土木工程材料试验指导书
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目录3试验一钢筋试验3一。钢筋拉伸试验5二．钢筋冷弯试验7试验二集料试验7一．粗集料密度及吸水率试验9二．细集料表观密度试验10三细集料堆积密度和紧装密度试验四。细集料筛分试验1215试验三水泥试验15一．水泥细度试验16二．水泥标准稠度用水量试验18三．水泥凝结时间试验四．水泥体积安定性试验1920五．水泥胶砂强度试验试验四水泥混凝土试验2525一。水泥混凝土拌和物的拌制方法26二。水泥混凝土落度及落扩展度试验28三．水泥混凝土拌和物表观密度试验29四．水泥混凝土强度试验34试验五沥青试验34。沥青针如度试验36二．沥青延度试验38三．沥青软化点试验试验六沥青混合料试验4141一．沥青混合料马歇尔试验48二，沥青混合料车辙试验2
２ 目 录 试验一 钢筋试验 . 3 一. 钢筋拉伸试验 . 3 二. 钢筋冷弯试验 . 5 试验二 集料试验 . 7 一. 粗集料密度及吸水率试验 . 7 二. 细集料表观密度试验 . 9 三. 细集料堆积密度和紧装密度试验 . 10 四. 细集料筛分试验 . 12 试验三 水泥试验 . 15 一. 水泥细度试验 . 15 二. 水泥标准稠度用水量试验 . 16 三. 水泥凝结时间试验 . 18 四. 水泥体积安定性试验 . 19 五. 水泥胶砂强度试验 . 20 试验四 水泥混凝土试验 . 25 一. 水泥混凝土拌和物的拌制方法 . 25 二. 水泥混凝土坍落度及坍落扩展度试验 . 26 三. 水泥混凝土拌和物表观密度试验 . 28 四. 水泥混凝土强度试验 . 29 试验五 沥青试验 . 34 一. 沥青针如度试验 . 34 二. 沥青延度试验 . 36 三. 沥青软化点试验 . 38 试验六 沥青混合料试验 . 41 一. 沥青混合料马歇尔试验 . 41 二. 沥青混合料车辙试验 . 48
试验一钢筋试验一.钢筋拉伸试验1.钢筋取样和制样方法钢筋批量为：由同一厂别、同一炉号、同一规格、同一交货状态、同一进场时间为一验收批。钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、低碳钢热轧圆盘条、余热处理钢筋每批数量不大于60t取一组试样。冷轧带肋钢筋，每批数量不大于50t，取一组试样。各类钢筋每组试样数量参见表1-1，试件截取长度为：表1-1各类钢筋每组试件数量拉伸试件：L≥10d+200mm每组试件数量冷弯试件：L≥5d+150mm钢筋种类拉伸试验弯曲试验凡表中规定取两个试件的，均应从两根2根2根热轧带肋钢筋2根热轧光圆钢筋2根（或两盘）中分别切取，每根钢筋上切取一个1根2根低碳钢热轧圆盘条拉力试件、一个冷弯试件。低碳钢热轧圆盘条，2根2根余热处理钢筋冷弯试件应取自同盘的两端。试件切取时，应冷轧带肋钢筋逐盘1个每批2个在钢筋或盘条的任意一端截去500mm后切取。2.仪器设备（1）万能试验机（图1-1）试验机测力示值误差应不大于土1%；在规定负荷下停止施荷时，试验机操作应能精确到测力度盘上的一个最小分格负荷示值至少能保持30s：试验机应具有调速指示装置，能在标准规定的速度范围内灵活调节，且加卸荷平稳：试验机还应备有记录装置，能满足标准用绘图法测定强度特性的要求。（2）引伸计各种类型的引伸计均可用于测定试样的伸长。但引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。一般使用引伸计应不劣于1级，测定具有较大延伸率的材料性能时，引伸计也不应劣于2级。图1-1钢筋拉伸试验3
３ 试验一 钢筋试验 一.钢筋拉伸试验 1.钢筋取样和制样方法 钢筋批量为：由同一厂别、同一炉号、同一规格、同一交货状态、同一进场时间为一验收批。 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、低碳钢热轧圆盘条、余热处理钢筋每批数量不大于 60t， 取一组试样。冷轧带肋钢筋，每批数量不大于 50t，取一组试样。各类钢筋每组试样数量参见表 1-1， 试件截取长度为： 拉伸试件：L≥10d+200mm 冷弯试件：L≥5d+150mm 凡表中规定取两个试件的，均应从两根 （或两盘）中分别切取，每根钢筋上切取一个 拉力试件、一个冷弯试件。低碳钢热轧圆盘条， 冷弯试件应取自同盘的两端。试件切取时，应 在钢筋或盘条的任意一端截去 500mm 后切取。 2.仪器设备 （1）万能试验机（图 1-1） 试验机测力示值误差应不大于±1%；在规定 负荷下停止施荷时，试验机操作应能精确到测力 度盘上的一个最小分格负荷示值至少能保持 30s；试验机应具有调速指示装置，能在标准规 定的速度范围内灵活调节，且加卸荷平稳；试验 机还应备有记录装置，能满足标准用绘图法测定 强度特性的要求。 （2）引伸计 各种类型的引伸计均可用于测定试样的伸 长。但引伸计的准确度级别应符合 GB/T12160 的要求。一般使用引伸计应不劣于 1 级，测定具 有较大延伸率的材料性能时，引伸计也不应劣于 2 级。 表 1-1 各类钢筋每组试件数量 钢筋种类 每组试件数量 拉伸试验 弯曲试验 热轧带肋钢筋 2 根 2 根 热轧光圆钢筋 2 根 2 根 低碳钢热轧圆盘条 1 根 2 根 余热处理钢筋 2 根 2 根 冷轧带肋钢筋 逐盘 1 个 每批 2 个 图 1-1 钢筋拉伸试验
（3）试样尺寸测量仪器可根据试样尺寸测量精度的要求，选用相应精度的任一种量具或仪器，如游标卡尺、螺旋千分尺等。3.试验方法（1）试验准备首先测量试样标距两端和中间这三个截面处的尺寸，对于圆试样，在每一横截面内沿互相垂直的两个直径方向各测量一次，取其平均值。用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面面积A。（2）上屈服强度和下屈服强度的测定图解方法：试验时记录力一延伸曲线或力一位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初时瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积，得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。指针方法：试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初时瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力和首次停止转动的指示的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积，得到上屈服强度和下屈服强度（0）。可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘制拉伸曲线图。（3）抗拉强度测定抗拉强度可以采用图解法或指针法测定。对于呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，如图1-2或从测力度盘，读取过了屈服阶段之后的最大力：E对于呈现无明显屈服（连续屈服）现象的金属材料，从记录的力一延伸或力一位移曲线图，或从测力度盘，读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原图1-2钢筋拉伸曲线始横截面积（A）得到抗拉强度（α）。可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定上抗拉强度，可以不绘制拉伸曲线图。（4）断后伸长率的测定为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。对于小横截面试样和低伸长率试样更应注意这一点。4
４ （3）试样尺寸测量仪器 可根据试样尺寸测量精度的要求，选用相应精度的任一种量具或仪器，如游标卡尺、螺旋千分 尺等。 3.试验方法 （1）试验准备 首先测量试样标距两端和中间这三个截面处的尺寸，对于圆试样，在每一横截面内沿互相垂直 的两个直径方向各测量一次，取其平均值。用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面 面积 A。 （2）上屈服强度和下屈服强度的测定 图解方法：试验时记录力－延伸曲线或力－位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和 不计初时瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积， 得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。 指针方法：试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初时瞬时效应时屈服阶 段中指示的最小力和首次停止转动的指示的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积，得到上屈服 强度和下屈服强度（σs）。 可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘 制拉伸曲线图。 （3）抗拉强度测定 抗拉强度可以采用图解法或指针法测定。 对于呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属 材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，如图 1-2， 或从测力度盘，读取过了屈服阶段之后的最大力； 对于呈现无明显屈服（连续屈服）现象的金属材料， 从记录的力－延伸或力－位移曲线图，或从测力度 盘，读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原 始横截面积（A）得到抗拉强度（σb）。 可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定上抗拉强度，可以不绘制拉伸曲线图。 （4）断后伸长率的测定 为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采 取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。对于小横截面试样和低伸长率试样更 应注意这一点。 图 1-2 钢筋拉伸曲线
（5）断面收缩率的测定测量时，将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。对于圆形横截面试样在缩颈最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面积：对于矩形横截面试样，测量缩颈处的最大宽度和最小厚度，两者之乘积为断后最小横截面积。断裂后最小横截面积的测定应准确到土2%。原始横截面积Ao与断后最小横截面积A之差除以原始横截面积的百分率得到断面收缩率。二。钢筋冷弯试验冷弯是桥梁钢材的重要工艺性能，用以检验钢材在常温下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力，并显示其缺陷。工程中经常需对钢材进行冷弯加工，冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的。通过冷弯试验不仅能检验钢材适应冷加工的能力和显示钢材内部缺陷（如起层，非金属夹渣等）状况，而且由于冷弯时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用，因此也是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性变形能力的一项指标。所以，冷弯试验对钢材质量是一种较严格的检验。1.试样试样的横截面为圆形、方形、长方形或多边形。样坏的切取位置和方向应按照相关产品标准的要求。试样应通过机加工去除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分。试样表面不得有划痕和损伤。方形、长方形和多边形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超过试样厚度的1/10。棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。试样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。当采用支辊式、V形模具式、虎钳式翻板式等弯曲装置时，可以按照下式确定：L=0.5元（d+α）+14（式中：L—一试样的长度，mm;d一一弯曲压头或弯心直径，mm；α一一试样厚度或直径或多边形横截面内切圆直径，mm。2.试验原理及试验设备P冷弯试验是以圆形、方形、长方形或多边形横截面试样经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规1定的弯曲角度。然后卸除试验力，检查试样承受变形性能。通常检查试样弯曲部分的外面、里面和侧面，若弯图1-3钢筋冷弯试验曲处无裂纹、起层或断裂现象，即可认为冷弯性能合格。5
５ （5）断面收缩率的测定 测量时，将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。对于圆形横截面试样， 在缩颈最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面积；对于矩形横截面试样， 测量缩颈处的最大宽度和最小厚度，两者之乘积为断后最小横截面积。断裂后最小横截面积的测定 应准确到±2%。 原始横截面积 A0与断后最小横截面积 A1之差除以原始横截面积的百分率得到断面收缩率Ψ。 二. 钢筋冷弯试验 冷弯是桥梁钢材的重要工艺性能，用以检验钢材在常温下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力， 并显示其缺陷。 工程中经常需对钢材进行冷弯加工，冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的。通过冷弯试验 不仅能检验钢材适应冷加工的能力和显示钢材内部缺陷（如起层，非金属夹渣等）状况，而且由于 冷弯时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用，因此也是考察钢材在复杂应力 状态下发展塑性变形能力的一项指标。所以，冷弯试验对钢材质量是一种较严格的检验。 1.试样 试样的横截面为圆形、方形、长方形或多边形。样坯的切取位置和方向应按照相关产品标准的 要求。试样应通过机加工去除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分。 试样表面不得有划痕和损伤。方形、长方形和多边形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超 过试样厚度的 1／10。棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。 试样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。当采用支辊式、V 形模具式、虎钳式、 翻板式等弯曲装置时，可以按照下式确定： L 0.5（d a) 140 式中：L——试样的长度，mm； d——弯曲压头或弯心直径，mm； a ——试样厚度或直径或多边形横截面内切圆 直径，mm。 2.试验原理及试验设备 冷弯试验是以圆形、方形、长方形或多边形横截面 试样经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规 定的弯曲角度。然后卸除试验力，检查试样承受变形性 能。通常检查试样弯曲部分的外面、里面和侧面，若弯 曲处无裂纹、起层或断裂现象，即可认为冷弯性能合格。 图 1-3 钢筋冷弯试验