建筑材料实验教案

《建筑材料实验》实验指导书适用专业：应用化学闽江学院化工系年月1前言建筑材料实验是重要的实践性学习环节，是课堂教学的延续和提高，丰富建筑材料的理论知识。根据教学内容选材，结合企业生产一线，开展建材常规实验内容，也可进行新型建筑材料的开发。通过实验预期达到三个目的：1、熟悉、验证、巩固所学的理论知识；2、了解所使用的仪器设备，掌握所学建筑材料的实验方法；3、可让学生更深刻地掌握各种材料的技术性能，对常用的材料具有独立进行质量检验的能力。在实验中培养提出问题、分析问题、解决问题的能力、提高学生独立思考和分析解决实际问题的能力、培养学生团结合作、吃苦耐劳精神与良好的职业素质。增强实际动手能力，毕业时达到该专业应有的水平和素质。2目录1、实验一密度实验（李氏密度瓶法）························································32、实验二水泥细度测定（GB1345-1991）···················································53、实验三水泥用水量、凝结时间测定（GB/T1346-20001）·····························74、实验四水泥安定性的测定（GB/T1346-20001）······································95、实验五砂料筛分实验、视密度实验、堆积密度实验（GB/T1468-2001）········113实验一密度实验实验学时：3实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）1．实验目的材料的密度是指在绝对密实状态下单位体积的质量。利用密度可计算材料的孔隙率和密实度。孔隙率的大小会影响到材料的吸水率、强度、抗冻性及耐久性等。2．主要仪器设备（1）李氏瓶（2）天平（3）筛子（4）鼓风烘箱（5）量筒、干燥器、温度计等。3．试样制备将试样研碎，使之全部磨细能通过0.25mm筛孔的试样，放到105～110℃的烘箱中，烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温。4．实验步骤（1）在李氏瓶中注入与水泥试样不起反应的液体至凸颈下部（0~1刻度），记下刻度数0V（cm3）。将李氏瓶放在盛水的容器中，在实验过程中保持水温为20℃。（2）用天平称取60～90g试样，用漏斗和小勺小心地将试样慢慢送到李氏瓶内（不能大量倾倒，防止在李氏瓶喉部发生堵塞），直至液面上升至接近20cm3为止。再称取未注入瓶内剩余试样的质量，计算出送入瓶中试样的质量m（g）。（3）用瓶内的液体将粘附在瓶颈和瓶壁的试样洗入瓶内液体中，转动李氏瓶使液体中的气泡排出，记下液面刻度1V（cm3）。（4）将注入试样后的李氏瓶中的液面读数1V，减去未注入前的读数0V，得到试样的密实体积V（cm3）。5．实验结果计算材料的密度按下式计算（精确至小数后第二位）：Vm式中——材料的密度（g/cm3）；m——装入瓶中试样的质量（g）；V——装入瓶中试样的绝对体积（cm3）。4按规定，密度实验用两个试样平行进行，以其计算结果的算术平均值最后结果，但两个结果之差不应超过0.02cm3。注：煤油要进行过滤回收。5实验二水泥细度测定（筛析法）实验学时：3实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）1．实验目的通过实验来检验水泥的粗细程度，作为评定水泥质量的依据之一；掌握GB/T1345—2005《水泥细度检验方法（80um筛筛析法）》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。2．主要仪器设备（1）实验筛（2）负压筛析仪（3）水筛架和喷头（4）天平4．实验步骤（1）负压筛法。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）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筛盖上，可轻轻地敲击，使试样落下。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。（2）水筛法1）筛析实验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转。喷头底面和筛网之间的距离为35～75㎜。2）称取试样50g，置于洁净的水筛中，立即用洁净的水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为（0.05±0.02）Mpa的喷头连续冲洗3min。3）筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后小心将水倾出，烘干并用天平称量筛余物。（3）手工干筛法在没有负压筛析和水筛的情况下，允许用手工干筛法测定，操作方法如下：1）称取水泥试样50g倒入干筛内。2）用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度约120次/min，每40次向同一方向转动60°，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.05g为止。63）称最筛余物。5．实验结果计算水泥细度按试样筛余百分数（精确至0.1%）计算。%100WRFs式中F——水泥试样的筛余百分数（%）；sR——水泥筛余物的质量（g）；W——水泥试样的质量（g）。7实验三水泥标准稠度用水量、凝结时间的测定实验实验学时：3实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）1．实验目的掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥标准稠度用水量》的测试方法。测定水泥达到初凝和终凝所需的时间（凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需时间表示），用以评定水泥的质量。掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥凝结时间》的测试方法，正确使用仪器设备。2．主要仪器设备（1）水泥净浆搅拌机（2）标准法维卡仪（3）天平（4）量筒（3）湿气养护箱3．实验方法及步骤1.水泥标准稠度用水量的测定标准法1）实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。实验结果计算标准法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。8%100水泥用量拌和用水量P2.水泥凝结时间的测定（1）实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。实验结果的确定与评定（1）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。（2）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。9实验四水泥安定性的测定实验实验学时：3实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）1．实验目的安定性是指水泥硬化后体积变化的均匀性情况。通过实验可掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥安定性》的测试方法，正确评定水泥的体积安定性。安定性的测定方法有雷氏法和试饼法，有争议时以雷氏法为准。2．主要仪器设备（1）沸煮箱（2）雷氏夹（3）雷氏夹膨胀值测定仪（4）其他同标准稠度用水量实验。3．实验方法及步骤（1）测定前的准备工作若采用饼法时，一个样品需要准备两块约100mm×100mm的玻璃板；若采用雷氏法，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）成型方法1）试饼成型将制好的净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板，并用湿布擦过的小刀由边缘向中间抹动，做成直径为70-80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，然后将试饼放入湿汽养护箱内养护（24±2）h。2）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）沸煮1）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实验用水，同时又保证能在（30±5）min内升至沸腾。102）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。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（5）实验结果的判别1）饼法判别目测试饼未发现裂缝，用直尺检查也没有弯曲时，则水泥的安定性合格，反之为不合格。若两个判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。2）雷氏夹法判别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（AC）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（AC）超过4.0mm时，应用同一样品立即重做一次实验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。11实验五砂料实验实验学时：4实验类型：（验证、综合、设计）实验要求：（必修、选修）一、筛分析实验1．实验目的通过实验测定砂的颗粒级配，计算砂的细度模数，评定砂的粗细程度；掌握GB/T14684—2001《建筑用砂》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟