福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心 学生实验指导书 《土木工程材料实验》 指导书 福州大学建筑材料实验室编 2010年6月
1 福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心 学生实验指导书 《土木工程材料实验》 指导书 福州大学建筑材料实验室编 2010 年 6 月
目 录 实验项目1：水工混凝士配合比设计实验（必修） 子项目1：水泥实验 子项目2：混凝土骨料实验 子项目3：水工混凝土配合比设计 子项目4：水工混凝土实验 实验项目2：建筑钢筋实验（必修） 实验项目3：砌墙砖实验（选修）》 实验项目4：石油沥青实验（选修）
2 目 录 实验项目 1：水工混凝土配合比设计实验（必修） 子项目 1：水泥实验 子项目 2：混凝土骨料实验 子项目 3：水工混凝土配合比设计 子项目 4：水工混凝土实验 实验项目 2：建筑钢筋实验（必修） 实验项目 3：砌墙砖实验（选修） 实验项目 4：石油沥青实验（选修）
前言 《水利工程材料实验》是一门实践性很强的独立实验课程，学习《水利工程材料实验》的目的在于 一是熟悉水利工程材料的技术要求，能够对常用水利工程材料进行质量检验和评定：二是熟悉实验用仪 器设备，掌握常用水利工程材料的实验方法：三是通过具体材料的性能测试，进一步了解材料的基本性 状，验证和丰富理论知识：四是培养学生的基本实验技能和严谨的科学态度，提高分析问题和解决问题 的能力。 《水利工程材料实验指导书》是按《水利工程材料实验》教学大纲要求选材，根据现行国家（或部 领)标准或其它规范、资料编写，只针对重要（或常用）水利工程材料的实验，并不包括所有水利工程 材料的实验内容。今后遇到本书实验以外的实验时，可查阅相关文献，并注意各种水利工程材料标准和 试验方法的修订动态。 《水利工程材料实验》是水利水电工程专业高级技术人材所必需的基本训练的一部分。课程的特点 是理论面广，实验量大，实我性强。因此，除了理论教学之外，实验课是重要教学环节之一。通过实验， 能更好地掌握实验理论和方法，巩固和充实课堂教学效果，培养实验技能，为将来在实际工作中进行科 学研究和水利工程材料检验打下基础。 为了达到预期目的，实验课必须注意以下几方面问题： 一、实验前认真预习实验指导书的相关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解 各个实验的目的要求、实验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。 二、较大的小组实验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个实验过程，直至全组实验报告都上 交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，配合工作，不得撤离各自的岗 三、实验开始前，必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，安全措施是否有效，各项准备 工作是否完成，准备工作完成，要经指导教师检查通过后，实验才能开始。 四、实验时应严肃认真，密切注意观察实验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待 实验的每一步骤和每一个数据。 五、严格遵守实验室的规章制度，非实验中仪器设备不要乱动：实验用仪器、仪表、设备，要严格 按规程进行操作，遇有总是及时向指导教师报告。 六、实验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 七、实验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，仔细卸下仪器仪表、擦净、放妥、 清点归还，经教师认可并把实验记录交教师签字后离开。 八、实验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄 袭。 九、实验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚、心得体会深刻： 十、经教师认可，实验也允许采用另外方案进行
3 前言 《水利工程材料实验》是一门实践性很强的独立实验课程，学习《水利工程材料实验》的目的在于： 一是熟悉水利工程材料的技术要求，能够对常用水利工程材料进行质量检验和评定；二是熟悉实验用仪 器设备，掌握常用水利工程材料的实验方法；三是通过具体材料的性能测试，进一步了解材料的基本性 状，验证和丰富理论知识；四是培养学生的基本实验技能和严谨的科学态度，提高分析问题和解决问题 的能力。 《水利工程材料实验指导书》是按《水利工程材料实验》教学大纲要求选材，根据现行国家（或部 颁）标准或其它规范、资料编写，只针对重要（或常用）水利工程材料的实验，并不包括所有水利工程 材料的实验内容。今后遇到本书实验以外的实验时，可查阅相关文献，并注意各种水利工程材料标准和 试验方法的修订动态。 《水利工程材料实验》是水利水电工程专业高级技术人材所必需的基本训练的一部分。课程的特点 是理论面广，实验量大，实践性强。因此，除了理论教学之外，实验课是重要教学环节之一。通过实验， 能更好地掌握实验理论和方法，巩固和充实课堂教学效果，培养实验技能，为将来在实际工作中进行科 学研究和水利工程材料检验打下基础。 为了达到预期目的，实验课必须注意以下几方面问题： 一、实验前认真预习实验指导书的相关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解 各个实验的目的要求、实验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。 二、较大的小组实验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个实验过程，直至全组实验报告都上 交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，配合工作，不得撤离各自的岗 位。 三、实验开始前，必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，安全措施是否有效，各项准备 工作是否完成，准备工作完成，要经指导教师检查通过后，实验才能开始。 四、实验时应严肃认真，密切注意观察实验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待 实验的每一步骤和每一个数据。 五、严格遵守实验室的规章制度，非实验中仪器设备不要乱动；实验用仪器、仪表、设备，要严格 按规程进行操作，遇有总是及时向指导教师报告。 六、实验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 七、实验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，仔细卸下仪器仪表、擦净、放妥、 清点归还，经教师认可并把实验记录交教师签字后离开。 八、实验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄 袭。 九、实验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚、心得体会深刻。 十、经教师认可，实验也允许采用另外方案进行
实验项目1：水工混凝土配合比设计实验（必修） 子项目1：水泥实验 一、实验目的 1.掌握水泥细度、水泥标淮稠度需水量、水泥凝结硬化时间、水泥体积安定性、水泥胶砂强度等相关 水泥物理力学性能的检验方法和检验技能。 2.熟悉水泥实验的各种仪器和设备。 二、对实验材料的要求 1.实验室温度为17~25℃，相对温度大于50% 养护室温度为20士2℃，相对温度大于90%。 2,实验用洁净淡水，有争议时也可采用蒸馏水。 3.水泥试样就充分搅拌均匀，并通过0.9mm方孔筛， 记录其筛余物情况。 4.实验用材料、仪器、用具的温度与试验室一致。 图1.1负压筛析仪示意图 三、实验项目 1水泥细度(80m筛筛析法)检验《GB1345-1991》 细度检验方法有负压筛法，水筛法和干筛法三种。《GB175-1992》,《GB1344-1992》,当三种检验方 法测试结果发生争议时，以负压筛法为准。本指导书针对干缔法，采用80“m筛对水泥试样进行筛析试 验，用筛网上所得筛余物的质量占试样原始质量的百分数米表示水泥样品的细度。 2.1主要仪器设备 (1)负压筛析仪 负压筛析仪由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。其中筛座由转速为30min士2 r/min的喷气嘴 负压表、控制板、微电机及壳体等构成（见图11）。 (2)天平最大称量100g,分度值不大于0.05g) 2.2实验步骤 (1)筛析试验前应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至 4000-6000Pa范围内。 (2)称取试样25g置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛析2mi。在此 期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物，精确至0.05g: (3)当工作负压小于4000Pa时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。 2.3实验结果 水泥试样筛余百分数按下式计算：
4 图 1.1 负压筛析仪示意图 1-0.045mm 方孔筛；2-橡胶垫圈；3-控制板；4-微电机； 5-壳体；6-抽气口；7-风门（调节负压）；8-喷气嘴 实验项目 1：水工混凝土配合比设计实验（必修） 子项目 1：水泥实验 一、实验目的 1.掌握水泥细度、水泥标准稠度需水量、水泥凝结硬化时间、水泥体积安定性、水泥胶砂强度等相关 水泥物理力学性能的检验方法和检验技能。 2.熟悉水泥实验的各种仪器和设备。 二、对实验材料的要求 1. 实验室温度为 17 ~ 25℃，相对温度大于 50%。 养护室 温度为 20±2℃，相对温度大于 90%。 2. 实验用洁净淡水，有争议时也可采用蒸馏水。 3.水泥试样就充分搅拌均匀，并通过 0.9mm 方孔筛， 记录其筛余物情况。 4. 实验用材料、仪器、用具的温度与试验室一致。 三、实验项目 1 水泥细度（80um 筛筛析法）检验《GB1345-1991》 细度检验方法有负压筛法，水筛法和干筛法三种。《GB175-1992》，《GB1344-1992》，当三种检验方 法测试结果发生争议时，以负压筛法为准。本指导书针对干筛法，采用 80μm 筛对水泥试样进行筛析试 验，用筛网上所得筛余物的质量占试样原始质量的百分数来表示水泥样品的细度。 2.1 主要仪器设备 （1）负压筛析仪 负压筛析仪由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。其中筛座由转速为 30r/min±2r/min 的喷气嘴、 负压表、控制板、微电机及壳体等构成（见图 1.1）。 （2）天平（最大称量 100g，分度值不大于 0.05g）。 2.2 实验步骤 （1）筛析试验前应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至 4000~6000Pa 范围内。 （2）称取试样 25g 置于洁净的负压筛中，盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛析 2min。在此 期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物，精确至 0.05g。 （3）当工作负压小于 4000Pa 时，应清理吸尘器内水泥，使负压恢复正常。 2.3 实验结果 水泥试样筛余百分数按下式计算： F= 100% m R s
式中F一一水泥试样的筛余百分数，%： R一一水泥筛余物的质量，g m—一水泥试样的质量，g。 要求计算精确至0.1% 2.水泥标准稠度用水量测定《GB/T1346-2001》 2.1主要仪器设备 (1)水泥净浆搅拌机 (2)标准稠度与凝结时间测定仪（见图1.2） 锥体滑动部分的总质量为300g±2g,金属空心试锥锥底直径40mm,高50mm:锥模上口内径60mm, 高75mm。 60 1.1±0.0 图1,2标准稠度与凝结时间测定仪（单位：m) 22实验步骤 可用调整水量和固定水量两种方法中的任一种测量，如发生争议时以调整水量方法为准。 (1)实验前须检查 仪器金属棒能否自由滑动：试锥降至模顶面位置时，指针应对准标尺零点：搅拌机运转正常等。 (2)水泥净浆的拌制 拌和前，搅拌锅和搅拌叶片需用湿布擦过，称取500g水泥试样倒入搅拌锅内，拌和时，先将锅放到 搅拌机锅座上，升到搅拌位置，开动机器：同时徐徐加入拌和用水，慢速搅拌120s,停拌15s,接着快速 搅拌120s后停机 采用调整水量法时，拌和水量按经验取值。采用周定水量法时，拌和水量用142.5ml,水量准确至 0.5ml. (3)标准稠度测定 拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆并抹平后，迅速 放到试锥下面固定位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝：然后突然放松，让试锥自由沉入净浆中， 到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成
5 式中 F——水泥试样的筛余百分数，%； RS——水泥筛余物的质量，g。 m——水泥试样的质量，g。 要求计算精确至 0.1%。 2. 水泥标准稠度用水量测定《GB/T1346-2001》 2.1 主要仪器设备 （1）水泥净浆搅拌机 （2）标准稠度与凝结时间测定仪(见图 1.2) 锥体滑动部分的总质量为 300g±2g，金属空心试锥锥底直径 40mm，高 50mm；锥模上口内径 60mm， 高 75mm。 图 1.2 标准稠度与凝结时间测定仪（单位：mm） (a)试针支架；(b)试锥和锥模；(c)试针和圆模 1—铁座；2—金属圆棒；3—松紧螺丝；4—指针；5—标尺 2.2 实验步骤 可用调整水量和固定水量两种方法中的任一种测量，如发生争议时以调整水量方法为准。 （1）实验前须检查 仪器金属棒能否自由滑动；试锥降至模顶面位置时，指针应对准标尺零点；搅拌机运转正常等。 （2）水泥净浆的拌制 拌和前，搅拌锅和搅拌叶片需用湿布擦过，称取 500g 水泥试样倒入搅拌锅内，拌和时，先将锅放到 搅拌机锅座上，升到搅拌位置，开动机器；同时徐徐加入拌和用水，慢速搅拌 120s，停拌 15s，接着快速 搅拌 120s 后停机。 采用调整水量法时，拌和水量按经验取值。采用固定水量法时，拌和水量用 142.5ml，水量准确至 0.5ml。 （3）标准稠度测定 拌和结束后，立即将拌好的净浆装入锥模内,用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆并抹平后，迅速 放到试锥下面固定位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝；然后突然放松，让试锥自由沉入净浆中， 到试锥停止下沉时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后 1.5min 内完成