土木工程实验辅导资料一

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1、土木工程实验（一）辅导资料一主 题：“水泥实验”辅导资料学习时间：2016年10月2日10月30日内 容：这四周我们将学习水泥实验的内容，主要包括水泥的基本性质检验以及水泥强度的测定。一、学习要求学习要求及需要掌握的重点内容如下：1、掌握水泥实验的目的； 2、掌握水泥实验主要的仪器和设备； 3、掌握水泥实验的整个实验过程和步骤； 4、掌握水泥实验数据的读取和处理方法。二、主要内容I采用标准GB175-2007 通用硅酸盐水泥GB/T12573-2008 水泥取样方法GB1346-2001 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T17671-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)

2、II实验目的 (重点掌握)学习水泥性质的检验方法，熟悉水泥的主要技术性质，检验水泥是否合格。III实验内容 (重点掌握)第1部分 水泥标准稠度用水量、凝结时间试验（一）仪器设备 （1）水泥净浆搅拌机（符合JC/T729技术要求）（2）净浆标准稠度与凝结时间测定仪（符合JC/T727技术要求）（3）初凝时间试针（4）终凝时间试针（5）圆台试模（6）湿汽养护箱：应能使温度控制在201，湿度大于90%。（7）天平：能准确称量至1g。（8）量水器：精度0.5ml。（9）其他：小刀、小铲、秒表等。 （a） （b） （c） （d） （e） （f）水泥标准稠度用水量及凝结时间测定实验仪器设备（a）水泥净浆搅

3、拌机（b）净浆标准稠度与凝结时间测定仪（c）终凝试针（d）初凝试针（e）锥形试模（锥模）（f）湿汽养护箱(二)实验材料（1）PO 42.5 普通硅酸盐水泥（2）洁净的淡水(三)实验条件（1）实验室温度为202，相对湿度不低于50%；（2）湿气养护箱的温度为20士1，相对湿度不低于90；（3）水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与实验室一致。（四）实验步骤（1）水泥标准稠度用水量的测定拌制水泥净浆达到标准稠度所需的加水量称为水泥标准稠度用水量。实验通过测试不同含水量水泥净浆的穿透性，来确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法中的任一种测定，如发生争议时以

4、调整水量方法为准。本实验使用的是不变用水量法，量取拌合用水142.5ml，根据实验结果计算出最终的标准稠度用水量。准备工作实验准备工作包括：维卡仪金属杆能自由滑动；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。水泥净浆的拌制称取水泥500g，量取实验用水142.5ml（准确至0.5ml）。先用湿布擦拭搅拌锅和搅拌叶，将拌合水倒入锅内，在5-10s将称好的水泥加入水中，防止水泥和水溅出。将搅拌锅放置到搅拌机的锅座上，固定并升至搅拌位置，启动机器，低速搅拌120s、停15s、同时将叶片与锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停止。标准稠度测定水泥净浆搅拌结束后，立即将拌和好的

5、水泥浆装入锥模中，用宽25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，刮去多余的净浆；抹平后迅速放至维卡仪试锥下面固定的位置上，调节试杆高度，使试锥与水泥净浆表面接触；拧紧制动螺丝1s-2s后，突然放松，使试锥垂直自由沉入净浆中，到试锥停止下沉或释放试锥30s时，记录试锥下沉深度S（mm）值。升起试锥后，应立刻将其擦净。注意，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。（2）水泥凝结时间测定水泥凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。仪器试棒下端应改装为试针，换上初凝试针，装净浆的试模采用圆模。凝结时间的测定可以用人工测定、也可用符合标准操作要求的自动凝结时间测定仪测定，两者

6、有矛盾时以人工测定为准。本实验使用人工测定。测定前的准备工作将圆模放在玻璃板上，在内侧稍稍涂上一层机油，调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针应对准标尺零点。试件的制备以标准稠度用水量拌制标准稠度净浆，一次装满圆模，振动数次，刮去多余的净浆，抹平后立即放入湿气养护箱中，记录水泥全部加入水中的时间，作为凝结时间的起始时间。首次测试试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时，进行首次测定。测试时，从湿气养护箱中取出试模，放在试针下，降低试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝12s后突然放松，试针垂直自由沉入净浆，观察试针停止下沉时指针读数。在最初测试的操作时应轻轻扶持试杆，以防试针撞弯，但结果以自由下

7、落为准。初凝时间测定临近初凝时间时，每隔5min测试一次。当试针沉入净浆距底板41mm时，为水泥达到初凝状态。由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用min表示。终凝时间测定当测定初凝时间后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180度，直径大端向上，小端向下，放在玻璃板上，并将试模及玻璃板一起放回湿气养护箱继续养护，更换终凝试针。临近终凝时间时，每隔15min测试一次。当试针沉入净浆不足0.5mm时，即环形附件开始不能在试件上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用min表示。（五）注意事项在整个测试过程中，试针沉入的位

8、置至少要距离试模内壁10mm，每次测定不能让试针落入原针孔。到达初凝或终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时，才能确定到达初凝状态；到达终凝状态时，需要在试体另外两个不同点测试，结论相同时才能确定到达终凝状态。每次测定后应立即擦净试针，并将试模及玻璃板一起放回湿气养护箱继续养护。整个过程中，要防止试模受振。（六）数据处理采用的是不变用水量法，读取试锥的下沉深度S（mm），标准稠度用水量计算公式为： 式中， P标准稠度用水量（%），用水泥质量的百分比计；S试锥下沉深度（mm）注意，当S13mm时，应改用调整用水量法。第2部分 水泥胶砂强度试验（一）仪器设备（1）搅拌机本实验采用行星式胶砂搅拌机

9、。行星式胶砂搅拌机（2）试模试模由三个水平的模槽组成，可同时成型三条截面40mm40mm，长160mm的棱形试体。典型试模在组装备用的干净模型时，应用黄干油等密封材料涂覆模型的外接缝。试模的内表面应涂上一薄层模型油或机油。成型操作时，在试模上面加有一个等高20mm的金属模套，当从上往下看时，模套壁与模型内壁应该重叠，超出内壁不应大于lmm。为了控制料层厚度和副平胶砂，应备有大小两个播料器和一金属刮平直尺。（3）振实台振实台应水平安装在高度约400mm的混凝土基座上。（4）湿气养护箱与试体养护池（5）抗折强度试验机(6)抗压强度试验机要求抗压强度试验机在较大的五分之四量程范围内使用时记录的荷载应

10、有1%精度，并具有按2400200N/S速率的加荷能力。它应有一个能指示试件破坏时荷载并把它保持到试验机卸荷以后的指示器。人工操纵的试验机应配有一个速度动态装置以便于控制荷载增加。当试验机没有球座，或球座已不灵活或直径大于120mm时，应采用规定的夹具。(7)抗压强度试验机用夹具当需要使用夹具时，应把它放在压力机的上下压板之间并与压力机处于同一轴线，以便将压力机的荷载传递至胶砂试件表面。受压面积为40mm40mm。夹具要保持清洁，球座应能转动，以使其上压板能从一开始就适应试体的形状并在试验中保持不变。(二)实验材料及每锅原材料用量本实验使用的原材料是PO 42.5 普通硅酸盐水泥，标准砂（IS

11、O），洁净的淡水。胶砂的质量配合比应为一份水泥、三份标准砂和半份水(水灰比为0.5)。一锅胶砂成型三条试体，每锅材料数量如下表所示。每锅材料用量材料P.O 42.5水泥标准砂（ISO）水用量(g)4502135052251(三)实验条件（1）试体成型试验室的温度保持在202，相对湿度不低于50%；（2）试体带模养护的湿气养护箱或雾室温度保持在201，相对湿度不低于90%；（3）试体养护池水温度应在201范围内。(四)准备工作（1）湿布擦拭搅拌锅内壁及搅拌叶；（2）清理、装配试模，内壁均匀地刷一薄层机油。(五)实验步骤（1）胶砂的制备配料称取水泥450g、标准砂1350g、水225ml。水泥、砂

12、、水和实验用具的温度与实验室相同。搅拌把水加入锅内，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动搅拌机，低速搅拌30s后，在第二个30s开始搅拌的同时均匀加入砂子（当各级砂是分装时，从最大粒级开始，依次将所需的每级砂量加完）；然后把机器转至高速，再拌30s；停拌90s，在第一个15s内，用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间，在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在1s以内。在搅拌间隙，将试模及模套固定于振实台上。（2）成型试件胶砂制备后应立即成型，取下搅拌锅，用一适当料铲将胶砂从搅拌锅中取出，分两层装入试模。装第一层时，每个槽内约放300g胶砂，用大播料器垂直架在

13、模套顶部，沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次；再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次；移走模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似90的角度架在试模模顶一端，沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超出试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。（3）试件的养护脱模前的处理和养护清除留在试模四周的胶砂，在试模上作好标记。立即将作好标记的试模放入湿气养护箱的水平架子上养护，湿空气应能与试模的各边接触，注意不应将试模叠放，一直养护到规定的时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料对试体进行编号，两个龄期以上的试体，编号时应将同一试模中的三条试件分

14、配在两个以上龄期内。脱模脱模应非常小心，防止试件损伤。对于24h龄期的应在破型实验前20min内脱模；对于正常龄期的应在20-24小时之间脱模。如经24h养护，会因脱模对强度造成损害时，可以延迟至24h以后脱模，但在实验报告中应予说明。已确定作为24h龄期试验（或其他不下水直接做试验）的已脱模试体，应用湿布覆盖至破型实验时为止。水中养护将做好标记的试件立即水平或者垂直放在201的水中养护，水平放置时刮平面朝上；试件放置在不易腐烂的篦子上，并彼此间距及以表面水深度不得小于5mm，以让水与试件的六个面接触。每个养护池只养护同类型的水泥试件。随时加水保持适当的恒定水位，不允许在养护期间全部换水。养护

15、箱与养护水的温度至少每4小时记录一次，自动记录情况下，可以酌减至每天记录2次。试验龄期前15min，将试件从养护水中取出，擦去试体表面沉积物，并用湿布覆盖至破型实验为止。强度试验试体的龄期试体龄期从水泥加水搅拌开始试验时算起，不同龄期强度试验在下列时间内进行：l24h15minl48h30minl72h45minl7d2hl28d8h本实验所测试件龄期为28d。（4）水泥胶砂抗折强度测定将抗折强度试验机调零，擦去试体表面附着的水分和砂粒，将试件一个侧面放在抗折强度试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱。开动试验机，通过加荷圆柱以50N/s10N/s的速率均匀的将荷载垂直的加在圆柱体相对侧面上

16、，直至折断，读取折断时的荷载，保持两个半棱柱体处于潮湿状态，直至抗压试验。（5）水泥胶砂抗压强度测定在折断后的棱柱体上进行抗压试验，受压面是试体成型时的两个侧面，面积为40mm40mm。将抗压专用夹具置于压力试验机的球座上，以试件的侧面为受压面，试体的底面紧靠夹具定位销，试件居中。开启压力机，以2400N/s200N/s的速率均匀加荷载直至破坏，读取破坏时的荷载。(六)数据处理 （重点掌握）（1）水泥胶砂抗折强度抗折强度计算公式为：式中，抗折强度（MPa），精确至0.1MPa；折断时施加于棱柱体中部的荷载（N）； 支撑圆柱之间的距离（mm），=100mm； 棱柱体正方形截面边长（mm），=40

17、mm。以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为实验结果（精确至0.1MPa)。当三个强度值中有超出平均值10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度实验结果。（2）水泥胶砂抗压强度抗压强度计算公式为： 式中，单个试件抗压强度（MPa），精确至0.1MPa； 破坏时的最大荷载（N）；受压部分面积（mm2)（40mm40mm =1600mm2）。以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为实验结果（精确至0.1MPa）。如六个测定值中有一个超出六个平均值的10%，应剔除这个结果，而以剩下五个的平均值为结果。如五个测定值中再有超过它们平均数10%的，则此组结果作废。IV结果评定（重点掌握）根据实验测定值与国家标准对该水泥品种规定值的比较结果，判定该水泥所检项目是否合格。根据标准GB175-2007 通用硅酸盐水泥，对PO 42.5水泥凝结时间的技术要求：（1）凝结时间：初凝时间不早于45min；终凝时间不迟于600min；（2）胶砂强度：28d抗折强度和抗压强度不小于表1数据。表1 强度要求品种及强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）PO 42.542.56.5