第二部分　课程实验实训项目指导书

课程一　工程材料

实验一　水泥物理力学性能检测

一、实验目的和任务

1.熟悉水泥的技术要求。

2.掌握水泥实验仪器的性能和操作方法。

3.掌握水泥各项性能指标的基本试验技术。

4.完成水泥胶砂制备和细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、强度检测。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。6课时完成。

二、实验预备知识

复习教材水泥主要技术指标实验检测相关知识，认真阅读材料实验指导书，明确实验目的和任务及操作要点，并对水泥物理力学性能检测实验所用仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-1）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-2。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）水泥细度检测：采用负压筛法，用80μm筛对水泥试样进行筛析实验，用筛网上所得筛余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）水泥胶砂制备：利用实验室标准砂，按胶砂的配合比制备标准试块。

（3）水泥标准稠度用水量：水泥标准稠度净浆对标准试杆的沉入具有一定阻力，通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。

（4）水泥凝结时间检测：用维卡仪的试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需要时间

（5）水泥安定性检测：用雷氏法通过测定水泥净浆在雷式夹中沸煮后的膨胀值来测定水泥硬化后体积变化的均匀性。

（6）水泥抗折、抗压强度检测：按水泥胶砂的配合比制备标准试块，放入水泥标准养护箱养护3d和28d，分别用压力试验机测定水泥抗折、抗压强度。

2.实验操作步骤与数据处理

（1）水泥细度检测

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，置于洁净负压筛中。盖上筛盖，放在筛座上，开动筛析仪连续筛析2min。筛毕，用天平称量筛余物。

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。

④实验结果计算与评定：水泥细度按试样筛余百分数（精确至0.1％）计算。

合格评定时，每个样品应秤取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。

（2）水泥胶砂制备

①试验前准备：成型前将试模擦净，四周模板与底板接触面上涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一薄层机油。

②胶砂制备：试验用砂采用中国ISO标准砂，其颗粒分布和湿含量应符合GB/T17671—1999的要求。

a.胶砂配合比：试体是按胶砂的质量配合比为水泥∶标准砂∶水=1∶3∶0.5进行拌制的。一锅胶砂制成三条试体，每锅材料需要量为：水泥（450±2）g；标准砂（1350±5）g；水（225±1）mL。

b.搅拌：每锅胶砂用搅拌机进行搅拌。可按下列程序操作：

胶砂搅拌时先把水加入锅里，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入；把机器转至高速再拌30s。

停拌90s，在第一个15s内用一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，各个搅拌阶段的时间误差应在±1s以内。

③试体成型：试件是40mm×40mm×160mm的棱柱体。胶砂制备后应立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每一个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装第二层胶砂，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，用一金属直尺以近似90℃的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过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。

④试体的养护：将试模放入水泥标准养护箱养护，湿空气应能与试模周边接触。另外，养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。

（3）水泥标准稠度用水量

①试验前检查，仪器金属棒应能自由滑动，搅拌机运转正常等。

②调零点，将标准稠度试杆装在金属棒下，调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。

③水泥净浆制备：用湿布将搅拌锅和搅拌叶片擦一遍，将拌合用水倒入搅拌锅内，然后在5～10s内小心将称量好的500g水泥试样加入水中（按经验找水）；拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，慢速搅拌120s，停拌15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中，接着快速搅拌120s后停机。

④标准稠度用水量的测定：拌和完毕立即将水泥净浆一次装入已置于玻璃板上的圆模内，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后迅速放到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝，然后突然放松，让试杆自由沉入净浆中。以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。升起试杆后立即擦净。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。

⑤实验结果计算与评定：以试杆沉入净浆并距底板（6±1）mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和用水量为该水泥的标准稠度用水量（P），以水泥质量的百分比计，按下式计算。

（4）水泥凝结时间检测

①试验前准备：将圆模内侧稍涂上一层机油，放在玻璃板上，调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针应对准标准尺零点。

②以标准稠度用水量的水，按测标准稠度用水量的方法制成标准稠度水泥净浆后，立即一次装入圆模振动数次刮平，然后放入湿汽养护箱内，记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。

③试件在湿气养护箱内养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从养护箱中取出圆模放到试针下，使试针与净浆面接触，拧紧螺丝1～2s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的读数。临近初凝时，每隔5min测定一次，当试针沉至距底板（4±1）mm即为水泥达到初凝状态。从水泥全部加入水中至初凝状态的时间即为水泥的初凝时间，用“min”表示。

④初凝测出后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板上取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下，放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中养护。

⑤取下测初凝时间的试针，换上测终凝时间的试针。

⑥临近终凝时间每隔15min测一次，当试针沉入净浆0.5mm时，即环形附件开始不能在净浆表面留下痕迹时，即为水泥的终凝时间。

⑦由开始加水至初凝、终凝状态的时间分别为该水泥的初凝时间和终凝时间，用小时（h）和分钟（min）表示。

⑧在测定时应注意：最初测定的操作时应轻轻扶持金属棒，使其徐徐下降，防止撞弯试针，但结果以自由下沉为准；在整个测试过程中试针沉入净浆的位置距圆模至少大于10mm；每次测定完毕需将试针擦净并将圆模放入养护箱内，测定过程中要防止圆模受振；每次测量时不能让试针落入原孔，测得结果应以两次都合格为准。

⑨实验结果计算与评定：自加水起至试针沉入净浆中距底板（4±1）mm时，所需的时间为初凝时间；至试针沉入净浆中不超过0.5mm（环形附件开始不能在净浆表面留下痕迹）时所需的时间为终凝时间；用小时（h）和分钟（min）来表示。达到初凝或终凝状态时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为达到初凝或终凝状态。

评定方法：将测定的初凝时间、终凝时间结果，与国家规范中的凝结时间相比较，可判断其合格性与否。

（5）水泥安定性检测

①测定前的准备工作，采用雷氏法，每个雷氏夹需配备质量约为75～85g的玻璃板两块。凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹表面都要稍稍涂上一薄层机油。

②水泥标准稠度净浆的制备：以标准稠度用水量加水，按前述方法制成标准稠度水泥净浆。

③雷氏夹试件的制备：将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆装满试模，装模时一只手轻轻扶持试模，另一只手用宽约10mm的小刀插捣15次左右，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试模移至湿汽养护箱内养护（24±2）h。

④调整沸煮箱内的水位，使试件能在整个沸煮过程中浸没在水里，并在煮沸的中途不需添补试验用水，同时又保证能在（30±5）min内升至沸腾。

⑤脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离（A），精确到0.5mm，接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，试件之间互不交叉，然后在（30±5）min内加热至沸，并恒沸3h±5min。

⑥沸煮结束，即放掉箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。

⑦实验结果计算与评定

测量试件指针尖端间的距离（C），记录至小数点后1位，当2个试件煮后增加距离（C-A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格，否则为不合格。当2个试件沸煮后的（C-A）超过4.0mm时，应用同一样品立即重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。

（6）水泥抗折、抗压强度检测

①脱模前的处理及养护：将试模一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前用防水墨汁或颜料对试体进行编号和做其他标记，两个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在两个以上龄期内。

②脱模：脱模应非常小心，可用塑料锤或橡皮榔头或专门的脱模器。对于24h龄期的，应在破型试验前20min内脱模；对于24h以上龄期的，应在20～24h之间脱模。

③水中养护：将做好标记的试体水平或垂直放在（20±1）℃水中养护，水平放置时刮平面应朝上，养护期间试体之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。

④强度试验：强度试验试体的龄期试体龄期是从水泥加水开始搅拌时算起的。各龄期的试块必须在表2-1-3规定的时间内进行强度试验。试体从水中取出后，在强度试验前应用湿布覆盖。

a.抗折强度试验：每龄期取出3条试体先做抗折强度试验。试验前需擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面黏着的杂物，试体放入抗折夹具内，应使侧面与圆柱接触。采用杠杆式抗折试验机试验时，试体放入前，应使杠杆成平衡状态。试体放入后调整夹具，使杠杆在试体折断时尽可能地接近平衡位置。抗折试验的加荷速度为（50±10）N/s。

b.抗压强度试验抗折强度试验后的断块应立即进行抗压试验。抗压试验须用抗压夹具进行，试体受压面为40mm×40mm。试验前应清除试体受压面与压板间的砂粒或杂物。试验时以试体的侧面作为受压面，试体的底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。压力机加荷速度为（2400±200）N/s。

（7）实验结果计算与评定

①抗折强度按下式计算，精确到0.1MPa。

R1=1.5F1L/b3

以一组3个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当3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试验结果。

②抗压强度按下式计算，精确至0.1MPa。

以一组3个棱柱体上得到的6个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果。如6个测定值中有一个超出6个平均值的±10％，就应剔出这个结果，而以剩下5个的平均数为结果；如果5个测定值中再有超过它们平均数±10％，则该组结果作废。

3.操作注意事项

（1）水泥细度检测

①筛析实验前，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负压筛析工作时，应保持水平，避免外界振动和冲击。

③实验前要检查被测样品，不得受潮、结块或混有其他杂质。

④每做完一次筛析实验，应用毛刷清理一次晒网，其方法是用毛刷在试验筛的正、反两面刷几下，清理筛余物，但每个实验后在试验筛的正反面刷的次数应相同，否则会大大影响筛析结果。

（2）水泥胶砂制备

①所有实验模具必须用湿布擦干净；

②刮平时，要先用刮刀切割10～12下，要掌握刮刀的角度。

（3）水泥标准稠度用水量

①实验室的温度注意要控制在（20±2）℃范围内；水泥试样、拌合水、仪器和用具温度要与室内温度一致；

②搅拌开始之前，要将搅拌锅和叶片用湿抹布擦拭一下，否则干燥的搅拌锅和叶片会吸收水泥净浆的水分，使检测结果偏高；

③水泥净浆装入试模后，要轻轻振动数次，让水泥浆均匀密室的充满试模。

（4）水泥凝结时间检测

①每次测定前，首先应将仪器垂直放稳，不宜在有明显振动的环境中操作；

②每次测定完毕均应将仪器工作表面擦拭干净并涂油防锈；

③滑动杆表面不应碰伤或存在锈斑。

（5）水泥安定性检测

①同一个样品的检测，所选的雷氏夹的弹性值要比较接近；

②养护必须在养护箱中养护。

（6）水泥抗折、抗压强度检测

水泥抗折、抗压强度测定时，加荷载的速度不能太快也不能太慢。

六、考核标准（表2-1-4）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-5）

续上表

实验二　钢材性能检测

一、实验目的和任务

1.熟悉钢材的技术要求。

2.掌握钢材实验仪器的性能和操作方法。

3.掌握钢材各项性能指标的基本试验技术。

4.完成建筑钢材重量偏差、尺寸偏差、屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能的检测。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。2课时完成。

二、实训预备知识

复习教材钢材力学性能等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的和任务及操作要点，并应对钢材拉伸实验和弯曲实验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-6）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-7。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）建筑钢材尺寸偏差、重量偏差的检测

为了规范建筑工程钢筋使用和加工行为，加强工程使用钢筋质量管理工作，通过电子天平、游标卡尺和钢尺测量钢材的重量、长度、内径，对建筑钢材尺寸和重量偏差进行检测

（2）建筑钢材屈服强度、抗拉强度的检测

通过万能试验机做拉伸试验，注意观察与变形之间的关系，测定建筑钢材屈服强度、抗拉强度，为检验和评定钢材的力学性能提供依据。

（3）建筑钢材伸长率的检测

通过万能试验机做拉伸试验，注意观察与变形之间的关系，测定建筑钢材伸长率，为检验和评定钢材的力学性能提供依据。

（4）建筑钢材弯曲性能的检测

通过万能试验机做冷弯试验，测定钢材弯曲性能，为检验钢材塑性和焊接质量提供依据。

2.实验操作步骤与数据处理

（1）建筑钢材尺寸偏差、重量偏差的检测

①试样制备，从不同根数钢筋上截取，数量不少于5支，每支试件长度不小于500mm，为了方便实验操作，一般取5根长度为520mm左右的钢筋试样，每根钢筋两端需打磨成与钢筋轴线垂直的平整面。

②先清理干净钢筋表面附着异物（混凝土、砂、泥等）。

③用游标卡尺测量光圆直径或带肋钢筋内径，并记录。

④将钢筋试样放置在已经归零的电子天平上（精确度至少±1％），称量总重量并记录。

⑤用钢尺逐支量取钢筋试样长度（精确到1mm），并记录。

实验结果计算与评定：

钢筋实际重量与理论重量的偏差（％）按下式计算：

重量偏差有正负值，结果为正，表示钢筋实际重量比理论重量大，结果为负，表示实际重量比理论重量小。

（2）建筑钢材屈服强度、抗拉强度的检测

①调整试验机测力度盘的指针，使对准零点，并拔动副指针，使与主指针重叠。

②将试件固定在试验机夹头内，开动试验机进行拉伸。拉伸速度为：屈服前，应力增加速度每秒钟为10MPa；屈服后，试验机活动夹头在荷载下的移动速度为不大于0.5Lc/min（不经车削试件Lc=l0+2h1）。

③拉伸中，测力度盘的指针停止转动时的恒定荷载，或不计初始瞬时效应时的最小荷载，即为求的屈服点荷载PS。

④向试件连续施荷直至拉断由测力度盘读出最大荷载，即为求的抗拉极限荷载Pb。

实验结果计算与评定：

①屈服强度按下式计

②抗拉强度按下式计算：

③当试验结果有一项不合格时，应另取双倍数量的试样重做试验，如仍有不合格项目，则该批钢材判为拉伸性能不合格。

（3）建筑钢材伸长率的检测

①试件制备。

抗拉试验用钢筋试件一般不经过车削加工，可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距（标记不应影响试样断裂），如图2-1-1所示。

②试件原始尺寸的测定。

a.测量标距长度L0，精确到0.1mm。

b.圆形试件横断面直径应在标距的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，选用三处测得的横截面积中最小值，横截面积按下式计算：

③将试件固定在试验机夹头内，开动试验机进行拉伸，直到拉断。

④将已拉断试件的两端在断裂处对齐，尽量使其轴线位于一条直线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙，则此缝隙应计入试件拉断后的标距部分长度内。

⑤如拉断处到临近标距端点的距离大于1/3L0时，可用卡尺直接量出已被拉长的标距长度L1（mm）。

⑥如拉断处到临近标距端点的距离小于或等于1/3L0时，可按下述移位法计算标距L1（mm），如图2-1-2所示。

⑦如试件在标距端点上或标距处断裂，则试验结果无效，应重新试验。

实验结果计算与评定：

①伸长率按下式计算（精确至1％）：

0式中δ10（δ5）——分别表示L0=10a和L0=5a时的伸长率；

L0——原始标距长度10a（或5a），mm；

L1——试件拉断后直接量出或按移位法确定的标距部分长度，mm（测量精确至0.1mm）。

②当试验结果有一项不合格时，应另取双倍数量的试样重做试验，如仍有不合格项目，则该批钢材判为拉伸性能不合格。

（4）建筑钢材弯曲性能的检测

①试样放置于两个支点上，将一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力，使试样弯曲到规定的角度或出现裂纹、裂缝、裂断为止。

②试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时，可一次完成试验，亦可先弯曲45°，然后放置在试验机平板之间继续施加压力，压至试样两臂平行。此时可以加与弯心直径相同尺寸的衬垫进行试验。

③当试样需要弯曲至两臂接触时，首先将试样弯曲到两臂平行，然后放置在两平板间继续施加压力，直至两臂接触为止。

④试验时应在平稳压力作用下，缓慢施加试验力。

⑤弯心直径必须符合有关标准的规定，弯心宽度必须大于试样的宽度或直径。两支辊间距离为（d+2.5a）±0.5a，并且在试验过程中不允许有变化。

⑥试验应在10～35℃下进行。在控制条件下，试验在（23±5）℃下进行。

钢筋冷弯试验的几种弯曲程度如图2-1-3所示。

实验结果计算与评定：

按以下五种试验结果评定方法进行，若无裂纹、裂缝或裂断，则评定试件合格。

①完好试件弯曲处的外表面金属基本上无肉眼可见因弯曲变形产生的缺陷时，称为完好。

②微裂纹试件弯曲外表面金属基本上出现细小裂纹，其长度不大于2mm，宽度不大于0.2mm时，称为微裂纹。

③裂纹试件弯曲外表面金属基本上出现裂纹，其长度大于2mm，而小于或等于5mm，宽度大于0.2mm，而小于或等于0.5mm时，称为裂纹。

④裂缝试件弯曲外表面金属基本上出现明显开裂，其长度大于5mm，宽度大于0.5mm时，称为裂缝。

⑤裂断试件弯曲外表面出现沿宽度贯穿的开裂，其深度超过试件厚度的1/3时，称为裂断。

注：在微裂纹、裂纹、裂缝中规定的长度和宽度，只要有一项达到某规定范围，即应按该级评定。

3.操作注意事项

（1）建筑钢材尺寸偏差、重量偏差的检测

将5支试样逐支用钢尺（500mm以上）测量长度，精确到1mm，测量试样总重量时，重量精确到不大于总重量的1％。

（2）建筑钢材屈服强度、抗拉强度的检测

①试验机、引伸计及测量工具或仪器必须由计量部门定期进行检定。

②根据估计试验中要加的最大载荷，并由此选择合适的测力量程，同时调整好自动记录装置。

③将试样安装在试验机上，开动试验机进行缓慢匀速加载。加载速度应根据材料性质和试验目的确定。

（3）建筑钢材伸长率的检测

①试验机、引伸计及测量工具或仪器必须由计量部门定期进行检定。

②根据估计试验中要加的最大载荷，并由此选择合适的测力量程，同时调整好自动记录装置。

③将试样安装在试验机上，开动试验机进行缓慢匀速加载。加载速度应根据材料性质和试验目的确定

（4）建筑钢材弯曲性能的检测

①做实验时，应清楚试样的标识（材料牌号、炉号）。

②试样的形状及尺寸。

六、考核标准（表2-1-8）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-9）

实验三　砂常规检测

一、实验目的和任务

1.熟悉砂的技术要求。

2.掌握砂常规检测所用仪器的性能和操作方法。

3.掌握砂的基本试验技术。

4.完成砂的筛分析、表观密度、堆积密度、含水率、含泥量检测。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。2课时完成。

二、实验预备知识

复习教材砂筛分析、表观密度、含泥量、堆积密度、含水率等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的、基本原理及操作要点，并应对砂常规试验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-10）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-11。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）砂筛分析实验

测定砂的颗粒级配及精细程度，为混凝土配合比设计提供依据。

（2）砂表观密度实验

通过本实验可以测定砂的表观密度值，以便于计算砂的孔隙率和密实度。

（3）砂含泥量实验

通过本实验可以测定砂的含泥量，为普通混凝土配合比设计提供原材料参数。

（4）砂堆积密度实验

通过本实验可以测定砂的堆积密度，计算材料的运输量和堆积空间。

（5）砂含水率实验

通过本实验可以测定砂的含水率，控制混凝土中用水量在规定的范围。

2.实验操作步骤

（1）砂筛分析实验

①准确称取烘干试样500g，置于按筛孔大小（大孔在上，小孔在下）顺序排列的套筛的最上一只筛（即4.75mm筛孔筛）上，将套筛装入摇筛机内固紧，筛分时间为10min左右，然后取出套筛，再按筛孔大小顺序，在清洁浅盘上逐个进行手筛，直到每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1％时为止，通过的颗粒并入下一个筛，并和下一个筛中试样一起过筛，按这样顺序进行，直到每个筛全部筛完为止。无摇筛机时，可用手筛。

②称取各筛筛余试样的量（精确至1g），所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其相差不得超过1％。

③计算分计筛余百分率、累计筛余百分率、砂的细度模数Mx（精确至0.01）。

式中　Mx——细度模数；

A1，A2，…，A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm筛的累计筛余百分率。

④根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配情况。

（2）砂表观密度实验

①称取烘干的试样300g，装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中。

②摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h左右。然后用滴管添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量。

③倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外表面洗净，再向瓶内注入与上述水温相差不超过2℃的冷开水至瓶颈刻度线。塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量。在砂的表观密度检测过程中应测量并控制水的温度。检测的各项称量可以在15～25℃的温度范围内进行。从检测加水静置的最后2h起直到检测结束，其温度相差不应超过2℃。

④砂的表观密度按下式计算，精确至10kg/m3：

式中　ρ0——砂的表观密度，kg/m3；

ρw——水的密度，1000kg/m3；

m0——干试样的质量，g；

m1——试样、水及容量瓶的总质量，g；

m2——水及容量瓶的总质量，g。

表观密度取两次试验结果的算术平均值为测定值，精确至10kg/m3；如两次试验结果之差大于20kg/m3，须重新试验。

（3）砂含泥量实验项目

①称取500g干试样，将试样倒入淘洗容器中，注入清水，经过充分搅拌后，浸泡2h，用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离，把浑水缓缓倒入1.18mm及75μm的套筛中上，滤去小于75μm的颗粒。经过两次清洗，充分洗掉小于75μm的颗粒，直到目测水清澈为止，将清洁的砂倒入搪瓷盆中，放入烘箱下烘干到恒重，等冷却称出其质量，精确到0.1g。

②含泥量按下式计算：

式中　Qa——含泥量；

G0——试验前烘干试样的质量，g；

G1——试验后烘干试样的质量，g；

含泥量取两个试样的试验结果算术平均值作为测定值。

（4）砂堆积密度实验

①取试样一份，用漏斗或铝制料勺，将砂徐徐装入容量筒（漏斗出料口或料勺距容量筒筒口应为50mm）直到试样装满并超出容量筒筒口。然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平。

②堆积密度按下式计算：

式中　m1——容量筒的质量，kg；

m2——容量筒和砂总质量，kg；

V——容量筒容积，L。

③空隙率按下式计算（精确至1％）：

以两次检测结果的算术平均值作为测定值。

（5）砂含水率实验

①将自然潮湿状态下的试样用四分法缩分至1100g，拌匀后分为大致相等的两份备用。

②称取一份试样的质量为m1，精确至0.1g。将试样倒入已知质量的烧杯中，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至恒质量。待冷却至室温后，再称出其质量m2，精确至0.1g。

③砂的含水率按下式计算，精确至0.1g：

式中　W含——含水率；

m1——烘干前试样的质量，g；

m2——烘干后试样的质量，g。

以两次检测结果的算术平均值作为试验结果，精确至0.1g。如两次结果之差大于0.2％时，应重新试验。

3.操作注意事项

（1）砂筛分析实验：方孔筛必须按照从大到小从上到下的顺序放置，不能弄乱。

（2）砂表观密度实验：

①加砂后应将黏在容量瓶颈内壁冲洗进容量瓶。

②水+砂+瓶和水+砂两次称量注意瓶塞。

③赶气泡时间尽量延长，5min以上。

（3）砂含泥量实验：注意清洗彻底。

（4）砂堆积密度实验“注意不要震动容量筒。

（5）砂含水率实验“注意取样应采用四分法缩分。

六、考核标准（表2-1-12）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-13）

实验四　石常规检测

一、实验目的和任务

1.熟悉石的技术要求。

2.掌握石常规检测所用仪器的性能和操作方法。

3.掌握石的基本试验技术。

4.完成石表观密度、堆积密度、含水率、石筛分析、针片状颗粒含量、含泥量检测。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。2课时完成。

二、实训预备知识

复习教材石筛分析、表观密度、含泥量、堆积密度、含水率、针片状颗粒含量等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的、基本原理及操作要点，并应对石常规试验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-14）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-15。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）石表观密度实验

通过本实验可以测定石的表观密度，以便于计算石的孔隙率和密实度。

（2）石堆积密度实验

通过本实验可以测定石的堆积密度，计算材料的运输量和堆积空间。

（3）石含水率实验项目

通过本实验可以测定碎石或卵石的含水率，控制混凝土中用水量在规定的范围。

（4）石筛分析实验项目

通过实验测定碎石或卵石的颗粒级配，以便于选择优质粗集料，达到节约水泥和改善混凝土性能的目的。

（5）石针片状颗粒含量实验项目

测定碎石或卵石中粒径≥4.75mm的针状和片状颗粒的总含量，评定石料质量。

（6）石含泥量实验

通过本实验可以测定石的含泥量，为普通混凝土配合比设计提供原材料参数。

2.实验操作步骤

（1）石表观密度实验

①按规定的数量称取试样，具体要求见表2-1-16。

②将试样浸水饱和，然后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。

③气泡排尽后，向瓶中添加饮用水直至水面凸出瓶口边缘，然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称试样、水、瓶和玻璃片总质量m1。

④将瓶中的试样倒入浅盘中，放在105℃的烘箱中烘干至恒重。取出，放在带盖的容器中冷却至室温后称其质量m0。

⑤将瓶洗净，重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后称其质量m2。

⑥石子的表观密度石子的表观密度按下式计算，精确至10kg/m3。

式中　ρ0——石子的表观密度，kg/m3；

ρw——水的密度，1000kg/m3；

m0——烘干试样的质量，g；

m1——试样、水、瓶及玻璃片的总质量，g；

m2——水、瓶及玻璃片的总质量，g。

⑦表观密度取两次试验结果的算术平均值为测定值，精确至10kg/m3；如两次试验结果之差大于20kg/m3，须重新试验。

（2）石堆积密度实验项目

①取试样一份，置于平整干净的地板（或钢板）上，用平头铁锹铲起试样，使石子自由落入容量筒内。此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm左右。装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒共重m2。

②堆积密度按下式计算

式中　m1——容量筒的质量，kg；

m2——容量筒和石总质量，kg；

V——容量筒容积，L。

（3）石含水率实验项目

①按规定方法取样，并将试样缩分至约4.0kg，拌匀后分为大致相等的两份备用。

②称取一份试样的质量为m1，精确至1g，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至恒质量。待冷却至室温后，再称出其质量m2，精确至1g。

③含水率按下式计算，精确至0.1％

式中　W含——含水率；

m1——烘干前试样的质量，g；

m2——烘干后试样的质量，g。

（4）石筛分析实验

①将试样按筛孔大小顺序过筛，当每号筛上筛余层的厚度大于试样的最大粒径值时，应将该号筛上的筛余分成两份，再次进行筛分，直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的0.1％。

②称取各筛筛余的质量，精确至试样总质量的0.1％。在筛上的所有分计筛余量和筛底剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比，其相差不得超过。

③计算分计筛余百分率，各筛上的筛余量除以试样总质量的百分数（精确至0.1％）。

④计算累计筛余百分率，该筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各号筛上的分计筛余百分率之和（精确至0.1％）。

⑤根据各筛的累计筛余百分率，确定该试样的最大粒径，并评定该试样的颗粒级配。

（5）石针片状颗粒含量实验

①按规定方法取样，并将试样缩分至略大于规定数量，烘干或风干后备用。

②称取一份试样，精确至1g，按规定进行筛分。

③按规定粒级分别用规准仪逐粒检验，凡颗粒长度大于针状规准仪上相应间距者，为针状颗粒；颗粒厚度小于片状规准仪上相应孔宽者，为片状颗粒。称出其质量，精确至1g。

④石子粒径大于37.5mm的碎石或卵石可用卡尺检验针片状颗粒。

⑤称出由各粒级排出的针状颗粒和片状颗粒的总质量。

⑥针片状颗粒含量按下式计算，精确至1g。

式中　QC——针片状颗粒含量，％；

G2——试样的质量，g；

G1——试样中所含针片状颗粒的总质量，g。

（6）石含泥量实验

①将按规定方法抽取的试样缩分至规定数量，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至恒质量。待冷却至室温后，分为大致相等的两份备用。

②称取规定数量的试样，将试样倒入淘洗容器中，注入清水，经过充分搅拌后，浸泡2h，用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离，把浑水缓缓倒入1.18mm及75μm的套筛中上，滤去小于75μm的颗粒。

③重复一次操作，直到目测水清澈为止，用水淋洗剩余在筛上的细粒，并将75μm的套筛放在水中，充分洗掉小于75μm的颗粒。

④将两只筛上的筛余的颗粒和清洗容器中已经洗净的试样一并倒入搪瓷盆中，放入烘箱下烘干到恒重，等冷却称出其质量，精确到1g。

⑤含泥量按下式计算：

式中　Qa——含泥量，％；

G1——试验前烘干试样的质量，g；

G2——试验后烘干试样的质量，g。

3.操作注意事项

（1）石表观密度实验

以两次检测结果的算术平均值作为测定值，如两次结果之差大于0.02时，应重取样进行检测。

（2）石堆积密度实验

以两次检测结果的算术平均值作为测定值。

（3）石含水率实验

以两次检测结果的算术平均值作为试验结果，精确至0.1％。

（4）石筛分析实验

方孔筛必须按照从大到小从上到下顺序放置，不能弄乱。

（5）石针片状颗粒含量实验

必须按照规定方法取规定数量的试样。

（6）石含泥量实验

以两次检测结果的算术平均值作为试验结果，精确至0.1％。

六、考核标准（表2-1-17）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-18）

续上表

实验五　混凝土性能检测

一、实验目的和任务

1.熟悉混凝土材料的技术要求。

2.掌握混凝土材料实验仪器的性能和操作方法。

3.掌握混凝土各项性能指标的试验技术。

4.完成混凝土拌合物的制备、检测混凝土拌合物和易性、表观密度、制作混凝土拌合物强度试件、检测混凝土抗压强度。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。4课时完成。

二、实验预备知识

复习教材混凝土材料组成、和易性、强度等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的、基本原理及操作要点，并应对混凝土实验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-19）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-20。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）混凝土拌合物的制备

采用模拟施工条件下所有混凝土原材料进行机械，为检测混凝土和易性和强度检测提供试件。

（2）混凝土拌合物和易性检测

检测采用坍落度法，确定混凝土拌合物和易性是否满足施工要求，此法适用于骨粒最大粒径不大于10mm，坍落度值不小于40mm的混凝土拌合物。

（3）混凝土拌合物表观密度检测

测定混凝土拌合物捣实后单位体积的质量，以修正和核实混凝土配合比计算中的材料用量。

（4）混凝土拌合物强度试件的成型

将和易性满足要求的混凝土试件装入混凝土试模，按标准养护，为进行混凝土强度检测作准备。

（5）混凝土抗压强度检测

混凝土标准养护28d后，为控制混凝土工程或构件质量均应做混凝土立方体抗压强度试验。

2.实验操作步骤

（1）混凝土拌合物的制备

①预拌，拌前先先用少量水泥砂浆进行涮膛，然后倒出多余砂浆。

②拌和，向搅拌机内依次加入石子、砂子、水泥，开动搅拌机，在拌和过程中徐徐加水，搅动2～3min。

③将拌和物从搅拌机中卸出，倒在拌和钢板上，人工翻拌1～2min。

（2）混凝土拌合物和易性检测

①润湿坍落度筒及其用具，将筒放在铁板上，然后用脚踩紧两边的脚踏板。

②把拌和好的混凝土拌合物用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次，插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣二层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。

③浇灌顶层时，混凝土拌合物应高出筒口。插捣过程中，如拌合物沉落到低于筒口，则应随时添加，当顶层捣完毕后，刮出多余的拌合物，并用抹刀抹平。

④清除筒边底板上的拌合料后，垂直平稳地提起坍落度筒。从装料到提起坍落度筒整个过程应在150s内完成。

⑤提起坍落度筒后，量测筒顶与坍落后混凝土拌合物最高点之间的垂直距离（以mm计，精确至1mm），即为该混凝土拌合物的坍落度值。

⑥坍落度筒提起后，如混凝土拌合物发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌合物和易性不好，应记录。

⑦观察坍落后的混凝土拌合物的黏聚性。黏聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土拌合物锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好；如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。

⑧观察坍落后的混凝土拌合物的保水性，保水性以混凝土拌合物中稀浆析出的程度来评定。坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好，如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。试验结果记入表中。

（3）混凝土拌合物表观密度检测

①用湿布将金属容量筒内外擦干净，称筒质量m1，精确至50g。

②装料及捣实方法：当混凝土拌合物坍落度不大于70mm时，宜用振动台振实，当坍落度大于70mm时，可用捣棒捣实。

采用捣棒捣实时，按容量筒大小决定分层与插捣次数，用5L容量筒时，混凝土拌合物应分两层装入，每层插捣25次。用大于5L的容量筒时，每层混凝土的高度不应大于100mm，每层插捣次数应按每10000mm2截面不小于12次计算。各次插捣应由边缘向中心均匀地插捣，每层捣完后，用橡皮锤轻轻沿外壁敲打5～10次。

③用刮尺齐筒口将多余拌合物刮去，将容量筒外壁擦净，称出混凝土拌合物与容量筒总质量m2，精确至50g。

④混凝土拌合物表观密度ρ0h按下式计算：

式中　m1——容量筒质量，kg；

m2——容量筒及试样总质量，kg；

V0——容量筒容积，L。

（4）混凝土拌合物强度试件的成型

①制作试件前应检查试模，拧紧螺栓并清刷干净，在其内壁涂上一薄层矿物油脂。一般以3个试件为一组。

②坍落度大于70mm的混凝土拌和物采用人工捣实成型。将搅拌好的混凝土拌和物分两层装入试模，每层装料的厚度大约相同。插捣时用钢制捣棒按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。插捣底层时，捣棒应达到试模底面；插捣上层时，捣棒应贯穿下层深度约20～30mm。并用镘刀沿试模内侧插捣数次。每层的插捣次数应根据试件的截面而定，一般为每100cm2截面积不应少于12次。捣实后，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。

③坍落度小于70mm的混凝土拌和物采用振动台成型。将搅拌好的混凝土拌和物一次装入试模，装料时用镘刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌和物稍有富余，然后将试模放到振动台上，振动时应防止试模在振动台上自由跳动，直至混凝土表面出浆为止，刮去多余的混凝土，并用镘刀抹平。

（5）混凝土抗压强度检测

①试件从养护地点取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著变化。

②先将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确到1mm，并据此计算试件的承压面积。

③将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准。开动试验机，当上板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。

④混凝土强度等级低于C30时，其加荷速度为0.3～0.5MPa/s；若混凝土强度等级高于C30小于C60时，则为0.5～0.8MPa/s；强度等级高于C60时，则为0.8～1.0MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直到试件破坏，并记录破坏荷载。

⑤混凝土立方体试件抗压强度按下式计算，精确至0.1MPa。

式中　fcu——混凝土立方体试件的抗压强度值，MPa；

P——试件破坏荷载，N；

A——试件承压面积，mm2。

⑥以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。如3个测值中最大值或最小值中有1个与中间值的差值超过中间值的15％时，则把最大或最小值舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果作废。

3.操作注意事项

（1）混凝土拌合物的制备

涮膛所用砂浆的水灰比及砂灰比，应与正式的混凝土按配合比相同。

（2）混凝土拌合物和易性检测。

①每往坍落度筒中加入混凝土时均需按要求进行振捣密实。

②提升坍落度筒的过程中始终保持垂直平稳。

③混凝土拌合物的坍落度值，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。

（3）混凝土拌合物表观密度检测

①混凝土必须振捣密实。

②刮下混凝土时，容量筒壁要刮干净。

（4）混凝土拌合物强度试件的成型

①采用振动台振实，不得过振。

②试模刷油时不能过多也不能过少，太多会影响强度，太少会影响拆模；

（5）混凝土抗压强度检测

施加荷载时要均匀加载。

六、考核标准（表2-1-21）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-22、表2-1-23）

续上表

续上表

实验六　砂浆性能检测

一、实验目的与任务

1.熟悉砂浆材料的技术要求。

2.掌握砂浆材料实验仪器的性能和操作方法。

3.掌握砂浆各项性能指标的基本试验技术。

4.完成砂浆拌合物制备、砂浆表观密度、稠度、保水性检测，砂浆试件的成型制作、抗压强度检测。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。4课时完成。

二、实验预备知识

复习教材砂浆材料组成、和易性、强度等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的、基本原理及操作要点，并应对砂浆实验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-24）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，方便实验操作，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排表见表2-1-25

五、实验项目简介、实验步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）砂浆拌合物的制备

采用模拟施工条件下所有砂浆原材料进行人工搅拌，为检测砂浆保水性、稠度、强度检测提供试件。

（2）砂浆稠度检测

通过稠度检测，可以测得达到设计稠度时的加水量，或在施工期间控制稠度以保证施工质量。

（3）砂浆保水性检测

测定砂浆的保水性，并依此判断砂浆在运输、停放及使用时的保水能力，从而控制砂浆的工作性及砌体的质量。

（4）砂浆表观密度检测

测定砂浆拌合物捣实后单位体积的质量，以修正和核实砂浆配合比计算中的材料用量。

（5）砂浆强度试件的成型

将保水性、稠度满足要求的砂浆试件装入砂浆试模，按标准养护后，进行砂浆强度检测。

（6）砂浆抗压强度检测

检验砂浆的实际强度，依此确定砂浆的强度等级，并判断是否达到设计要求。

2.实验步骤指导

（1）砂浆拌合物的制备

将称量好的砂子倒在拌板上，然后加入水泥，用拌铲拌和至混合物颜色均匀为止；将拌匀的混合物集中成圆锥形，在堆上作一凹坑，将称好的石灰膏或黏土膏倒入坑凹中，再加入适量的水将石灰膏或黏土膏稀释，然后与水泥、砂共同拌和，并用量筒逐次加水，仔细拌和，直至拌和物色泽一致。水泥砂浆每翻拌一次，需用铁铲将全部砂浆压切一次，拌和时间一般需要5min；观察拌和物颜色，要求拌和物色泽一致，和易性符合要求即可。

（2）砂浆稠度检测

①将拌好的砂浆装入圆锥筒内，一次性装至筒口下约10mm，用捣棒插捣25次，然后轻轻敲击5～6下，使之表面平整。

②再移置于砂浆稠度仪台座上，放松固定螺丝，使圆锥体的尖端和砂浆表面接触，并对准中心，拧紧固定螺丝。将齿条测杆的下端与滑杆的上端接触，并将刻度盘指针对准零点。

③拧开制动螺丝，使圆锥体自由沉人砂浆中，同时计时，待10s时立即拧紧制动螺丝，并将齿条测杆的下端接触滑杆的上端，从刻度盘上读出下沉的深度，即为砂浆的稠度值，精确至1mm。

④以两次测定结果的算术平均值作为砂浆稠度的最终试验结果，并精确至1mm。如两次测定值之差大于10mm，则应另取砂浆拌和后重新测定。

（3）砂浆保水性检测

①将拌和好的砂浆拌和物按砂浆稠度试验方法测出砂浆稠度值K1，精确至1mm。

②将砂浆拌和物重新拌匀，一次装满分层度测定仪，并用木槌在容器周围距离大致相等的四个不同地地方轻轻敲击，1～2下，用抹刀抹平。

③静置30min后，去掉上层200mm砂浆，然后取出底层100mm砂浆重新拌合均匀，再测定砂浆稠度值是K2（mm），精确至1mm。

④两次砂浆稠度值的差值（K1-K2），即为砂浆的分层度。

（4）砂浆表观密度检测

①应先采用湿布擦净容量筒的内表面，再称量容量筒质量m1，精确至5g。

②当砂浆稠度大于50mm时，宜采用人工插捣法。

③将砂浆拌合物一次装满容器筒，稍有富余，用捣棒由边缘向中心均匀地插捣25次，当插捣过程中砂浆沉落到低于筒口时，应随时添加砂浆，再用木锤沿容器外壁敲击5～6下。

④捣实或振动后，应将同口多余的砂浆拌合物刮去，使砂浆表面平整，然后将容器筒外壁擦净，称出砂浆与容器筒总质量m2，精确至5g。

⑤计算：

式中　ρ——砂浆拌合物的表观密度，kg/m；

m2——容量筒质量，kg；

m1——容量筒及试样质量，kg；

V——容量筒容积，L；

取两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至10kg/m。

（5）砂浆强度试件的成型

①试件用带底试模制作，每组试件为3块，试模内壁应涂刷薄层机油。

②砂浆拌好后一次装满试模内，用直径10mm，长350mm的钢筋捣棒（其一端呈半球形）均匀插捣25次，然后在四侧用镘刀沿试模壁插捣数次，砂浆应高出试模顶面6～8mm。

③当砂浆表面开始出现麻斑状态时（约15～30min）将高出部分的砂浆沿试模顶面刮去抹平。

（6）砂浆抗压强度检测

①试验前，应将试件表面刷净擦干，测量尺寸，并检查其外观。试件尺寸测量精确至1mm，并据此计算试件的承压面积。

②将试件安放在试验机的下压板或下垫板上，以试件的侧面作受压面进行抗压强度试验。

③单个砂浆试件的抗压强度按下式计算（精确至0.1MPa）：

fm=F/A

式中　fm——单个砂浆试件的抗压强度，MPa；

F——破坏荷载，N；

A——试件的受力面积，mm2。

④每组试件为6块，取6个试件试验结果的算术平均值（计算精确至0.1MPa）作为该组砂浆试件的抗压强度。当6个试件中的最大值或最小值与平均值的差超过20％时，以中间4个试件的平均值作为该组试件的抗压强度值。

作为该组试件的抗压强度值。

3.注意事项

（1）砂浆拌合物的制备

注意加料的顺序：砂→水泥→水。

（2）砂浆稠度检测

①砂浆不能装满容器。

②仪器使用前刻度盘要归零。

③圆锥筒内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样测定。

（3）砂浆保水性检测

以两次测定结果的算术平均值作为砂浆分层度测定结果，如两次测定值之差大于10mm，应重新配砂浆测定。

（4）砂浆表观密度检测

容量筒使用前按以下方法校正。

a.选择一块能覆盖住容量顶面的玻璃板，称出玻璃板和容量筒质量。

b.向容量筒中灌入温度为（20±5）℃的饮用水，灌到接近上口时，一边不断加水，一边把玻璃板沿筒口徐徐推入盖严。玻璃板下不得存在气泡。

c.擦净玻璃板面及筒壁外的水分，称量容器筒、水和玻璃板质量（精确至5g）。两次质量之差（以kg计）即为容器筒的容积（L）。

（5）砂浆强度试件的成型

试验室拌制砂浆时，材料用量应以质量计量。称量的精确度：水泥、±0.5％；砂为±1％。

（6）砂浆抗压强度检测

①试件的承压面应与成型时的顶面垂直。

②试验时，加荷速度必须均匀，加荷速度为0.5～1.5kN/s。

六、考核标准（表2-1-26）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件

1.砂浆配合比选定报告（标准代号：Q/CR9205—2015）（表2-1-27）

2.砂浆检查试件抗压强度试验报告（标准代号：Q/CR9205—2015）（表2-1-28）

实验七　沥青材料性能检测

一、实验目的和任务

1.熟悉沥青材料的技术要求。

2.掌握沥青材料实验仪器的性能和操作方法。

3.掌握沥青材料各项性能指标的基本试验技术。

4.完成沥青针入度、延度、软化点测定。

要求每位同学根据实验指导书在老师的指导下独立、全面、规范地完成实验，并填好实验报告，做好记录；按要求处理数据，得出正确结论。2课时完成。

二、实训预备知识

复习教材沥青针入度、延度、软化点等有关知识，认真阅读材料实验指导书，明确试验目的、基本原理及操作要点，并应对沥青实验所用的仪器、设备、材料有基本了解。

三、主要仪器设备（表2-1-29）

四、实验组织管理

课前、课后点名考勤；实验以小组为单位进行，每个小组人员为10～12人；仪器、设备使用完后要清洗干净，物归原位，借用、归还要登记；着装整齐，女生不得穿裙子；不迟到不早退，积极参与实验。使用教材名称：《土木工程材料与实训》。实验进程安排见表2-1-30。

五、实验项目简介、操作步骤指导与注意事项

1.实验项目简介

（1）沥青针入度性能检测

针入度是表示沥青黏性的指标，根据它来确定石油沥青的牌号。

（2）沥青延度性能检测

延伸度是表示石油沥青塑性的指标，它也是评定石油沥青牌号的指标之一。

（3）沥青软化点性能检测

软化点是表示石油沥青温度敏感性的指标，也是评定石油沥青牌号的指标之一。

2.实验操作步骤

（1）沥青针入度实验

①调平针入度仪三脚底座。

②将盛样皿从恒温水浴取出，移入严格控制温度为（25±0.1）℃的保温皿中，试样表面水层厚应不小于10mm。

③将保温皿置于底座上的圆形平台上。调节标准针，使针尖正好与试样表面接触。拉下活杆，使其下端与连杆顶端接触。并将指针指到刻度盘上的“0”位上或记录初始值。

④压下按钮，同时启动秒表。标准针自由落下穿入试样达5s时，立刻放松按钮，使标准针停止下落。

⑤拉下活杆与连杆顶端接触。记录刻度盘上所指数值（或与初始读值之差），准确至0.1mm，即为试样的针入度值。

⑥同一试样进行平行测定不少于三次。每次重复测定之前，应将标准针用浸有煤油、苯或汽油的布擦净，再用干布擦干。

⑦以同一试样的三次测定值的算术平均值为该试样的针入度值。

（2）沥青延度实验

①将试样连同试模及玻璃板（或金属板）浸入恒温水浴或延度仪水槽中，水温保持（25±0.5）℃，沥青试件上表面水层高度不低于25mm。

②待试件在水槽中恒温1h后，便将试模自玻璃上取下，将端模顶端小孔，分别套在延度仪的支板与滑板的销钉上，取下两侧模。

③开动电动机，观察沥青受拉伸情况。若沥青与水的密度相差较大时（观察拉伸后沥青丝在水中沉浮情况即可确定密度相差的大小），可加入酒精或食盐调整水的密度，使沥青丝保持水平。

④试件被拉断时，指针在标尺上所指示的数值（以cm表示），即为试样的延度。

⑤取三个试件平行检测的算术平均值作为检测结果。

（3）沥青软化点实验

①将铜环水平放置在架子的小孔上，中间孔穿入温度计。将架子置于烧杯中。

②烧杯中装（5±0.5）℃的水。如果预计软化点较高，在80℃以上时，可装入（32±1）℃的甘油。装入水或甘油的高度应与架子上的标记相平。经30min后，在铜环中沥青试样的中心各放置一枚重的钢球。

③将烧杯移至放有石棉网的电炉上加热，开始加热3分钟后升温速度应保持（5±0.5）℃/min，随着温度的不断升高，环内的沥青因软化而下坠，当沥青裹着钢球下坠到底板时，此时的温度即为沥青的软化点。

④每个试样至少检测两个试件，取两个试件软化点的算术平均值作为检测结果。

3.操作注意事项

（1）沥青针入度实验

①测定期间要随时检查保温皿内水温，使其恒定。

②各次测点距离及测点与试样边缘之间的距离应不小于10mm。

③测定针入度大于200的沥青试样时，至少用3支标准针，每次试验后将针留在试样中，直至3次平行试验完成后，才能半标准针取出。

④三次读值中的最大与最小值之差，当针入度低于50时，不大于2；针入度为50～149时，不应大于4度；针入度为150～249时，不应大于12；针入度为250～500时，不应大于20。

（2）沥青延度实验

①沥青试模的底板和两个侧模的内侧要涂油，端模不涂油。

②检查延度仪滑板移动速度（5cm/min），并使指针指向零点。

③水温保持（25±0.5）℃。

（3）沥青软化点实验

①如升温速度超出规定时，检测结果即作废。

②两个试件测定结果的差值不得大于1℃（软化点≥80℃的，不得大于2℃）。

六、考核标准（表2-1-31）

七、实验报告

实验报告统一采用《柳州铁道职业技术学院实验报告》标准印刷版，其中第五项：实验记录（数据、图表、结论等）及数据处理按附件格式填写，其他项目按报告的要求填写。

八、附件（表2-1-32）