建筑材料实验指导书中国农业大学水利与土木工程学院建材实验室编2007年2月
建筑材料实验指导书 中国农业大学水利与土木工程学院 建材实验室编 2007 年 2 月
目录(1)建筑材料实验总则实验一水泥实验·(3)实验二混凝土用砂实验·(4)实验三普通混凝土配合比实验·.. (.)实验四 混凝土性能实验…. (7)(7)实验五石油沥青实验实验六钢筋实验(8)建筑材料实验总则
目 录 建筑材料实验总则.（1） 实验一 水泥实验.（3） 实验二 混凝土用砂实验.（4） 实验三 普通混凝土配合比实验.（6） 实验四 混凝土性能实验.（7） 实验五 石油沥青实验.（7） 实验六 钢筋实验.（8） 建筑材料实验总则
一、实验目的建材实验课是“建筑材料课程”的重要组成部分。建筑材料的性能、性质要靠实验取得数据。学员通过建材实验可掌握实验的基本技能，培养严谨的科学态度、独立思考、独立分析问题以及动手的能力，并可深入掌握建筑材料的性能、性质，验证所学基本理论（如果条件允许，指导教师还可为学生安排看录像、组织参观等，以增强学生的感性。又可为将来工作中材料的正确运用、改性研究以及新材料的研制打下基础。建筑材料实验的结果是有条件的，建筑材料的技术性质均是通过一定的实验手段测试出来。如果实验不按统一的标准方法进行，其结果就没有可比性。因此，实验必须有统一的标准。为了检查材料的质量，鉴定材料的性能，国家或行业部门往往要组织有关部门进行大量实验、总结、分析工作，制订出一定的实验方法（或称实验规程）及质量要求（或称技术标准），作为材料实验及鉴定的依据。例如水泥取样方法有国家标准GB12573-90），水电部有水工混凝土实验规程（SD105—82）前我国的材料标准可分为三级：国家标准和部颁标准，其最具权威性，是其它标准制订的依据和目标；2、省级标准，是区域性的；3、企业标准，一般是局部的、暂时的，一且条件成熟，应争取修订提高成为国家标准。实验时必须严格按照实验方法步骤进行，最后的实验结果才能应用。实验方法和技术标准又随着科学的发展不断发展而改进和修订。因此，我们要掌握实验原理，了解新的实验技术，在熟练掌握现有实验方法的基础上，可提出新的实验方法我们的建材实验课将依据国家标准进行实验。（如果实验条件不能完全满足国家标准的要求，应至少对材料性能测试结果产生影响的主要因素加以控制，无法控制的次要因素要在实验报告中写明，以供参考。）二、 试样的选取为了解材料的性能，不可能将全部材料都进行实验，一般是从材料总体中抽取若-个体，组成样本进行实验。抽取样本的特性应当对总体具有代表性，能较正确地反映出该批材料的质量，否则实验结果就无意义。例如：散粒材料取样时，可从料堆均匀分布的八个不同部位（上、中、下及东、南、西、北），各抽取大致相等的试样一份共八份，组成一组试样（取样时，应先将取样部位的表层除去，在较深处铲取）。混合均匀，再以四分法选样。四分法取样是将拌匀的散粒材料如砂或石子铺成一定厚度的园饼或圆三、四）如图锥，用铲沿相互垂直的方向切一“十”字，将试样分成四等份二、三或二、四）重新拌匀（另两份舍掉），再堆成园饼或圆锥，重1。取对角两份复上述过程，直至所得试样略多于实验所需的数量为止。1四分法取样示意图-1-三、实验资料的分析整理
一、实验目的 建材实验课是“建筑材料课程”的重要组成部分。建筑材料的性能、性质要靠实验 取得数据。学员通过建材实验可掌握实验的基本技能，培养严谨的科学态度、独立思考、 独立分析问题以及动手的能力，并可深入掌握建筑材料的性能、性质，验证所学基本理 论（如果条件允许，指导教师还可为学生安排看录像、组织参观等，以增强学生的感性 认识）。又可为将来工作中材料的正确运用、改性研究以及新材料的研制打下基础。 建筑材料实验的结果是有条件的，建筑材料的技术性质均是通过一定的实验手段测 试出来。如果实验不按统一的标准方法进行，其结果就没有可比性。因此，实验必须有 统一的标准。为了检查材料的质量，鉴定材料的性能，国家或行业部门往往要组织有关 部门进行大量实验、总结、分析工作，制订出一定的实验方法（或称实验规程）及质量 要求（或称技术标准），作为材料实验及鉴定的依据。例如水泥取样方法有国家标准 （GB12573－90），水电部有水工混凝土实验规程（SD105－82）。目前我国的材料标 准可分为三级：1、国家标准和部颁标准，其最具权威性，是其它标准制订的依据和目 标；2、省级标准，是区域性的；3、企业标准，一般是局部的、暂时的，一旦条件成熟， 应争取修订提高成为国家标准。实验时必须严格按照实验方法步骤进行，最后的实验结 果才能应用。实验方法和技术标准又随着科学的发展不断发展而改进和修订。因此，我 们要掌握实验原理，了解新的实验技术，在熟练掌握现有实验方法的基础上，可提出新 的实验方法。 我们的建材实验课将依据国家标准进行实验。（如果实验条件不能完全满足国家标 准的要求，应至少对材料性能测试结果产生影响的主要因素加以控制，无法控制的次要 因素要在实验报告中写明，以供参考。） 二、试样的选取 为了解材料的性能，不可能将全部材料都进行实验，一般是从材料总体中抽取若干 个体，组成样本进行实验。抽取样本的特性应当对总体具有代表性，能较正确地反映出 该批材料的质量，否则实验结果就无意义。例如：散粒材料取样时，可从料堆均匀分布 的八个不同部位（上、中、下及东、南、西、北），各抽取大致相等的试样一份共八份， 组成一组试样（取样时，应先将取样部位的表层除去，在较深处铲取）。混合均匀，再 以四分法选样。四分法取样是将拌匀的散粒材料如砂或石子铺成一定厚度的园饼或圆 锥，用铲沿相互垂直的方向切一“十”字，将试样分成四等份（一、二、三、四）如图 1。取对角两份（一、三或二、四）重新拌匀（另两份舍掉），再堆成园饼或圆锥，重 复上述过程，直至所得试样略多于实验所需的数量为止。 一 二 三 四 图 1 四分法取样示意图 ─1— 三、实验资料的分析整理
1、减少误差我们通过实验所得结果与真值总难免有误差。例如测量长度时，尺子本身就不是绝对标准长度，而存在微小误差。这种误差随着测量次数而积累，称为系统误差。当测量时，环境的冷热、干湿和测量者的习惯等都会使测量结果产生差异。这种差异，有的为正，有的为负，还有一些意想不到的原因导致测量结果差异，这种差异称为随机误差。影响实验结果的系统误差和随机误差愈小，测量结果的精度就愈高。因此，我们做实验时一定要非常细致，使随机误差尽量减小，同时还要经常校核仪器，将系统误差从实验结果中扣除2、异常数据的剔除如果我们按主观愿望将实验结果中不合己意的数据丢弃是不应该的，但用不合理的数据参与计算，又会歪曲实验结果。对异常数据的取舍，只能根据数理统计的原理进行一般来说，脆性材料的强度实验结果，离散性很大。水泥抗压强度值，就是采取判断。将六个实验值中的最大值和最小值，不管其差异如何，统一规定舍弃，其余四个抗压强度值的平均值代表该水泥的抗压强度值。混凝土抗压强度取值，规定三个抗压强度实验，如有一个超过中间值的15%，则将其极大值和极小值都舍弃，而以中间值代表强直中度实验值。从统计理论上说，这个中间值离其真值比其余二个的平均值离真值较近。四、实验程序和要求为了使同学们进一步了解实验程序，下面列出实际工作中委托建筑材料实验的实验室管理程序1、填写实验委托单，送试样；2、检查核对试样尺寸、数量、外观、编号和委托单内容等，填写收样记录；3、按标准方法进行必试项目和要求项目的实验，并填写原始记录；4、计算、评定5、填写实验报告单：6、复核、签章；7、签发报告，为了提高实验效果，达到预期的目的，要求每个学生在实验前认真预习“建筑材料实验指导书”中要求进行实验的目的、基本原理、步骤、操作要点、实验报告填写方式和实验数据处理方法等，并将能填写的有关内容填写到实验报告中。按时到实验室后，要听从指导教师的指挥，严格按操作规程进行实验，爱护仪器、设备，损坏仪器要赔偿。联系所学材料性能的知识，进行分析、思考、观察、作好记录。若出现反常现象应分析原因，并记录。核查实验数据，填写实验报告，搞好本组所用的仪器、设备和场地的清洁卫生，由指导教师检查签字后再离开实验室。编者：彭红涛汪久林张心平121
1、减少误差 我们通过实验所得结果与真值总难免有误差。例如测量长度时，尺子本身就不是绝 对标准长度，而存在微小误差。这种误差随着测量次数而积累，称为系统误差。当测量 时，环境的冷热、干湿和测量者的习惯等都会使测量结果产生差异。这种差异，有的为 正，有的为负，还有一些意想不到的原因导致测量结果差异，这种差异称为随机误差。 影响实验结果的系统误差和随机误差愈小，测量结果的精度就愈高。因此，我们做实验 时一定要非常细致，使随机误差尽量减小，同时还要经常校核仪器，将系统误差从实验 结果中扣除。 2、异常数据的剔除 如果我们按主观愿望将实验结果中不合己意的数据丢弃是不应该的，但用不合理的 数据参与计算，又会歪曲实验结果。对异常数据的取舍，只能根据数理统计的原理进行 判断。一般来说，脆性材料的强度实验结果，离散性很大。水泥抗压强度值，就是采取 将六个实验值中的最大值和最小值，不管其差异如何，统一规定舍弃，其余四个抗压强 度值的平均值代表该水泥的抗压强度值。混凝土抗压强度取值，规定三个抗压强度实验 值中，如有一个超过中间值的 15%，则将其极大值和极小值都舍弃，而以中间值代表强 度实验值。从统计理论上说，这个中间值离其真值比其余二个的平均值离真值较近。 四、实验程序和要求 为了使同学们进一步了解实验程序，下面列出实际工作中委托建筑材料实验的实验 室管理程序： 1、填写实验委托单，送试样； 2、检查核对试样尺寸、数量、外观、编号和委托单内容等，填写收样记录； 3、按标准方法进行必试项目和要求项目的实验，并填写原始记录； 4、计算、评定； 5、填写实验报告单； 6、复核、签章； 7、签发报告。 为了提高实验效果，达到预期的目的，要求每个学生在实验前认真预习“建筑材料 实验指导书”中要求进行实验的目的、基本原理、步骤、操作要点、实验报告填写方式 和实验数据处理方法等，并将能填写的有关内容填写到实验报告中。按时到实验室后， 要听从指导教师的指挥，严格按操作规程进行实验，爱护仪器、设备，损坏仪器要赔偿。 联系所学材料性能的知识，进行分析、思考、观察、作好记录。若出现反常现象应分析 原因，并记录。核查实验数据，填写实验报告，搞好本组所用的仪器、设备和场地的清 洁卫生，由指导教师检查签字后再离开实验室。 编者：彭红涛 汪久林 张心平 ─2─
实验一水泥实验为检测水泥是否符合国家的技术标准，应进行水泥的化学分析及物理力学实验。在实际工程中一般仅作物理力学实验，如：细度、标准稠度、凝结时间、体积安定性及强度等实验项目。有时根据工程的特殊要求还需进行水化热和抗侵蚀性等实验由于学时有限，我们只能进行水泥胶砂强度实验、水泥标准稠度用水量实验、水泥凝结时间测定演示实验和水泥安定性演示实验。一、水泥标准稠度用水量实验1、意义水泥加水拌和后形成水泥浆的稠度，对水泥的凝结时间、体积安定性等技术性质的实验结果影响很大。为了对以上水泥性质的实验结果进行分析比较，必须在相同的稠度下进行实验。所以统一规定了水泥的标准稠度，即：水泥净浆达到规定稠度时的用水量，以水泥重量的百分数表示。水泥标准稠度用水量的测定，是为了水泥其它性质实验准备数据。实验方法有调整水量法和固定水量法两种。2、取样方法（详见教材实验的有关部分）3、仪器设备（详见教材实验的有关部分）4、实验步骤（详见教材实验的有关部分，并将其要点概括后，填写到“建筑材料实验报告”中5实验结果整理（详见教材实验的有关部分）思考题同厂同批水泥的一个取样单位是多少吨？2、做水泥实验时实验室的温度和相对湿度应控制在多少？3、水泥标准稠度是不是检测水泥质量的必要指标？4、用调整水量法测定时，若试锥下沉深度等于32mm，应如何调整用水量（增加还是减少？）二、水泥凝结时间实验1、意义水泥净浆的凝结时间分为初凝和终凝。初凝时间是从水泥加水到开始失去塑性所经历的时间，终凝时间是从水泥加水到完全失去塑性所经历的时间。水泥凝结时间对混凝土的施工影响很大，涉及到混凝土工程的施工进度和施工方法。因此，要检验水泥的凝结时间是否能符合要求。2、仪器设备（详见教材实验的有关部分）3、实验步骤（详见建材实验的有关部分，并将其要点概括后，填写到“建筑材料实验报告”中)4、实验结果处理（详见建材实验的有关部分）思考题1、硅酸盐水泥与粉煤灰水泥比较，哪一种水泥凝结时间长？为什么？2、测定水泥凝结时间的水泥净浆为何要用标准稠度水泥净浆？1313、你认为该实验过程中应注意什么问题？
实验一 水泥实验 为检测水泥是否符合国家的技术标准，应进行水泥的化学分析及物理力学实验。在 实际工程中一般仅作物理力学实验，如：细度、标准稠度、凝结时间、体积安定性及强 度等实验项目。有时根据工程的特殊要求还需进行水化热和抗侵蚀性等实验。 由于学时有限，我们只能进行水泥胶砂强度实验、水泥标准稠度用水量实验、水泥 凝结时间测定演示实验和水泥安定性演示实验。 一、水泥标准稠度用水量实验 1、意义 水泥加水拌和后形成水泥浆的稠度，对水泥的凝结时间、体积安定性等技术性质的 实验结果影响很大。为了对以上水泥性质的实验结果进行分析比较，必须在相同的稠度 下进行实验。所以统一规定了水泥的标准稠度，即：水泥净浆达到规定稠度时的用水量， 以水泥重量的百分数表示。水泥标准稠度用水量的测定，是为了水泥其它性质实验准备 数据。实验方法有调整水量法和固定水量法两种。 2、取样方法（详见教材实验的有关部分） 3、仪器设备（详见教材实验的有关部分） 4、实验步骤（详见教材实验的有关部分，并将其要点概括后，填写到“建筑材料实验 报告”中） 5、实验结果整理（详见教材实验的有关部分） 思考题 1、同厂同批水泥的一个取样单位是多少吨？ 2、做水泥实验时实验室的温度和相对湿度应控制在多少？ 3、水泥标准稠度是不是检测水泥质量的必要指标？ 4、用调整水量法测定时，若试锥下沉深度等于 32mm，应如何调整用水量（增加还是 减少？） 二、水泥凝结时间实验 1、意义 水泥净浆的凝结时间分为初凝和终凝。初凝时间是从水泥加水到开始失去塑性所经 历的时间，终凝时间是从水泥加水到完全失去塑性所经历的时间。水泥凝结时间对混凝 土的施工影响很大，涉及到混凝土工程的施工进度和施工方法。因此，要检验水泥的凝 结时间是否能符合要求。 2、仪器设备（详见教材实验的有关部分） 3、实验步骤（详见建材实验的有关部分，并将其要点概括后，填写到“建筑材料实验 报告”中） 4、实验结果处理（详见建材实验的有关部分） 思考题 1、硅酸盐水泥与粉煤灰水泥比较，哪一种水泥凝结时间长？为什么？ 2、测定水泥凝结时间的水泥净浆为何要用标准稠度水泥净浆？ ─3— 3、你认为该实验过程中应注意什么问题？