混凝土实验指导书.docx
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混凝土实验指导书
实验一、砂的性能试验
一、实验意义和目的
粒径在0.16～5mm之间的骨料为细骨料（砂）。
一般采用天然砂，它是岩石风化后所形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物，一般有河砂、海砂及山砂。
砂是配制混凝土的主要原料之一，掌握砂的相关性质，对配制合理的混凝土具有重要的意义。
通过实验使学生掌握测定混凝土用砂技术的方法、熟悉有关规范、根据实验数据能够做出能否用其配制混凝土以及配制后对混凝土所能产生的技术、经济效果的判断；取得配制混凝土所需的骨料实验数据。
二、实验原理
砂的颗粒级配，即表示砂大小颗粒的搭配情况。
砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗纱、中砂与细纱之分。
在配制混凝土时，这两个因素（砂的颗粒级配和砂的粗细程度）应同时考虑。
控制砂的颗粒级配和粗细程度有很大的技术经济意义，它们是评定砂质量的重要指标。
用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。
砂的近似密度，堆积密度及含水率是其基本性质指标，同时也是配制混凝土所需的的重要指标。
三、实验装置和仪器
试验筛、托盘天平、烘箱、容量瓶、台秤、磅秤
四、实验内容和方法
（一）取样方法及数量
振动筛
细集料的取样应按批进行，每批总量不宜超过400m3或600t。
在料堆取样时，取样部位应均匀分布。
取样前应将取样部位表层铲除，然后由各部位抽取大致相等的试样共8份，组成一组试样。
进行各项试验的每组试样应不小于表1规定的最少取样量。
表1试样的最少取样量
集料种类项目
细集料（g）
粗集料（kg）
集料最大粒径（mm）
10.0
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
63.0
80.0
筛分析
4400
10
15
20
30
30
40
60
80
试验时需按四分法分别缩取各项试验所需的数量，其步骤是：
将每组试样在自然状态下于平板上拌匀，并堆成厚度约为2cm的圆饼，在饼上划两垂直直线把饼分成大致相等的四份，取其对角的两份重新照上述四分法缩取，直至缩分后试样量略多于该项试验所需的量为止。
试样缩分也可用分料器进行。
（二）集料筛分析试验
用于筛分析的试样应先筛除大于10mm颗粒，并记录其筛余百分率。
如试样含泥量超过5%，应先用水洗。
然后将试样充分拌匀，用四分法缩分至每份不少于550g的试样两份，在105±5℃下烘干至恒重，冷却至室温后备用。
准确称取烘干试样500g，置于按筛孔大小顺序排列的套筛最上一只筛上，将套筛装入筛机摇筛约10min（无摇筛机可采用手摇）。
然后取下套筛，按孔径大小顺序逐个在清洁的浅盘上进行手筛，直至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号筛中一起过筛。
按此顺序进行，至各号筛全部筛完为止。
试样在各号筛上的筛余量均不得超过下式的量：
质量仲裁时，
生产控制检验时，
式中
mr—筛余量，g
D—筛孔尺寸，mm
A—筛的面积，mm2
称量各号筛筛余试样的质量，精确至1g。
所有各号筛的筛余试样质量和底盘中剩余试样质量的总和与筛余前的试样总质量相比，其差值不得超过1%。
否则应将该筛余试样分成两份，再次进行筛分，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。
计算试验结果
分计筛余百分率 各号筛的筛余量除以试样总质量的百分率（精确至0.1%）。
累计筛余百分率 该号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总和（精确至0.1%）。
根据各筛的累计筛余百分率，绘制筛分曲线，评定颗粒级配。
计算细度模数μf（精确至0.01）。
式中A1～A6依次为筛孔直径5.00～16.0mm筛上累计筛余百分率。
筛分析试验应采用两个试样进行平行试验，并以其试验结果的算术平均值作为测定值。
如两次试验所得细度模数之差大于0.20，应重新进行试验。
（三）集料表观密度试验
1．试样制备将缩分至约650g的试样在105土5℃烘箱中烘至恒重，并在干燥器中冷却至室温后分成两份试样备用。
2．称取烘干试样300g（m0），装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中，摇动容量瓶，使试样充分搅动以排除气泡。
塞紧瓶塞。
3．静置24h后打开瓶塞，用滴管添水使水面与瓶颈刻线平齐。
塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其重量（m1）。
4．倒出容量瓶中的水和试样，清洗瓶内外，再注入与上项水温相差不超过2℃的冷开水至瓶颈刻线。
塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量（m2）。
5．试验过程中应测量并控制水温。
各项称量可以在15～25℃的温度范围内进行。
从试样加水静置的最后2h起直至试验结束，其温差不超过2℃。
6．试验结果计算
近似密度（视密度）ρas应按下式计算（精确至10kg/m3）：
（kg/m3）
式中
m1—瓶+试样+水总质量，u
m2—瓶+水总质量，g;
m0—烘干试样质量，g；
at—水温对水相对密度修正系数，见表2。
近似密度以两次测定结果的算术平均值为测定值。
如两次结果之差大于20kg/m3时，应重新取样进行试验。
表2水温修正系at
水温（℃）
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
at
0.002
0.003
0.003
0.004
0.004
0.005
0.005
0.006
0.006
0.007
0.008
（四）集料的堆积密度试验
取缩分试样约3L，在105±5℃的烘箱中烘干至恒重，取出冷却至室温，过5mm的筛后，分成大致相等两份备用。
烘干试样中如有结块，应先捏碎。
堆积密度取试样一份，将试样用料勺或漏斗徐徐装入容量筒内，出料口距容量筒口不应超过5cm，直至试样装满超出筒口成锥形为止。
用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平。
称容量筒连试样总质量m2。
紧装密度取试样一份，分两层装入容量筒。
装完一层后，在筒底垫放一根直径为10mm的钢筋。
将筒按住，左右交替颠击地面各25下，然后再装入第二层;第二层装满后用同样的方法（筒底所垫钢筋方向应与第一次时方向垂直）颠实后，加料至试样超出容量筒筒口，然后用直尺将多余试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其质量m2。
1.测定结果计算
细集料的堆积密度或紧装密度ρfs（kg/m3）按下式计算（精确至10kg/m3）：
式中
m1—容量筒质量，kg;
m2—容量筒连试样总质量，kg;
V—容量筒容积，L;
以两次测定结果的算术平均值作为测定值。
（五）集料含水率试验
1.由样品中取质量约500g的试样两份备用。
2.将试样分别放入已知质量（m1）的干燥容器中称量，记下每盘试样与容器的总质量（m2）将容器连同试样放入温度为105±5℃的烘箱中烘干至恒重。
3.烘干试样冷却后称量试样与容器的总质量（m3）。
4.试验结果计算
集料的含水率Ws按下式计算（精确至0.1%）：
=
式中
m1——容器质量，g；
m2——未烘干的试样与容器的总质量，g；
m3——烘干后的试样与容器的总质量，g。
含水率以两次测定结果的算术平均值作为测定值。
5.集料含水率的快速法测定，也可采用炒干法或酒精燃烧法。
（略）
五、实验数据记录与处理
1.砂的表观密度测定
试验次数
试样重
G0（g）
瓶+试样+水共重
G1（g）
瓶+水重
G2（g）
表观密度γs
平均γs
2.砂的堆积密度测定
试验次数
量筒容积
（l）
量筒重量
（kg）
试样及量筒重
（kg）
试样净重
（kg）
砂的表观密度
（kg/m3）
平均表观密度γos
3.砂的筛分析检验
筛孔尺寸
（mm）
筛余
分计筛余
累计筛余（%）
筛余量（g）
百分率（%）
5.0
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
筛底
细度模数
按MX分级属于___________级
4.砂的筛分曲线绘制
要求
o按砂级配区的规定，在上图中画出砂1、2、3级配区曲线；
o根据所试砂的累计筛余（%）数据在上图中绘出筛分曲线；
o评定该砂的级配合格与否：
______
筛分曲线在______区。
六、实验结果分析与讨论
∙计算所试砂的空隙率：
P砂=____
根据试验结果说明该砂能否用于混凝土。
实验二、石子的性能试验
一、实验目的与意义
粒径在5mm以上的骨料为粗骨料（石子）。
石子是配制混凝土的主要原料之一，掌握石子的相关性质，对配制合理的混凝土具有重要的意义。
通过实验使学生掌握测定混凝土用石技术的方法、熟悉有关规范、根据实验数据能够做出能否用其配制混凝土以及配制后对混凝土所能产生的技术、经济效果的判断；取得配制混凝土所需的骨料实验数据。
二、实验内容
1．采取具有代表性的粗集料；
2．利用筛分析的方法测定石的级配情况；
3．测定石子的有害物质的含量；
4．测定石子的含泥量和泥块含量；
5．测定石子的含水率。
三、实验设备和仪器
试验筛、托盘天平、烘箱、容量瓶、台秤、磅秤
四、实验方法和步骤
1．取样方法
（1）在料堆上取样时，取样部位应均匀分布。
取样前先将取样部位表层铲除，然后从不同部位抽取大致等量的石子15份，组成一组样品。
（2）从皮带运输机上取样时，应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的石子8份，组成一组样品。
（3）从火车、汽车、货船上取样时，从不同部位和深度抽取大致等量的石子16份，组成一组样品。
2．石子的筛分析试验
（1）试验目的通过筛分试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；掌握GB/T14685—2001《建筑用碎石、卵石》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）方孔筛 孔径为2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm、及90.0mm的筛各一个，并附有筛底和筛盖。
2）鼓风烘箱 能使温度控制在（105±5）℃。
3）摇筛机
4）台称 称量10Kg，感量10g。
5）其他 浅盘、烘箱等。
（3）试样制备按规定取样，用四分法缩取不少于下表的试样数量，经烘干或风干后备用。
表粗集料筛分试验取样规定
最大粒径（mm）
9.5
16.0
19.0
26.5
31.5
37.5
63.0
75.0
最少试样质量（Kg）
1.9
3.2
3.8
5.0
6.3
7.5
12.6
16.0
（4）试验步骤
1）称取按表11-2的规定质量的试样一份，精确到1g。
将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛上。
2）将套筛放在摇筛机上，摇10min；取下套筛，按筛孔大小顺序再逐个进行手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1%为止。
通过的颗粒并入下一个筛，并和下一号筛中的试样一起过筛，直至各号筛全部筛完。
当筛余颗粒的粒径大于19.0mm，在筛分过程中允许用手指拨动颗粒。
3）称出各号筛的筛余量，精确至1g。
筛分后，如所有筛余量与筛底的试样之和与原试样总量相差超过1﹪，则须重新试验。
（5）试验结果计算与评定
1）计算分计筛余百分率（各筛上的筛余量占试样总量的百分率），精确至0.1﹪。
2）计算各号筛上的累计筛余百分率（该号筛的分计筛余百分率与该号筛以上各分计筛余百分率之和），精确至0.1﹪。
3）根据各号筛的累计筛余百分率，评定该试样的颗粒级配。
粗集料各号筛上的累计筛余百分率应满足国家规范规定的粗集料颗粒级配的范围要求。
3．石子中含泥量的计算
（1）按规定取样，缩分至略重于下表规定的试样量，在105±5℃烘箱中烘干至恒量，冷却至室温后，分为大致相同的两份备用。
（2）称取按上表规定数量试样，精确到1g。
将一份试样放入冲洗容器中,注入清水使水面高于试样150mm，充分搅拌后，浸泡2h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑，淤泥和石
子颗粒分离,把浑水慢慢倒入1.18mm及0.075mm套筛（1.18筛套在0.075筛上面），滤去小于0.075mm颗粒，试验前筛子的两面应先润湿。
在整个试验过程中应小心防止大于0.075mm的颗粒流失。
（3）再次向容器中加入清水，重复上述操作，直至容器内的水目测清洁为止。
（4）用水淋洗剩余在筛上的颗粒，并将0.075mm筛放水中（使水面略高于筛中石子颗粒
的上表面）来回摇动，充分洗掉小于0.075mm的颗粒，然后将两只筛上筛余的颗粒和清洗容器中已经洗净的试样一并倒入搪瓷盘中，置于烘箱于105±5℃下烘干至恒量，待冷却至室温称出其质量，精确至1g。
（5）结果计算与评定
式中Qa——含泥量，%；
G1—试验前烘干试样的质量，g;
G2——试验前烘干试样的质量，g
（6）量取两次试验测定值的算术平均值作为试验结果。
精确到0.1%。
4．泥块含量测定
（1）按规定取样，并将试样缩分至略大于上表规定的数量,放在105±5℃烘箱中烘至恒量，待冷却至室温后，筛除小于0.075mm的颗粒,分为大致相同的两份备用。
（2）称取按上表规定数量的试样一份，精确到1g。
试样倒入淘洗容器，使水面高于试样上表面。
充分搅拌均匀后，浸泡24h，然后用水在水中碾碎泥块，再把试样放在2.36mm
筛上，用水淘洗,直至容器内的水目测清澈为止。
（3）保留下来的试样小心地从筛中取出，放在放在105±5℃烘箱中烘干至恒量，待其
冷却至室温后，称出其质量，精确到1g。
（4）结果计算与评定
a.泥块含量按下式计算，精确到0.1%
b.泥块含量取两次试验结果的算术平均值，精确到0.1%。
5．有机物质含量测定
（1）向1000mL量筒中，倒入干试样至600mL刻度处，再注入浓度为3%的氢氧化钠溶液至800mL刻度处，剧烈搅动后静置24h；
（2）比较试样上部溶液和新配制标准溶液的颜色，盛装标准溶液与盛装试样的量筒容积应一致。
注：
标准溶液的配制方法，取2g鞣酸粉溶解于98mL10%的酒精溶液中,即得所需的鞣酸溶液，然后取该溶液2.5mL,注入97.5mL浓度为3%的氢氧化钠溶液中，加塞后剧烈摇动，静置24h即得标准溶液。
（3）结果评定应符合下列规定：
若试样上部的溶液颜色浅于标准溶液的颜色,则试样的有机质含量鉴定合格；如两种溶液的颜色接近，则应将该试样（包括上部溶液）倒入烧杯中放在温度为60～70℃的水浴锅中加热2～3h，然后再与标准溶液比色。
如溶液的颜色深于标准色，则应配制成混凝土作进一步检验。
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