凈的淡水，有爭議時可采用

25、蒸餾水。一、砂的顆粒級配檢驗GB/T14684-2001（一）試驗原理及方法通過一套由不同孔徑的篩組成的一套標準篩對砂樣進行過篩，測定砂樣中不同粒徑的顆粒含量。采用國際統一的篩分析法（二）試驗目的及標準通過篩分析試驗測定不同粒徑骨料的含量比例，評定砂的顆粒級配狀況及粗細程度，為合理選擇砂的提供技術依據。GB/T14684-2001建筑用砂標準規定：砂的級配應符合3個級配區的要求（粗砂區、中砂區、細砂區），并據細度模數規定了三種規格砂的范圍，粗：3.73.1；中砂：3.02.3；細砂2.21.6。（三）主要儀器（1）試驗用標準篩：符合GB/T6003中方孔試驗篩的規定，孔徑為150um、300u

26、m、600um、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.5mm的篩各一只，并附有篩底和篩蓋。（2）鼓風烘箱：溫度控制在（105±5）。（3）天平：稱量1000g，感量1g。（4）搖篩機（四）試驗步驟要點及注意事項（1）取按規定取樣縮分后的試樣約1100g，放入烘箱內（105±5）烘干恒量，待冷卻至室溫后，篩除大于9.5mm的顆粒（并算出其篩余百分率），分成相等的兩份試樣（每份550g）（2）稱取試樣500g（精確至1g）倒入按孔徑大小從上至下組合的套篩上。（3）將放好試樣的套篩安放在搖篩機上，搖篩10mm后，取下套篩，按篩孔大小順序依次逐個進行手篩，篩至每分鐘通過量小

27、于試樣總量的0.1%（即0.5g）為止，通過的試樣（即小于篩孔直徑的試樣）并入下一號篩，并和下一號篩中的試樣一起手篩，依次分別進行至各號篩全部篩完為止。（4）稱量各號篩的篩余量（精確至1g）試樣在各號篩上的篩余量不得超過按（1）式計算出的量，若超過應按下列處理方法之一進行：篩分后，如每號篩的篩余量與篩底的剩余量之和同原試樣質量之差超過1%時，須重新試驗。GA×d1/2/200（1）式中：G在一個篩上的篩余量（g）A篩面面積（mm2）d篩孔尺寸（mm）處理方法：1）將該粒級試樣分成少于按（1）式計算出的量（至少分成兩份），分別篩分，并以篩余量之和作為該號篩的篩余量。2）將該粒級及以下各

28、粒級的篩余混合均勻，稱出其質量（精確至1g），再用四分法縮分為大致相等的兩份，取其中1份，稱出其質量（精確至1g），繼續篩分。計算該粒級及以下各粒級的分計篩余量時，應根據縮分比例進行修正。注意事項：（1）試樣必須烘干至恒量，恒量是指在相隔1h3h情況下，前后兩次烘干重量之差小于該試驗所要求的稱量精度;（2）試驗前應檢查篩孔是否暢通，若阻塞應清除;（3）試驗過程中防止顆粒遺漏;（五）數據處理及結果評定（1）計算分計篩余百分率：各號篩的篩余量與試樣總量之比，精確至0.1%。（2）計算累計篩余百分率：該號篩的篩余百分率加上該號篩以上各篩余百分率之和，精確至0.1%，累計篩余百分率取兩次試驗結果的算術

29、平均值，精確至1%。（3）按式（2）計算細度模數（M）細度模數取兩次試驗結果的算術平均值，精確至0.1，如兩次試驗的細度模數之差超過0.2時，須重新試驗。M（A2A3 A4 A5 A6 ）5 A1 /（100A1）（2）式中M細度模數A1、A2、A3、 A4、 A5、 A6分別是孔徑為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600um、300um、150um篩的累計篩余百分率。據計算得到的累計篩余百分率按標準要求的級配區判定級配是否符合標準，若不符合標準要求，應雙倍取樣復檢，復驗符合標準要求，判定該類砂合格，若復驗的不符合標準要求，則判定該類砂為不合格，據細度模數M的大小，按標準確定砂的規格

30、。二、砂的堆積密度測定GB/T146812001（一）試驗原理及方法 通過測定裝滿容量筒的砂的質量和體積（自然狀態下）計算堆積密度及空隙率。（二）試驗目的及標準 通過測定砂的堆積密度，判定是否符合標準要求，并為計算空隙率及砼配合比設計提供依據。 GB/T146842001規定：堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。（三）主要儀器（1）烘 箱：能使溫度控制在（105±5）（2）容量筒：容積為1L（3）方孔篩：孔徑為4.75mm的篩一只（四）試驗步驟要點和注意事項（1）按規定取樣縮分后，稱取試樣3L，放在烘箱中于（105±5）下烘干至恒量，待冷卻至室溫后，篩除大于4

31、.75mm的顆粒，分成大致相等的兩份備用，稱容量筒質量G2。（2）稱取試樣一份，用料斗將試樣從容量筒中心上方50mm處，以自由落體落下徐徐倒入容量筒中并呈堆積，容量筒四周溢滿時停止加料，然后用直尺沿筒口中心向兩邊刮平，稱出試樣和容量筒的總質量G1（精確至1g）。注意事項：（1）試樣通過料斗裝入容量筒時，料斗口距容量筒口最大高度不超過50mm，試驗過程中應防止振動容量筒;試驗過程中應防止振動容量筒;（2）試驗前可按規定方法對容量筒體積進行校正；（五）數據處理及結果評定堆積密度及空隙分別按下式計算，堆積密度取兩次試驗結果的算術平均值（精確至10kg/m3），空隙率取兩次試驗結果的算術平均值（精確至

32、1%）。 堆積密度 O（G1G2）/V0式中0堆積密度（kg/m3）（精確至10kg/ m3） G1 容量筒和試樣總質量（g） G2 容量筒質量（g） V0 容量筒體積（即1L）（L） 空隙率 P=（10/O）×100式中P空隙率（%）0砂的堆積密度（kg/m3） O砂的密度（kg/m3）當砂的堆積密度1350kg/m3，及空隙率47%時，應重新選砂。三、石子密度測定GB/T144685-2001（一）試驗原理及方法利用阿基米德原理（即骨料排出水的體積為骨料的體積）確定粗骨料（卵石或碎石）的近似密實體積（包括封閉孔隙在內），計算粗骨料的密度。方法有液體比重瓶法和廣口瓶法（二）試驗目的

33、和標準通過密度測定，判斷是否符合標準要求，為計算試樣空隙率及砼配合比設計提供依據。GB/T14685-2001規定：卵石或碎石密度大于2500kg/m3。本指導書針對廣口瓶法。（三）主要儀器（1）烘箱：能使溫度控制在（105±5）（2）方孔篩：孔徑為4.75mm腐蝕金屬板組成的篩一只。（3）天平：稱量2kg，感量1g。（4）廣口瓶：1000ml，磨口，帶玻璃片。（四）試驗步驟要點及注意事項（1）按規定取樣縮分至規定的數量，風干后篩除小于4.75mm的顆粒，然后洗凈，分成大致相等的兩份備用。（2）將試樣浸水飽和，裝入廣口瓶，裝試樣時，廣口瓶應傾斜放置，注入飲用水，左右搖動排盡氣泡后，向

34、瓶內滴水至瓶口邊緣，用玻璃片沿瓶口迅速滑行，緊貼瓶口水面，覆蓋瓶口，擦干瓶外水分后，稱出試樣、水、瓶和玻璃片總質量G1（精確至1g）。（3）將瓶中試樣倒出，放烘箱（105±5）內烘干至恒量，冷卻至室溫后稱其質量GO（精確至1g）。（4）將瓶內重新注水至瓶口，用玻璃片緊貼瓶口水面覆蓋瓶口，擦干瓶外水分后，稱水，瓶和玻璃片總質量G2（精確至1g）。注意事項：(1) 帶水稱量各項質量時水溫應一致；(2) 整個試驗中稱量時水溫可在1525范圍內進行，但溫度不應超過2；（五）數據處理及結果評定密度按下式計算（精確至10kg/m3）O= GO/（GO+G2-G1） ×水式中O密度（kg

35、/m3）GO烘干后試樣的質量（g）G1試樣、水、瓶和玻璃片的質量（g）G2水瓶和玻璃片的質量（g）密度取兩次試驗結果的平均值，當兩次試驗結果之差大于20kg/m3時，須重新試驗，若兩次試驗結果之差超過20 kg/m3，可取4次試驗結果的算術平均值。試驗三 新拌混凝土性能檢驗試驗要求（1）試驗用原材料應提前運入室內，與此同時室內溫度一致，拌和混凝土時試驗室溫度應保持在20±5。（2）試驗室拌制混凝土時，材料用量以重量計，稱量的精確度：骨料為±1%，水、水泥和外加劑為±0.5%。（3）混凝土部分的有關試驗應根據混凝土配合比設計的內容，結合工程實例進行，即按設計好的混凝

36、土配合比進行混凝土的性能試驗。一、混凝土配合比試驗設計（一）原材料1、 水泥P.O.42.5，實測強度： 富余系數1.13 ；密度： 3.1g/cm3 。2、 砂河砂，中砂，細度模數： 2.7 ；表觀密度 2600kg/m3 ；堆積密度 1400 kg/m3 。3、 碎石規格： 10-31.5mm ，表觀密度 2650kg/m3 ；堆積密度 1450 kg/m3 。4、 減水劑 高效減水劑，減氺率：20（二）混凝土性能要求暨設計題目1、 普通混凝土強度等級：C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50任選坍落度：3590mm之間選定2、 大坍落度混凝土強度等級：C30，C35，C40

37、，C45，C50任選坍落度：100140mm之間選定（三）參考文獻1、GB/T50080-2002 普通水泥混凝土拌合物性能試驗方法標準2、JGJ55-2000 普通混凝土配合比設計規程3、GB/T50081-2002普通水泥混凝土力學性能試驗方法標準4、土木工程材料土木工程材料試驗（四）試驗要求1、每組任選題目及相關性能要求設計配合比一組；提供配合比設計過程；2、現場配制混凝土15升，按計算配合比計算出15升混凝土水泥、水、砂、石及減水劑（如摻用）的用量；3、記錄坍落度、調整過程（滿足坍落度要求）；4、混凝土滿足坍落度要求后，成型100×100×100mm三聯模3組，分別

38、測定3、28d混凝土抗壓強度；28d混凝土劈拉強度；5、組長安排好3d、28d齡期試驗時間及人員安排。二、混凝土拌和物的和易性檢驗坍落度法GBJ801985（一）試驗原理及方法通過測定混凝土拌和物在自重作用下自由坍落的程度及外觀現象（泌水，離析等），評定混凝土的和易性（流動性、保水性、粘聚性）是否滿足施工要求。（二）試驗目的及標準通過坍落度測定，確定試驗室配合比，檢驗混凝土拌和物和易性是否滿足施工要求，并制成符合標準要求的試件，以便進一步確定混凝土的強度。本方法適用于測定骨料最大粒徑不大于40mm、坍落度值不小于10 mm 的塑性混凝土拌和物的和易性坍落度。（三）主要儀器（1）坍落度筒（2）插

39、搗棒、卡尺（3）拌和用剛性不吸水平板：尺寸不宜小于1.5 m×2m（四）試驗步驟要點及注意事項（1）濕潤坍落度筒及各種拌和用具，并把坍落筒放在拌和用平板上（2）按要求取得試樣后，分三層均勻裝入筒內，搗實后每層高約為筒高的1/3，每層用搗棒插搗25次，在整個截面上由外向中心均勻插搗，搗棒應插透本層，并與下層接觸。（3）頂層插搗完畢，刮去多余混凝土后抹平（4）清除筒周邊混凝土，垂直平穩提起坍落度筒，提離過程應在510s內完成。從開始裝料到提起坍落度筒的整個過程，應不間斷進行，并應在150s內完成。（5）提出坍落筒后，立即量測筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該拌和物的坍落度。

40、注意事項：（1）裝料時，應使坍落度筒固定在拌和平板上，保持位置不動（2）坍落度筒提升時避免左右搖擺（3）在試驗過程中密切觀察混凝土的外觀狀態（五）數據處理及結果評定坍落前后的高度差即為坍落度。精確至5mm。據坍落度的大小判定是要滿足施工要求的流動性，據在測試過程觀察到的砼狀態，評定粘聚性和保水性是否良好。當坍落度筒提離后，如混凝土發生崩坍或一邊剪壞現象，則應重新取樣另行測定。如第二次試驗仍出現上述現象，則表示該混凝土拌和物和易性不好，應予記錄備查。觀察坍落后的混凝土試體的粘聚性和保水性。粘聚性的檢查方法是用搗棒在已坍落的混凝土錐體側面輕輕敲打，此時，如果錐體逐漸下沉，則表示粘聚性良好，如果錐體

41、倒塌、部分崩裂或出現離析現象，則表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌和物中稀漿析出的程度來評定。坍落度筒提起后如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而骨料外露，則表明此混凝土拌和物的保水性能不好。如坍落度筒提起后無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此混凝土拌和物保水性良好。混凝土拌和物坍落度以mm為單位，結果精確至5mm。三、混凝土拌和物濕表觀密度檢驗GBJ801985（一）試驗原理及方法測定混凝土拌和物搗實后的單位體積重量，以提供核實混凝土配合比計算中的材料用量之用。（二）試驗目的及標準普通混凝土拌和物性能試驗方法（BGJ80-1985）（三）主要儀器（1）容量筒金屬制成的圓筒，兩

42、旁裝有手把。對骨料最大粒徑不大于40mm的拌和物采用容積為5升的容量筒，其內徑與筒高均勻186±2mm，筒壁厚為3mm；骨料最大粒徑大于40mm時，容量筒的內徑與筒高均應大于骨料最大粒徑的4位。容量筒上緣及內壁應光滑平整，頂面與底面應平行并與圓柱體的軸垂直。（2）臺 秤稱量100kg，感量50g。（3）振動臺頻率應為50±3Hz，空載時的振幅應為0.5±0.1mm。（4）搗 棒直徑16mm、長600mm的鋼棒，端部磨圓。（5）小鏟、抹刀、刮尺等。（四）試驗步驟要點及注意事項（1）用濕布把容量筒內外擦干凈，稱出重量（W1），精確至50g。（2）混凝土的裝粒及搗實方法

43、應視拌和物的稠度而定。一般來說，為使所測混凝土密實狀態更接近于實際狀況，對于坍落度不大于70mm的混凝土，宜用振動臺振實， 大于70mm的混凝土有搗棒搗實。采用振動臺振實時，應一次將混凝土拌和物灌滿到稍高出容量筒口。裝料時允許用搗棒稍加插搗，振搗過程中如混凝土高度沉落到低于筒口，則應隨時添加混凝土。振動直至表面出漿為止。（3）用刮尺齊筒口將多余的混凝土拌和物刮去，表面如有凹陷應予填平。 將容量筒外壁擦凈，稱出混凝土與容量筒總重（W2），精確至50g。注意事項：（1）容量筒容積應經常予以校正；（2）混凝土拌和物濕表觀密度也可以利用制備混凝土抗壓強度試件時進行，稱量試模及試模與混凝土拌和物總重量（

44、精確至0.1kg），試模容積，以一組三個試件表觀密度的平均值作為混凝土拌和物表觀密度；（五）數據處理及結果評定混凝土拌和物容量按下式計算：h =（W1-W2）/V×1000式中W1容量筒重量，（kg）W2容量筒及試樣總重，（kg）V 容量筒容積，（L）試驗結果的計算精確至10（kg/m3）。試驗四 硬化混凝土力學性能檢驗試驗要求按照國家標準規范測定混凝土力學性能，確保工程質量。提高試驗精度，提高試驗結果的準確性、復演性和代表性。一、混凝土的強度雖然實際工程中的混凝土構件和結構一般處于復合應力狀態，但是單向應力狀態下混凝土的強度是復合應力狀態下強度的基礎和重要參數。混凝土的強度與水泥強

45、度等級、水灰比有很大關系，骨料的性質、混凝土的級配、混凝土成型方法、硬化時的環境條件及混凝土的齡期等也不同程度地影響混凝土的強度。試件的大小和形狀、試驗方法和加載速率也影響混凝土強度的試驗結果。因此各國對各種單向受力下的混凝土強度都規定了統一的標準試驗方法。1.混凝土的立方體抗壓強度和強度等級立方體試件的強度比較穩定，所以我國把立方體強度值作為混凝土強度的基本指標，并把立方體抗壓強度作為評定混凝土強度等級的標準。我國國家標準普通混凝土力學性能試驗方法(GBJ8185)規定以邊長為150mm的立方體為標準試件，標準立方體試件在(20±3)的溫度和相對濕度90%以上的潮濕空氣中養護28d

46、，按照標準試驗方法測得的抗壓強度作為混凝土的立方體抗壓強度，單位為N/mm2。混凝土結構設計規范規定混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定，用fcu,k表示。即用上述標準試驗方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度作為混凝土的強度等級。混凝土結構設計規范規定的混凝土強度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、和C80，共14個等級。例如，C30表示立方體抗壓強度標準值為30N/mm2。其中，C50C80屬高強度混凝土范疇。混凝土結構設計規范規定，鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C15；當采用HRB335級鋼筋時，

47、混凝土強度等級不宜低于C20；當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于C20。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C30；當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。試驗方法對混凝土的立方體抗壓強度有較大影響。試件在試驗機上單向受壓時，豎向縮短，橫向擴張，由于混凝土與壓力機墊板彈性模量與橫向變形系數不同，壓力機墊板的橫向變形明顯小于混凝土的橫向變形，所以墊板通過接觸面上的摩擦力約束混凝土試塊的橫向變形，就像在試件上下端各加了一個套箍，致使混凝土破環時形成兩個對頂的角錐形破壞面，抗壓強度比沒有約束的情況要高。如果在試

48、件上下表面涂一些潤滑劑，這時試件與壓力機墊板間的摩擦力大大減小，其橫向變形幾乎不受約束，受壓時沒有“套箍”作用的影響，試件將沿著平行于力的作用方向產生幾條裂縫而破壞，測得的抗壓強度就低。下圖(a)，(b)是兩種混凝土立方體試塊的破壞情況，我國規定的標準試驗方法是不涂潤滑劑的。混凝土立方體試塊的破壞特征(a)不涂潤滑劑；(b)涂潤滑劑加載速度對立方體強度也有影響，加載速度越快，測得的強度越高。通常規定加載速度為：混凝土強度等級低于C30時，取每秒鐘0.30.5N/mm2；混凝土強度等級高于或等于C30時，取每秒鐘0.50.8N/mm2。混凝土的立方體強度還與成型后的齡期有關。如下圖所示，混凝土的

49、立方體抗壓強度隨著成型后混凝土的齡期的逐漸增長，增長速度開始較快，后來逐漸緩慢，強度增長過程往往要延續幾年，在潮濕環境中往往延續更長。 混凝土立方體強度隨齡期的變化1-在潮濕環境下；2-在干燥環境下二、普通混凝土力學性能抗壓強度檢驗GBJ81-1985（一）試驗原理及方法將和易性符合施工要求的混凝土拌和物按規定成型，制成標準的立方體試件，經28天標準養護后，測其抗壓破壞荷載，計算其抗壓強度。（二）試驗目的及標準通過測定混凝土立方體的抗壓強度，以檢驗材料質量，確定、校核混凝土配合比，確定混凝土強度等級，并為控制施工質量提供依據。制作提供各種性能試驗用的混凝土試件。普通混凝土力學性能試驗方法（GB

50、J81-1985）。（三）主要儀器1、試模由鑄鐵或鋼制成，應具有足夠的剛度并便于拆。試模內表面應蝕光，其不平度應不大于試件邊長的0.05%。組裝后各相鄰面的不垂直度應不超過±1度。2、搗實設備，可選用下列三種之一：（1）振動臺試驗用振動頻率應為50±3Hz，空載時振幅應約為0.5mm。（2）振動棒直徑30mm高頻振動棒。（3）鋼制搗棒直徑16mm、長600mm，一端為彈頭形。3、壓力試驗機精度（示值的機對誤差）至少應為±2%，其量程應能使試件的預期破壞荷載值不小于全量程的20%，也不大于全量程的80%。試驗機上、下壓板及試件之間可各墊以鋼墊板，鋼墊板的2個承壓面均

51、應機械加工。與試件接觸的壓板或墊板的尺寸應大于試件的承壓面，其不平度應為每100mm不超過0.02mm（即為0.02%）。4、混凝土標準養護室溫度應控制在20±3，相對濕度為90以上。（四）試驗步驟要點及注意事項1、試件成型（1）在制作試件前，檢查試模，擰緊螺栓并清刷干凈。在其內壁涂上一薄層礦物油脂。（2）室內混凝土拌和應按本章第二節中一的要求進行拌和。（3）振搗成型。采用振動臺成型時，應將混凝土拌和物一次裝入試模，裝料時應用抹刀沿試模內壁略加插搗，并使混凝土拌和物高出試模上口。振動時應防止試模在振動臺上自由跳動。振動應持續到混凝土表面出漿為止，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。（4）

52、試件成型后，在混凝土初凝前12h需進行抹面，要求沿模口抹平，進行編號。2、混凝土立方體抗壓強度測定（1）試件從養護地點取出后，應盡快進行試驗，以免試件內部的溫溫度發生顯著變化。（2）先將試件擦試干凈，測量尺寸，并檢查外觀。試件尺寸測量精確至1mm，并據此計算試件的承壓面積。如實測尺寸與公稱尺寸之差不超過1mm，可按公稱尺寸進行計算。（3）將試件安放在試驗機的下壓板上，試件的承壓面應與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準。開動試驗機，當上板與試件接近時，調整球座，使接觸均衡。混凝土試件的試驗應連續而均勻地加荷，混凝土強度等級低于C30時，其加荷速度為0.30.5MPa/s；若混凝

53、土強度等級高于或等于C30時，則為0.50.8MPa/s。當試個接近破壞而開始迅速變形時，停止調整試驗機油門，直到試件破壞。然后記錄破壞荷載。注意事項：（1）混凝土物理力學性能試驗一般以3個試件為1組。每一組試件所用的拌和物應從同盤或同一車運送的混凝土中取出，或在試驗室用機械或人工單獨拌制用以檢驗現澆混凝土工程或預制構件質量的試件分組及取樣原則，應按現行鋼筋混凝土工程施工及驗收規范（GBJ50204-1992）及其他有關規定執行。（2）所有試件應在取樣后立即制作。確定混凝土設計特征值、標號或進行材料性能研究時，試件的成型方法應視混凝土設備條件、現場施工方法和混凝土的稠度而定。坍落度不大于70m

54、m的混凝土，宜用振動臺振實；大于70mm的宜用搗棒人工搗實。檢驗工程和構件質量的混凝土試件成型方法應尺可能與實際施工采用的方法相同。（3）混凝土骨料的最大料徑應不大于試件最小邊長的1/3。（五）數據處理及結果評定1、混凝土立方體試件抗壓強度按下式計算（精確至0.1MPa）:fcc = (5-9)式中 fcc混凝土立方體試件抗壓強度，（MPa）P抗壓破壞荷載，（N）A試件承壓面積，（mm2）2、以3個試件測值的算術平均值作為該組試件的抗壓強度值。3個測值中的最大值或最小值中如有1個與中間值的差值超過中間或值的15%時，則把最大及最小值舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強度值。如有2個測值與中間值的

55、差均超過中間值的15%，則該組試件的試驗結果無效。3、取150mm×150mm×150mm試件的抗壓強度為標準值，用其他尺寸試件測得的強度值均應乘以尺寸換算系數，其值對200mm×200mm×200mm試件為1.05，對100mm×100mm×100mm試件為0.95。試驗五 混凝土碳化試驗試驗要求 本方法適用于測定在一定濃度的二氧化碳氣體介質中混凝土試件的碳化程度，以評定該混凝土的抗碳化能力。碳化試驗應采用棱柱體混凝土試件，以3塊為一組，試件的最小邊長應符合下表的要求。棱柱體的高寬比應不小于3。碳化試驗試件尺寸選用試件最小邊長（毫米）骨料最大料徑（毫米）100150200304060無棱柱體試件時，也可用立方體試件代替，但其數量應相應增加。試件一般應在28天齡期進行碳化，采用摻合料的混凝土可根據其特性決定碳化前的養護齡期。碳化試驗的試件宜采用標準養護。但應在試驗前2天從標準養護室取出。然后在60溫度下烘48小時。經烘干處理后的試件，除留下一個或相對的兩個側面外，其余表面應用加熱的石臘予以密封。在側面上順長度方向用鉛