14　建筑材料試驗(yàn)指導(dǎo)書

14.1　水泥試驗(yàn)

14.1.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

本試驗(yàn)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》(GB 175—2007)、《水泥取樣方法》(GB/T 12573—2008)、《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法(篩析法)》(GB/T 1345—2005)、《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》(GB/T 1346—2011)和《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)等相關(guān)規(guī)定，測(cè)定水泥的相關(guān)技術(shù)性質(zhì)和膠砂強(qiáng)度等。

14.1.2　水泥試驗(yàn)的取樣方法

以同一水泥廠商、同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)、同一批號(hào)且同期到場(chǎng)的水泥，按規(guī)定的取樣單位取樣。散裝水泥取樣時(shí)總質(zhì)量以不超過500t為一批，且取樣應(yīng)具有代表性，可連續(xù)取，也可從20個(gè)以上不同部位取等量樣品，總質(zhì)量不少于12kg；袋裝水泥取樣時(shí)總質(zhì)量以不超過200t為一批，隨機(jī)抽取不少于20袋水泥，取等量樣品，總質(zhì)量不少于12kg。

所取得的試樣應(yīng)充分混拌均勻后，通過0.9mm方孔篩，分成兩等份，一份進(jìn)行水泥各項(xiàng)性能實(shí)驗(yàn)，另一份密封保存3個(gè)月，供作仲裁檢驗(yàn)時(shí)使用。

14.1.3　水泥細(xì)度試驗(yàn)

水泥細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度，是評(píng)定水泥質(zhì)量的依據(jù)之一。水泥細(xì)度試驗(yàn)有負(fù)壓篩析法、水篩法和干篩法3種。如3種試驗(yàn)方法的結(jié)果發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，以負(fù)壓篩析法為準(zhǔn)。

1)負(fù)壓篩析法

(1)主要儀器設(shè)備

負(fù)壓篩析儀。由篩座、負(fù)壓篩、負(fù)壓源和收塵器組成，篩座由轉(zhuǎn)速為(30±2)r/min的噴氣嘴、負(fù)壓表、控制板、微型電動(dòng)機(jī)及殼體等構(gòu)成。篩析儀負(fù)壓可調(diào)范圍為4000～6000Pa。

負(fù)壓篩。負(fù)壓篩篩框內(nèi)徑為150mm，高為25mm，采用邊長(zhǎng)為0.08mm的方孔銅絲篩網(wǎng)制成，并且應(yīng)附有透明篩蓋，篩蓋與篩口應(yīng)有良好的密封性。

天平。量程應(yīng)大于10g，感量不大于0.05g。

(2)試驗(yàn)步驟

篩析試驗(yàn)前，應(yīng)把負(fù)壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負(fù)壓至4000～6000Pa范圍內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，稱取烘干水泥試樣25g，倒入潔凈的負(fù)壓篩中，蓋上篩蓋并放在篩座上，開啟篩析儀并連續(xù)篩析2min。在篩析過程中，若有試樣黏附在篩蓋上，可輕輕敲擊篩蓋使其落下。篩畢，用天平稱量篩余物的質(zhì)量。

當(dāng)工作負(fù)壓小于4000Pa時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理吸塵器內(nèi)的水泥，使負(fù)壓恢復(fù)正常。

2)水篩法

(1)主要儀器設(shè)備

水篩及篩座。水篩采用邊長(zhǎng)為0.08mm的方孔銅絲篩網(wǎng)制成。

噴頭。直徑為55mm，面上均勻分布90個(gè)孔，孔徑0.5～0.7mm，噴頭安裝高度離篩網(wǎng)35～75mm。

天平及烘箱等。

(2)試驗(yàn)步驟

篩析實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先檢查水中無砂、泥等雜質(zhì)，調(diào)整水壓及水篩架的位置，使其能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。噴頭底面和篩網(wǎng)之間距離為35～75mm。

稱取烘干水泥試樣50g，倒入干凈的水篩內(nèi)，并立即用干凈的水沖洗至大部分細(xì)粉通過后，再將水篩放在篩架上，用水壓為0.03～0.07MPa的噴頭連續(xù)沖洗3min。

篩畢，用少量水把篩余物沖到蒸發(fā)皿中，待水泥顆粒沉淀后再小心地倒出清水，烘干后用天平稱量篩余物的質(zhì)量。

3)干篩法

(1)主要儀器設(shè)備

方孔篩。方孔邊長(zhǎng)為0.08mm的銅布篩。

烘箱、天平等。

(2)試驗(yàn)步驟

稱取烘干水泥試樣50g，倒入0.08mm干篩內(nèi)，蓋上篩蓋。用一只手執(zhí)篩往復(fù)搖動(dòng)，另一只手輕輕拍打，搖動(dòng)速度為每分鐘約120次，每40次向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)60°，使試樣均勻分布在篩網(wǎng)上，直至每分鐘通過的試樣不超過總量的0.1%(即0.05g)為止。篩畢，用天平稱量篩余物的質(zhì)量。

4)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析

水泥試樣篩余百分率按下式計(jì)算(結(jié)果精確至0.1%)：

%

(14-1)

式中：F——水泥試樣的篩余百分?jǐn)?shù)，%；

Rs——水泥篩余物的質(zhì)量，g；

W——水泥試樣的質(zhì)量，g。

該試驗(yàn)應(yīng)稱取兩個(gè)試樣分別篩析，取篩余平均值為最終篩余結(jié)果。若兩次篩余結(jié)果絕對(duì)誤差大于0.5%時(shí)(篩余值大于5.0%時(shí)可放至1.0%)應(yīng)再做一次實(shí)驗(yàn)，取兩次相近結(jié)果的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果。

14.1.4　水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定

水泥的凝結(jié)時(shí)間、體積安定性等與水泥凈漿的稀稠程度(即加的水量)有關(guān)，為了使水泥各項(xiàng)性能的測(cè)定結(jié)果具有可比性，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將水泥加水拌制至標(biāo)準(zhǔn)稠度(統(tǒng)一規(guī)定的稠度)進(jìn)行試驗(yàn)；測(cè)定水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量(以占水泥質(zhì)量的百分比表示)，為凝結(jié)時(shí)間與體積安定性等試驗(yàn)做準(zhǔn)備，并能間接評(píng)定水泥的質(zhì)量。

1)主要儀器設(shè)備

(1)水泥凈漿攪拌機(jī)

水泥凈漿攪拌機(jī)主要由攪拌鍋、攪拌葉片、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。攪拌葉片在攪拌鍋內(nèi)做旋轉(zhuǎn)方向相反的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為90r/min，控制系統(tǒng)可以自動(dòng)控制，也可以人工控制。

(2)維卡儀

維卡儀是測(cè)定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度和凝結(jié)時(shí)間的儀器，包括試桿、試針和試模。其滑動(dòng)部分的總質(zhì)量為(300±1)g，標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定用試桿，由直徑為(10±0.05)mm的圓柱形耐腐蝕金屬制成，有效長(zhǎng)度為(50±1)mm。測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)取下試桿，用試針代替試桿。試針由鋼制成，其有效長(zhǎng)度初凝針為(50±1)mm、終凝針為(30±1)mm和直徑為(1.13±0.05)mm的圓柱體。裝水泥凈漿的試模也應(yīng)由耐腐蝕并有足夠硬度的金屬制成，試模高度為(40±0.2)mm，是一個(gè)頂內(nèi)徑為(65± 0.5)mm，底內(nèi)徑為(75±0.5)mm的截頂圓錐體。另外，每只試模應(yīng)配備一個(gè)面積大于試模且厚度不小于2.5mm的平板玻璃板。

(3)量筒

量筒最小刻度為0.1mL。精度為1%。

(4)天平

天平最大稱量為1000g，分度值不大于1g。

2)試驗(yàn)步驟

(1)標(biāo)準(zhǔn)法

① 試驗(yàn)前必須檢查維卡儀的金屬棒是否能自由滑動(dòng)，并調(diào)整至試桿接觸玻璃板時(shí)指針對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)，攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常等。其次用濕布擦拭試模和玻璃板，并將試模放在底板上。

② 該試驗(yàn)采用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌，先用濕布擦拭水泥凈漿攪拌機(jī)的攪拌鍋內(nèi)壁和攪拌葉。量取拌合用水(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定)倒入攪拌鍋內(nèi)，然后將稱取的500g干燥水泥試樣在5～10s內(nèi)小心地加入水中，防止水泥和水濺出。再將攪拌鍋放在攪拌機(jī)的鍋?zhàn)?，升至攪拌位置，開啟攪拌機(jī)，先低速攪拌120s，停15s，同時(shí)將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋內(nèi)，接著高速攪拌120s后停機(jī)。

③ 拌合完成，立即將水泥凈漿一次性裝入已置于玻璃板上的試模中，用小刀插搗，并輕輕振實(shí)，刮去多余的凈漿并注意不要壓實(shí)凈漿；抹平后迅速將試模和玻璃板移到維卡儀上，如圖14.1 所示，將其中心定在試桿下，將試桿降至與凈漿表面剛好接觸，擰緊螺釘1～2s，突然放松，使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30s時(shí)記錄試桿距底部玻璃板的距離。提起試桿后，立即擦凈。整個(gè)操作需在攪拌后1.5min內(nèi)完成。以試桿沉入凈漿并距玻璃板(6±1)mm時(shí)的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。此時(shí)的拌合用水量即為水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量(按水泥質(zhì)量的百分比計(jì)算)。

圖14.1　水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定儀(標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀)

圖14.2　水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定儀(代用法)

(2)代用法

代用法測(cè)定水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有調(diào)整用水量法和固定用水量法兩種，可選擇任意一種方法測(cè)定，當(dāng)結(jié)果存在爭(zhēng)議時(shí)，以調(diào)整水量法為準(zhǔn)。

① 實(shí)驗(yàn)前檢查儀器的金屬滑桿能否自由滑動(dòng)，試錐降至錐模頂面時(shí)，指針應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)，攪拌機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。

② 水泥凈漿攪拌方法與標(biāo)準(zhǔn)法相同。若采用調(diào)整用水量法時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)確定用水量。拌合完成后，立即將拌合好的凈漿裝入錐模中，如圖14.2所示，并用小刀插搗，輕輕振動(dòng)數(shù)次，刮掉多余的凈漿；抹平后放到試錐下固定的位置，調(diào)整金屬滑桿使試錐尖接觸凈漿，并擰緊螺釘，然后突然放松，讓試錐自由垂直地沉入水泥凈漿中。當(dāng)試錐下沉深度為(30±1)mm時(shí)的水泥凈漿即為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合用水量即為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量P，按水泥質(zhì)量的百分比計(jì)算。若采用固定用水量法，拌合用水量為142.5mL。拌合完成后，立即將拌合好的凈漿裝入錐模中，并用小刀插搗，輕輕振動(dòng)數(shù)次，刮掉多余的凈漿；抹平后放到試錐下固定的位置，調(diào)整金屬滑桿使試錐尖接觸凈漿，并擰緊螺釘，然后突然放松，讓試錐自由垂直地沉入水泥凈漿中。在試錐停止沉入或釋放試錐30s時(shí)記錄試錐下沉深度S。整個(gè)操作需在攪拌后1.5min內(nèi)完成。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

(1)標(biāo)準(zhǔn)法

以試桿沉入凈漿并距底板(6±1)mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其用水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量P，以水泥質(zhì)量的百分比計(jì)算。按下式計(jì)算：

%

(14-2)

式中：P——標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，%；

m1——水泥漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所用的拌合用水量，g；

m2——水泥試樣質(zhì)量，g。

(2)代用法

調(diào)整用水量法，以試錐下沉深度為(30±1)mm時(shí)的凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合用水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，以水泥質(zhì)量的百分比計(jì)算。計(jì)算公式與標(biāo)準(zhǔn)法相同。

固定用水量法，根據(jù)測(cè)得的試錐下沉深度S(單位為mm)，可以從儀器上對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺讀出標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量P，也可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。

P=33.4-0.185S

(14-3)

式中：P——標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，%；

S——試錐下沉深度，mm。

當(dāng)下沉深度小于13mm時(shí)，應(yīng)采用調(diào)整用水量方法測(cè)定。

14.1.5　水泥凝結(jié)時(shí)間測(cè)定試驗(yàn)

水泥凝結(jié)時(shí)間指水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿自加水時(shí)起至開始凝結(jié)(初凝)及完全凝結(jié)(終凝)所經(jīng)歷的時(shí)間，用以評(píng)定水泥的凝結(jié)硬化性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

1)主要儀器設(shè)備

(1)凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀

與測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量所用的標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀相同，只是將試桿換成試針(即初凝針、終凝針)。

(2)水泥凈漿攪拌機(jī)

與標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量所用的水泥凈漿攪拌機(jī)相同。

(3)濕氣養(yǎng)護(hù)箱

溫度控制在(20±2)℃，相對(duì)濕度大于90%。

(4)量筒、天平、玻璃板、小刀、計(jì)時(shí)表等

2)試驗(yàn)步驟

(1)試驗(yàn)前，先調(diào)整測(cè)定儀的試針(初凝針)接觸玻璃板時(shí)，指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)。將凈漿試模濕潤(rùn)后放在玻璃板上。

(2)試件的制備。以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量加水拌制水泥凈漿。按規(guī)定拌制成標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿后，立即一次性裝滿試模，振動(dòng)數(shù)次后刮平，立即放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中，記錄水全部加入水泥中的時(shí)刻作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)刻。

(3)初凝時(shí)間的測(cè)定。試件在濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水30min時(shí)測(cè)定第一次。測(cè)定時(shí)，從濕氣養(yǎng)護(hù)箱中取出試模放到試針下，如圖14.3所示，降低試針與凈漿表面剛好接觸，擰緊制動(dòng)螺絲1～2s，突然放松，試針垂直自由地沉入水泥凈漿，觀察試針停止下沉或釋放試針30s時(shí)指針的讀數(shù)。臨近初凝時(shí)，每隔5min測(cè)定一次，直至試針沉至距底板(4±1)mm，即指針讀數(shù)為3～5mm時(shí)，水泥漿達(dá)到初凝狀態(tài)。從水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時(shí)間即為水泥的初凝時(shí)間，用分鐘(min)或小時(shí)(h)表示。

(4)終凝時(shí)間的測(cè)定。初凝時(shí)間測(cè)定完成后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180°，直徑大端向上，小端向下，放在玻璃板上，如圖14.4所示，再放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，更換試針(終凝針)。臨近終凝時(shí)，每隔15min測(cè)一次，當(dāng)試針沉入凈漿0.5mm，即環(huán)形附件開始不能在試件上留下痕跡時(shí)，水泥漿達(dá)到終凝狀態(tài)。從水泥全部加入水時(shí)起至達(dá)到終凝狀態(tài)的時(shí)間即為水泥的終凝時(shí)間，用分鐘(min)或小時(shí)(h)表示。

圖14.3　初凝時(shí)間測(cè)定用立式試模側(cè)視圖

圖14.4　終凝時(shí)間測(cè)定用反轉(zhuǎn)試模前視圖

(5)注意事項(xiàng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，最初測(cè)定操作時(shí)應(yīng)輕輕扶著金屬滑桿，使其慢慢下降，防止試針(初凝針)撞彎，但初凝時(shí)間仍必須以自由降落測(cè)得的結(jié)果為準(zhǔn)；每次測(cè)試不得讓試針落入原針孔，且距試模內(nèi)壁至少10mm；每次測(cè)試完畢需將試針擦凈并將試模放回濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)；到達(dá)初凝或終凝時(shí)應(yīng)重復(fù)測(cè)一次，當(dāng)兩次結(jié)論相同時(shí)才能定為到達(dá)初凝狀態(tài)或終凝狀態(tài)。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

自水泥全部加入水中的時(shí)間起，至試針沉入水泥凈漿距底板(4±1)mm時(shí)，所需要的時(shí)間為初凝時(shí)間；至試針沉入凈漿0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開始不能在凈漿表面留下痕跡時(shí)所需要的時(shí)間為終凝時(shí)間。

14.1.6　水泥安定性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

水泥的安定性是水泥硬化后體積變化是否均勻的性能，體積的不均勻變化會(huì)導(dǎo)致水泥出現(xiàn)膨脹、裂縫或翹曲等現(xiàn)象。安定性實(shí)驗(yàn)可采用試餅法或雷氏法，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。

1)主要儀器設(shè)備

(1)沸煮箱

沸煮箱的有效容積為410mm×240mm×310mm，內(nèi)層由不易銹蝕的金屬材料制成。沸煮箱內(nèi)注入的水能保證在(30±5)min之內(nèi)由室溫加熱至沸騰狀態(tài)，并保持沸騰狀態(tài)3h以上，且不需要補(bǔ)充水。

(2)雷氏夾

雷氏夾由標(biāo)準(zhǔn)彈性銅質(zhì)材料制成，如圖14.5所示。當(dāng)掛上質(zhì)量為300g的砝碼校正時(shí)，兩根針的針尖距離應(yīng)增加，且應(yīng)在(17.5±2.5)mm的范圍內(nèi)。當(dāng)撤掉砝碼時(shí)，兩根指針的針尖距離應(yīng)能恢復(fù)至掛砝碼前的狀態(tài)。

圖14.5　雷氏夾示意圖(單位：mm)

(3)雷氏夾膨脹測(cè)定儀

膨脹測(cè)定儀的標(biāo)尺最小刻度為0.5mm。

(4)水泥凈漿攪拌機(jī)

與標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量所用的水泥凈漿攪拌機(jī)相同。

2)試驗(yàn)步驟

(1)稱取水泥試樣500g，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。

(2)試餅法。將拌制好的凈漿取出一部分，分成兩等份，使之呈球形，放在預(yù)先涂抹薄層機(jī)油的玻璃板上，輕輕振動(dòng)玻璃板使水泥凈漿均勻攤開，并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央修抹，做成直徑70～80mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄且表面光滑的試餅。將制作好的試餅放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)(24±2)h。

養(yǎng)護(hù)完成后，將試餅從玻璃片上取下，在試餅無缺陷情況下，將試餅放在沸煮箱中沸煮3h±5min。放掉沸煮箱中的水，取出試餅冷卻至室溫。

若兩試餅沸煮后目測(cè)未發(fā)現(xiàn)裂縫，用鋼尺檢查也無彎曲等現(xiàn)象，則該水泥體積安定性合格，反之為不合格。若兩試餅判別有矛盾時(shí)，該水泥體積安定性也認(rèn)為不合格。體積安定性不合格的水泥為廢品，一律不得在工程上使用。

(3)雷氏法。試驗(yàn)前，須檢驗(yàn)雷氏夾是否可用。先用雷氏夾膨脹測(cè)定儀測(cè)定雷氏夾兩指針尖端間距X，再在雷氏夾一指針根部掛300g砝碼，用雷氏夾膨脹測(cè)定儀測(cè)定雷氏夾兩指針尖端間距Y。計(jì)算掛砝碼后雷氏夾兩指針尖端的間距Y-X。若Y-X在(17.5±2.5)mm內(nèi)，則表示雷氏夾可用。將雷氏夾放在已稍擦機(jī)油的玻璃片上，并立即將拌制好的水泥凈漿裝滿雷氏夾試模。裝模時(shí)一只手輕輕扶持雷氏夾，另一只手用寬約10mm的小刀插搗15次，然后抹平，蓋上玻璃片。將試件放入水泥濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)(24±2)h。

養(yǎng)護(hù)完畢后，將雷氏夾試件從玻璃片上取下。先測(cè)定雷氏夾兩指針尖端間距A，精確到0.5mm。再將雷氏夾試件置于沸煮箱中沸煮3h±5min，放掉箱中的水，試件冷卻至室溫后備用。用雷氏夾膨脹值測(cè)定儀測(cè)量雷氏夾試件沸煮后兩尖端指針間距C，精確到0.5mm。當(dāng)兩個(gè)試件煮后增加距離(C-A)的平均值不大于5.0mm時(shí)，即安定性合格，反之為不合格。當(dāng)兩個(gè)試件的(C-A)值相差超過5.0mm時(shí)，應(yīng)取同一樣品立即重新做一次實(shí)驗(yàn)。以復(fù)檢結(jié)果為準(zhǔn)。

14.1.7　水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)水泥各齡期強(qiáng)度，以確定水泥的強(qiáng)度等級(jí)并評(píng)定水泥質(zhì)量。

1)主要儀器設(shè)備

(1)膠砂攪拌機(jī)

膠砂攪拌機(jī)是一種行星式攪拌機(jī)，是由攪拌葉片、攪拌鍋及相應(yīng)組件構(gòu)成的。其攪拌葉片和攪拌鍋?zhàn)鱿喾捶较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。

(2)試模

試模為可拆裝的三聯(lián)試模，如圖14.6所示。由端板、底座和隔板組成?？赏瑫r(shí)成型3個(gè)尺寸為40mm×40mm×160mm的棱柱體試件。

圖14.6　三聯(lián)試模(單位：mm)

(3)膠砂振實(shí)臺(tái)

振實(shí)臺(tái)由電機(jī)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使可以跳動(dòng)的臺(tái)盤上升至一定的高度后自由下落，產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率為60次/(60±2)s，振幅為(10±0.3)mm。

(4)抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)機(jī)

整機(jī)應(yīng)符合《水泥膠砂電動(dòng)抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)》(JC/T 724—2005)的要求。

(5)壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)和抗壓夾具

壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)最大荷載以200～300kN為最佳，加荷速率按(2400±200)N/s，且在較大的五分之四量程范圍內(nèi)有±1%的荷載記錄精度。

抗壓夾具由硬質(zhì)鋼材制成，受壓面積為40mm×40mm。

(6)下料漏斗、金屬刮平直尺、量筒和天平等

2)試驗(yàn)步驟

(1)試件成型

① 成型前，將試模擦凈，緊密裝配，防止漏漿，并在試模的內(nèi)壁均勻地刷一薄層機(jī)油。

② 材料的稱量。本實(shí)驗(yàn)采用中國(guó)ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，成型一聯(lián)三塊試件所需材料用量為：水泥(450±2)g，標(biāo)準(zhǔn)砂(1350±5)g，拌合用水(225±1)mL。

③ 拌制膠砂時(shí)，先把水倒入攪拌鍋里，再加入水泥，將鍋放在膠砂攪拌機(jī)的固定架上，上升至固定位置。然后立即開動(dòng)機(jī)器，低速攪拌30s，在第二個(gè)30s開始的同時(shí)均勻地將標(biāo)準(zhǔn)砂加入。當(dāng)各級(jí)砂是分裝時(shí)，從最粗粒級(jí)開始，依次將所需的每級(jí)砂加完。把機(jī)器轉(zhuǎn)至高速再攪拌30s。停拌90s，在第一個(gè)15s內(nèi)用一膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間，最后在高速下繼續(xù)攪拌60s。停機(jī)，取下攪拌鍋。各個(gè)攪拌階段，時(shí)間誤差應(yīng)在±1s內(nèi)。

④ 成型試件。將空試模和模套固定在振實(shí)臺(tái)上，用勺子直接從攪拌鍋里將膠砂分兩層裝入試模，裝第一層時(shí)，每個(gè)槽里放約300g膠砂，用大播料器垂直架在模套頂部沿每個(gè)模槽來回一次將料層播平，接著振實(shí)60次。再裝入第二層膠砂，用小播料器播平，再振實(shí)60次。移走模套，從振實(shí)臺(tái)上取下試模，用一金屬直尺以近似90°的角度架在試模模頂?shù)囊欢耍缓笱卦嚹ｉL(zhǎng)度方向以橫向鋸割動(dòng)作慢慢向另一端移動(dòng)，一次將超過試模部分的膠砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情況下將表面抹平。

(2)試件的養(yǎng)護(hù)

① 脫模前的處理和養(yǎng)護(hù)。去掉留在模子四周的膠砂，立即將做好標(biāo)記的試模放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中的水平架子上養(yǎng)護(hù)，一直養(yǎng)護(hù)到規(guī)定的脫模時(shí)間(24±3)h取出脫模。脫模前，對(duì)試件進(jìn)行編號(hào)。2個(gè)齡期以上的試件，在編號(hào)時(shí)應(yīng)將同一試模中的3條試件分在2個(gè)以上齡期內(nèi)。

② 脫模。將試件小心地從試模中脫出。

③ 水中養(yǎng)護(hù)。將試件立即水平(刮平面應(yīng)朝上)或豎直放在水槽內(nèi)，水溫為(20±1)℃，保持試件6個(gè)面與水接觸，且各試件之間留有空隙，試件上表面的水深不得小于5mm。每個(gè)養(yǎng)護(hù)池只能養(yǎng)護(hù)同類型的水泥試件。

④ 強(qiáng)度試驗(yàn)試件的齡期。試件齡期是從水泥加水?dāng)嚢栝_始試驗(yàn)時(shí)算起。不同齡期強(qiáng)度試驗(yàn)必須在表14.1規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。而且試件從水中取出后，在進(jìn)行強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)前必須用濕布覆蓋。

表14.1　各齡期強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)時(shí)間規(guī)定

⑤ 強(qiáng)度試驗(yàn)

a.抗折強(qiáng)度測(cè)定。每齡期取出3條試件，先做抗折強(qiáng)度測(cè)定。試驗(yàn)前，需把試件表面的砂粒、水分和雜質(zhì)等擦拭干凈，清理夾具上圓柱表面黏著的雜物，將試件一個(gè)側(cè)面放在抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)支撐圓柱上，試件長(zhǎng)軸垂直于支撐圓柱，調(diào)節(jié)抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)的零點(diǎn)與平衡，以(50±10)N/s的速率均勻地將荷載垂直地加在試件相對(duì)側(cè)面上，直至試件折斷。記下破壞荷載F1。

其抗折強(qiáng)度按下式計(jì)算(精確至0.1MPa)：

(14-4)

式中：f1——水泥的抗折強(qiáng)度，MPa；

F1——折斷時(shí)施加于棱柱體中部的荷載，N；

l——支撐圓柱之間的距離，取100mm；

b——棱柱體正方形截面的邊長(zhǎng)，取40mm。

以一組3條試件抗折強(qiáng)度的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)3個(gè)強(qiáng)度值中有超出平均值±10%的，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折強(qiáng)度值。

b.抗壓強(qiáng)度測(cè)定?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)利用抗折強(qiáng)度試驗(yàn)后的斷塊。將半截試件置于抗壓夾具里，試件受壓面積為40mm×40mm。實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)把試件受壓面與承壓板之間的砂粒與雜質(zhì)清理干凈，然后將抗壓夾具置于壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)下承壓板上，開動(dòng)機(jī)器，以(2400±200)N/s的速率均勻地加荷直至破壞，記下破壞荷載Fc(N)。

其抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算(精確至0.1MPa)：

(14-5)

式中：fc——水泥的抗壓強(qiáng)度，MPa；

Fc——破壞時(shí)的最大荷載，N；

A——受壓部分面積，mm2。

以一組3條試件得到的6個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。如6個(gè)測(cè)定值中有一個(gè)超出平均值的±10%，應(yīng)剔除該值，以剩下5個(gè)的平均值作為結(jié)果。如果5個(gè)測(cè)定值中再有超過它們平均數(shù)±10%的，則此組試驗(yàn)結(jié)果作廢。

14.2　混凝土用骨料試驗(yàn)

14.2.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

混凝土用骨料試驗(yàn)根據(jù)《普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 152—2006)、《建設(shè)用砂》(GB/T 14684—2011)和《建設(shè)用卵石、碎石》(GB/T 14685—2011)等相關(guān)規(guī)定，對(duì)混凝土用砂、石進(jìn)行試驗(yàn)，評(píng)定其質(zhì)量，為混凝土配合比設(shè)計(jì)提供原材料參數(shù)。

14.2.2　砂石料取樣

1)砂的取樣

(1)分批

砂應(yīng)按同產(chǎn)地同規(guī)格分批取樣。在料堆中一般以400m3或600t為一批，不足上述數(shù)量時(shí)，以一批計(jì)。

(2)抽樣

抽樣前，應(yīng)先將取樣部位表層除去，在料堆的較深處開始鏟取，從不同的部位、不同的深度抽取大致均勻的8份砂，組成一組試樣。

(3)取樣

① 分料器法：將樣品在潮濕狀態(tài)下拌合均勻，然后通過分料器，取接料斗中的其中一份再次通過分料器。重復(fù)上述過程，直至把樣品縮分到實(shí)驗(yàn)所需量為止。

② 人工四分法：將所取樣品放在平整潔凈的平板上，在潮濕狀態(tài)下拌合均勻，并攤成厚度為20mm的圓餅，然后沿相互垂直的兩條直徑把圓餅分成大致相等的4份，取其對(duì)角的兩份重新混合均勻，再堆成圓餅。重復(fù)上述過程把樣品縮分到實(shí)驗(yàn)所需數(shù)量為止。

2)石子的取樣

(1)分批

石子的分批與砂基本相同。石子應(yīng)按同產(chǎn)地同規(guī)格分批取樣。在料堆中一般以400m3或600t為一批，不足上述數(shù)量時(shí)，以一批計(jì)。

(2)抽樣

抽樣前，應(yīng)先將取樣部位表層除去，從料堆的高、中、低3個(gè)不同高度、均勻分布的5個(gè)不同部位取出大致相等的10份石子。

(3)取樣

采用四分法縮取試樣。將所取的石子試樣在自然狀態(tài)下拌合均勻并堆成錐體，在錐體上劃十字線，分成大致相等的4份，取其對(duì)角的兩份重新混合均勻，再堆成錐體。重復(fù)上述過程把樣品縮分到實(shí)驗(yàn)所需數(shù)量為止。

14.2.3　砂的視密度試驗(yàn)

測(cè)定砂的視密度，評(píng)定砂的質(zhì)量，為計(jì)算砂的孔隙率和混凝土配合比設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

天平：稱量1000g，感量0.1g；

容量瓶：500mL；

干燥器、搪瓷盤、毛刷、滴管、溫度計(jì)等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)試樣制備：用四分法縮取約650g試樣，在烘箱中烘干至恒重，冷卻至室溫分為大致相等的兩份備用。

(2)稱取烘干試樣300g(G0)2份，裝入盛有半瓶冷開水的容量瓶中。

(3)搖動(dòng)容量瓶，使試樣在水中充分?jǐn)噭?dòng)以排除氣泡，塞緊瓶塞，靜置24h。然后用滴管加水至瓶頸刻線處，再塞緊瓶塞，擦干瓶外水分，稱其質(zhì)量(G1)

(4)倒出瓶中的水和試樣，清洗瓶?jī)?nèi)外，再往瓶?jī)?nèi)注入與前次水溫相差不超過2℃的冷開水至瓶頸刻度線，塞緊瓶塞，擦干瓶外水分，稱其質(zhì)量(G2)。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

砂的視密度按下式計(jì)算，精確至10kg/m3：

(14-6)

式中：ρs——砂的表觀密度，kg/m3；

ρ水——水的密度，取1000kg/m3；

G0——烘干試樣的質(zhì)量，g；

G1——砂，水及容量瓶的總質(zhì)量，g；

G2——水及容量瓶的總質(zhì)量，g。

視密度取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至10kg/m3；如兩次試驗(yàn)結(jié)果之差大于20kg/m3，須重新試驗(yàn)。

14.2.4　砂的堆積密度試驗(yàn)

測(cè)定砂的堆積密度，為普通混凝土配合比設(shè)計(jì)和估計(jì)運(yùn)輸工具的數(shù)量或存放堆場(chǎng)的面積等提供資料。

1)主要儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

天平：稱量10kg，感量1g；

容量筒：圓柱形金屬筒，內(nèi)徑108mm，凈高109mm，壁厚2mm，筒底厚約5mm，容積為1L；

方孔篩：孔徑為4.75mm的篩一只；

墊棒：直徑10mm，長(zhǎng)500mm的圓鋼；

直尺、漏斗或料勺、搪瓷盤、毛刷等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)容量筒容積校準(zhǔn)。稱出容量筒、玻璃片共重G′，再將容量筒裝滿水，蓋上玻璃片，稱容量筒、水、玻璃片共重G″，計(jì)算筒的容積=G″-G′。

圖14.7　砂的堆積密度實(shí)驗(yàn)示意圖

(2)按規(guī)定制備試樣。用搪瓷盤裝取試樣約3L，置于烘箱中(溫度為(105±5)℃)烘干至恒重，待冷卻至室溫后，篩除大于4.75mm的顆粒，分為大致相等的兩等份備用。

(3)松散堆積密度。取試樣一份，用漏斗或料勺從容量筒中心上方50mm處徐徐倒入，讓試樣以自由落體的形式落下，當(dāng)容量筒上部試樣呈錐體，且容量筒四周溢滿時(shí)，即停止加料，如圖14.7所示。用直尺沿筒口中心線向兩邊刮平(試驗(yàn)過程應(yīng)防止觸動(dòng)容量筒)，稱出試樣和容量筒的總質(zhì)量，精確至1g。

(4)緊密堆積密度。取試樣一份分兩次裝入容量筒。裝完第一層后，在筒底墊放一根直徑為10mm的圓鋼，將筒按住，左右交替擊地各25次。然后裝入第二層，第二層裝滿后用同樣的方法顛實(shí)(但筒底所墊鋼筋的方向與第一層振實(shí)時(shí)的方向垂直)后，再加試樣直至超過筒口，然后用直尺沿筒口中心向兩邊刮平，稱出試樣和容量筒的總質(zhì)量，精確至1g。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

松散或緊密堆積密度按下式計(jì)算，精確至10kg/m3：

(14-7)

式中：——松散堆積密度或緊密堆積密度，kg/m3；

G1——容量筒和試樣總質(zhì)量，g；

G2——容量筒質(zhì)量，g；

V——容量筒的容積，L。

堆積密度取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至10kg/m3。

14.2.5　砂的篩分析試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定砂的顆粒級(jí)配，計(jì)算砂的細(xì)度模數(shù)，評(píng)定砂粗細(xì)程度。

1)主要儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

天平：稱量1000g，感量1g；

標(biāo)準(zhǔn)套篩：孔徑為150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.50mm的篩各1只，并附有篩底和篩蓋；

搖篩機(jī)；

搪瓷盤，毛刷等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)按四分法縮取砂樣約1100g，置于烘箱(溫度為(105±5)℃)中烘干至恒重，冷卻至室溫。篩除大于9.50mm顆粒并計(jì)算其篩余百分率后，分成大致相等的兩份備用。

(2)精確稱取500g烘干砂倒入按孔徑大小從上到下排列的套篩上，蓋上篩蓋。

(3)過篩。將套篩置于搖篩機(jī)上(或直接用手篩)，搖10min；取下套篩，按篩孔大小順序逐個(gè)用手篩，篩至每分鐘通過量小于試樣總量的0.1%為止。通過的試樣并入下一號(hào)篩中，并和下一號(hào)篩中的試樣一起過篩，按這樣順序進(jìn)行，直至各號(hào)篩全部篩完為止。

(4)稱各號(hào)篩的篩余量。試樣在各號(hào)篩上的篩余量不得超過200g，若超過，則應(yīng)將篩余試樣分為兩等份，再進(jìn)行篩分，以兩次篩余量之和作為該號(hào)篩的篩余量。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

(1)計(jì)算分計(jì)篩余百分率。各號(hào)篩上的篩余量與試樣總質(zhì)量之比，計(jì)算精確至0.1%；

(2)計(jì)算累計(jì)篩余百分率。該號(hào)篩的篩余百分率加上該號(hào)篩以上各篩余百分率之和，計(jì)算精確至0.1%。篩分后，如每號(hào)篩的篩余量與篩底的剩余量之和同原試樣質(zhì)量之差超過1%，須重新試驗(yàn)。

(3)砂的細(xì)度模數(shù)按下式計(jì)算，精確至0.01：

(14-8)

式中：Mx——細(xì)度模數(shù)；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm 篩的累積篩余百分率。

(4)砂的粗細(xì)程度試驗(yàn)應(yīng)做兩次，平行進(jìn)行，取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1。若兩次試驗(yàn)細(xì)度模數(shù)之差的絕對(duì)值小于0.2，則取兩次試驗(yàn)細(xì)度模數(shù)的平均值作為結(jié)果。否則重新試驗(yàn)。最后根據(jù)各號(hào)篩的累計(jì)篩余百分率評(píng)定該試樣的顆粒級(jí)配。

14.2.6　砂的含水率試驗(yàn)

測(cè)定混凝土用砂的含水率，作為混凝土、砂漿施工配合比設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算依據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

天平：稱量1000g,感量1g；

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

搪瓷盤、小鏟等。

2)試驗(yàn)步驟

稱取淺盤的質(zhì)量，記為m1。在試樣中稱取質(zhì)量約500g的砂裝入淺盤，稱淺盤與試樣總質(zhì)量，記為m2。將淺盤連同試樣一起放入烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，取出冷卻至室溫。稱烘干試樣與淺盤總質(zhì)量，記為m3。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

砂的含水率按下式計(jì)算，結(jié)果精確至0.1%：

%

(14-9)

式中：w——砂的含水率，%；

m1——淺盤的質(zhì)量，g；

m2——淺盤與試樣的總質(zhì)量，g；

m3——烘干試樣與淺盤的總質(zhì)量，g。

以2次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值，精確至0.1%；2次試驗(yàn)結(jié)果之差大于0.2%時(shí)，須重新試驗(yàn)。

14.2.7　石子的視密度測(cè)定試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定石子的視密度，為評(píng)定石子質(zhì)量提供依據(jù)，為混凝土配合比設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

天平：稱量2000g，感量1g；

廣口瓶：1000mL，磨口、帶玻璃片；

方孔篩：孔徑為4.75mm的篩1只；

溫度計(jì)、搪瓷盤、毛巾等。

2)試驗(yàn)步驟

試樣制備。按規(guī)定取樣，并縮分至略大于表14.2規(guī)定的數(shù)量，經(jīng)烘箱烘干或風(fēng)干后篩除粒徑小于4.75mm的顆粒，然后洗刷干凈，分為大致相等的2份備用。

表14.2　表觀密度實(shí)驗(yàn)所需試樣數(shù)量

將石子試樣浸水飽和。然后將浸水飽和后的石子按規(guī)定方法裝入廣口瓶(傾斜放置)，注入飲用水，用玻璃片覆蓋瓶口，以上下左右搖晃的方法排除氣泡。

向瓶中添加飲用水至水面凸出瓶口邊緣，用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其貼緊瓶口水面，不要留有氣泡。擦干瓶外水分。稱廣口瓶、試樣、水和玻璃片的總質(zhì)量，精確至1g。

將廣口瓶中試樣倒入淺盤，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后稱烘干石子的質(zhì)量，精確至1g。

將廣口瓶洗干凈并重新注入飲用水，用玻璃片緊貼瓶口水面，不要留有氣泡，擦干瓶外水分后，稱廣口瓶、水與玻璃片的總質(zhì)量，精確至1g。

注：試驗(yàn)時(shí)各項(xiàng)稱量可以在15～25℃范圍內(nèi)進(jìn)行，但從試樣加水靜止的2h起至試驗(yàn)結(jié)束，其溫度變化不應(yīng)超過2℃。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

視密度按下式計(jì)算，精確至10kg/m3：

(14-10)

式中：ρg——視密度，kg/m3；

G0——烘干后試樣的質(zhì)量，g；

G1——試樣、水、瓶和玻璃片的總質(zhì)量，g；

G2——水、瓶和玻璃片的總質(zhì)量，g；

ρ水——水的密度，1000kg/m3。

視密度取2次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，如2次試驗(yàn)結(jié)果之差大于20kg/m3，須重新試驗(yàn)。對(duì)顆粒材質(zhì)不均勻的試樣，如2次試驗(yàn)結(jié)果之差超過20kg/m3，可取4次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。

14.2.8　石子堆積密度測(cè)定試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定石子在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，計(jì)算自然松散狀態(tài)下石子的空隙率，為混凝土配合比設(shè)計(jì)提供資料。還可以用于估計(jì)運(yùn)輸工具的數(shù)量或存放堆場(chǎng)的面積等。

1)主要儀器設(shè)備

臺(tái)秤：稱量1000g，感量10g；

磅秤：稱量5000g，感量50g；

容量筒：容量筒規(guī)格如表14.3所示；

表14.3　容量筒的規(guī)格要求

墊棒：直徑16mm、長(zhǎng)600mm的圓鋼；

直尺、小鏟等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)松散堆積密度

① 試驗(yàn)前先校核鐵制容量筒容積。

先稱出容量筒和玻璃片的總質(zhì)量(G′)，再將容量筒裝滿水，稱容量筒、玻璃片與水的總質(zhì)量(G″)，按下式計(jì)算容量筒的容積：

(14-11)

② 石子的松散堆積密度的測(cè)定。

按規(guī)定方法取樣，烘干或風(fēng)干后分成大致相等的兩份備用。取試樣一份，用鐵鏟將試樣從容量筒口中心上方50cm處徐徐倒入，當(dāng)容量筒裝滿且上部成錐形時(shí)停止裝料。除去凸出容量筒表面的顆粒，并以合適的顆粒填充凹陷的部分。稱容量筒與試樣的總質(zhì)量，倒出容量筒中的石子，稱容量筒重。

(2)緊密堆積密度

試驗(yàn)前同樣須先校核鐵制容量筒容積，方法同“石子的松散堆積密度”。

石子的緊密堆積密度的測(cè)定。取試樣1份分3次裝入容量筒。裝完第一層后，在筒底墊放一根直徑為16mm的圓鋼，將筒按住，左右交替擊地面各25次。再裝入第二層，第二層裝滿后用同樣的方法顛實(shí)(但筒底所墊鋼筋的方向與第一層時(shí)的方向垂直)，然后裝入第三層如上述方法顛實(shí)。試樣裝填完畢，再加試樣直至超過筒口，并用鋼尺沿筒口邊緣刮去高出的試樣，并以合適的顆粒填入凹陷部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的體積大致相等(試驗(yàn)過程應(yīng)防止觸動(dòng)容量筒)，稱出試樣和容量筒的總質(zhì)量。精確至10g。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

松散或緊密堆積密度按下式計(jì)算，精確至10kg/m3：

(14-12)

式中：——松散堆積密度或緊密堆積密度，kg/m3；

G1——容量筒和石子總質(zhì)量，g；

G2——容量筒質(zhì)量，g；

V——容量筒的容積，L。

14.2.9　石子篩分析試驗(yàn)

通過石子的篩分析試驗(yàn)測(cè)定粗骨料的顆粒級(jí)配，以便于選擇優(yōu)質(zhì)的粗骨料，從而達(dá)到節(jié)約水泥和提高混凝土強(qiáng)度的目的，為混凝土配合比設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

臺(tái)秤：稱量1000g，感量1g；

方孔篩：孔徑為2.36mm、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、75.0mm及90mm的篩各1只，并附有篩底盤及篩蓋(篩框內(nèi)徑為300mm)；

搖篩機(jī)；

搪瓷盤，毛刷等。

2)試驗(yàn)步驟

從取回試樣中用四分法縮取不少于表14.4規(guī)定的試樣數(shù)量，經(jīng)烘干或風(fēng)干后備用。

表14.4　石子篩分析試驗(yàn)所需試樣的最少質(zhì)量

稱取表14.4規(guī)定的數(shù)量的試樣一份，倒入按孔徑大小從上到下排列的套篩上，蓋上篩蓋。將套篩置于搖篩機(jī)上(或直接用手篩)，搖10min；取下套篩，按篩孔大小順序逐個(gè)用手篩，篩至每分鐘通過量小于試樣總量的0.1%為止。通過的試樣并入下一號(hào)篩中，并和下一號(hào)篩中的試樣一起過篩，按這樣順序進(jìn)行，直至各號(hào)篩全部篩完為止。(注：也可直接按孔徑大小順序逐個(gè)用手篩)

稱取各篩篩余的質(zhì)量，精確至試樣總質(zhì)量的0.1%。篩上的所有分計(jì)篩余量和篩底剩余量的總和與篩分前測(cè)定的試樣總量相比，其相差不得超過1%。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)計(jì)算分計(jì)篩余百分率：各號(hào)篩的篩余量與試樣總質(zhì)量之比，計(jì)算精確至0.1%。

(2)計(jì)算累計(jì)篩余百分率：該號(hào)篩的篩余百分率與該號(hào)篩以上各分計(jì)篩余百分率之和，精確至1.0%。篩分后，如每號(hào)篩的篩余量與篩底質(zhì)量之和同原試樣質(zhì)量之差超過1%時(shí)，須重新實(shí)驗(yàn)。

(3)根據(jù)各號(hào)篩的累計(jì)篩余百分率，評(píng)定該試樣的顆粒級(jí)配。

14.2.10　石子的含水率試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定粗骨料的含水率，以便在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算石子的用量。

1)主要儀器設(shè)備

臺(tái)秤：稱量1000g,感量1g；

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在(105±5)℃；

搪瓷盤、小鏟等。

2)試驗(yàn)步驟

稱取淺盤的質(zhì)量，記為m1，由樣品中取重約1000g的試樣裝入淺盤，稱淺盤與試樣總質(zhì)量記為m2。將淺盤連同試樣一并送入烘箱中烘干，取出冷卻至室溫。稱烘干試樣與淺盤總質(zhì)量，記為m3。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

石子的含水率按下式計(jì)算，結(jié)果精確至0.1%：

%

(14-13)

式中：w——砂的含水率，%；

m1——淺盤的質(zhì)量，g；

m2——淺盤與試樣的總質(zhì)量，g；

m3——烘干試樣與淺盤的總質(zhì)量，g。

以兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值，精確至0.1%；兩次試驗(yàn)結(jié)果之差大于0.2%時(shí)，須重新試驗(yàn)。

14.2.11　石子的壓碎指標(biāo)試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定粗骨料抵抗壓碎的能力，以間接地推測(cè)其相應(yīng)的強(qiáng)度。

1)主要儀器設(shè)備

圖14.8　壓碎指標(biāo)測(cè)定儀
　(單位：mm)

壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)：量程為300kN，示值相對(duì)誤差為2%；

壓碎指標(biāo)測(cè)定儀，如圖14.8所示；

臺(tái)稱：稱量1000g，感量1g；

方孔篩(孔徑分別為2.36mm、9.50mm和19.0mm)；

直徑為10mm的圓鋼筋。

2)試驗(yàn)步驟

(1)試樣制備。取孔徑為9.50mm、19.0mm兩個(gè)方孔篩，篩除大于19.0mm和小于9.50mm的顆粒，并剔除其針狀和片狀顆粒，然后稱取3份試樣備用，每份約重3kg。

(2)將石子試樣裝入測(cè)定儀。置圓模于底盤上，取試樣一份，分兩層裝入筒內(nèi)。每裝完一層試樣后，在底盤下面墊放一直徑為10mm的圓鋼筋，將筒按住，左右交替顛擊地面各25次。顛實(shí)第二層下墊鋼筋的方向與第一層下墊鋼筋的方向應(yīng)垂直。整平筒內(nèi)試樣表面，把加壓頭裝好(應(yīng)使加壓頭與圓模頂齊平且正)。

(3)加荷。將壓碎指標(biāo)測(cè)定儀放到壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)下承壓板上，開動(dòng)機(jī)器，以1kN/s的速度均勻地加荷到200kN，穩(wěn)定5s后，卸荷。

(4)稱量。從實(shí)驗(yàn)機(jī)上取下測(cè)定儀，倒出石子并稱其質(zhì)量。

(5)過篩并稱量。用孔徑為2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱其篩余試樣質(zhì)量。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

壓碎指標(biāo)值按下式計(jì)算，精確至0.1%：

%

(14-14)

式中：Qc——壓碎指標(biāo)值，%；

G1——試樣的質(zhì)量，g；

G2——壓碎試驗(yàn)后篩余的試樣質(zhì)量，g。

取三次平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為壓碎指標(biāo)值的試驗(yàn)結(jié)果，精確至1%。

14.3　普通混凝土性能試驗(yàn)

14.3.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

普通混凝土性能試驗(yàn)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ/T 55—2011)、《普通混凝土拌合物性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50080—2011)、《普通混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2011)、《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能實(shí)驗(yàn)方法》(GBJ 82—2009)等相關(guān)規(guī)定，測(cè)定混凝土拌合物的和易性，混凝土規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度值，評(píng)定其性能是否滿足設(shè)計(jì)要求等。

14.3.2　混凝土拌合物實(shí)驗(yàn)室試樣取樣與拌合方法

1)一般規(guī)定

(1)原材料應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，且與實(shí)際工程用料相同。拌合用水泥若有結(jié)塊現(xiàn)象，應(yīng)用0.9mm的方孔篩過篩，篩余團(tuán)塊不得使用。

(2)拌制混凝土的材料用量以質(zhì)量計(jì)。稱量精確度如下：骨料為±1%，水、水泥及外加劑為±0.5%?；炷猎嚢枳钚嚢枇浚寒?dāng)骨料最大粒徑小于31.5mm時(shí)，拌制數(shù)量為10L，當(dāng)最大粒徑為40mm時(shí)，拌制25L；若采用機(jī)械攪拌時(shí)，攪拌量不應(yīng)小于攪拌機(jī)額定攪拌量的1/4。

(3)拌合時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)保持在(20±5)℃。

2)主要儀器設(shè)備

攪拌機(jī)：容積為50～100L，轉(zhuǎn)速為18～22r/min。

拌合鋼板：1.5m×2.0m。

磅秤：稱量50kg，感量50g。

天平：稱量5kg，感量1g。

拌合鏟、鋼抹子和量筒等。

3)拌合方法

(1)人工拌合

① 先按混凝土配合比備料。以材料干燥狀態(tài)為基準(zhǔn)，稱取各材料的用量。

② 人工拌合在拌合鋼板上進(jìn)行，拌合前，應(yīng)將拌板和鐵鏟清理干凈，并保持表面濕潤(rùn)。將稱量好的砂倒在拌合板上，再加入水泥，用鐵鏟拌合至顏色均勻，再加入稱好的石子，至少翻拌3次，直至混合均勻?yàn)橹埂?/p>

③ 將干混合料堆成錐形，在中間挖一個(gè)凹坑，將稱量好的水倒入一半左右在凹坑中。然后仔細(xì)翻拌，并徐徐加入剩余的水，繼續(xù)翻拌，每翻拌一次，用鏟在混合料上鏟切一次，至少翻拌6次，直到拌合均勻?yàn)橹?。拌合時(shí)間從加水完畢時(shí)算起，在10min內(nèi)完成。

(2)機(jī)械攪拌

① 機(jī)械攪拌在攪拌機(jī)中進(jìn)行。拌合前應(yīng)將攪拌機(jī)沖洗干凈，并預(yù)拌少量同配合比混凝土拌合物或與拌合物水灰比相同的砂漿，使攪拌機(jī)內(nèi)掛漿后刮去攪拌機(jī)內(nèi)壁多余的砂漿，以免正式拌合時(shí)影響拌合物的配合比。

② 開啟攪拌機(jī)，向機(jī)內(nèi)依次加入石子、砂和水泥，干拌均勻后，再將水徐徐倒入。自加完水起，繼續(xù)拌合2min。

③ 將攪拌機(jī)里的拌合物倒在拌合板上，刮出黏結(jié)在攪拌機(jī)上的拌合物，用人工拌合1～2min。

人工拌合或機(jī)械攪拌，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，從開始加水時(shí)算起，到完成坍落度測(cè)定和試件成型的全部操作須在30min內(nèi)完成。

4)取樣方法

混凝土拌合物試驗(yàn)用料應(yīng)根據(jù)不同要求，同一組混凝土拌合物的取樣應(yīng)從同一盤混凝土或同一車運(yùn)送的混凝土中取樣。取樣量應(yīng)多于實(shí)驗(yàn)所需量的1.5倍，且不得小于20L。

混凝土工程施工中取樣進(jìn)行混凝土試驗(yàn)時(shí)，取樣應(yīng)具有代表性，采用多次取樣的方法。一般在同一盤混凝土或同一車混凝土中大約1/4、1/2、3/4處分別取樣，從第一次取樣至最后一次取樣不得超過15min，然后再人工攪拌均勻，以保證其質(zhì)量均勻。

拌合物取樣后應(yīng)盡快進(jìn)行試驗(yàn)。從取樣完畢至開始做各項(xiàng)性能試驗(yàn)不宜超過5min。

14.3.3　混凝土拌合物和易性試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定混凝土拌合物的施工和易性，和易性是保證混凝土便于施工并形成質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的硬化混凝土的性能，為混凝土拌合物質(zhì)量評(píng)定提供依據(jù)。

1)坍落度試驗(yàn)

(1)適用范圍

坍落度試驗(yàn)適用于坍落度值不小于10mm且粗骨料粒徑不大于40mm的塑性混凝土，如粗骨料粒徑超過40mm時(shí)，需用孔徑為40mm方孔篩篩除。

(2)主要儀器設(shè)備

坍落度筒：底部?jī)?nèi)徑為(200±2)mm，頂部?jī)?nèi)徑為(100±2)mm，高度為(300±2)mm的截頂圓錐形金屬筒，筒內(nèi)壁必須光滑。

搗棒：直徑16mm，長(zhǎng)650mm，端部為彈頭形金屬棒。

孔徑為40mm的方孔篩、鋼尺、鐵鏟、抹刀等。

(3)試驗(yàn)步驟

① 測(cè)定前，用濕布將坍落度筒內(nèi)外壁和底板擦凈，潤(rùn)濕，并將筒頂部加上漏斗，放在拌合板上，用雙腳踩緊兩邊的踏板，使其在裝料時(shí)保持位置固定。

② 將拌合物按規(guī)定方法裝入坍落度筒。將拌好的拌合物用小鏟大致分3層裝入筒內(nèi)，搗實(shí)后每層的高度大致為筒高的1/3。每裝一層分別用搗棒在全面積上由外向中心插搗25次。插搗深度為：底層應(yīng)穿透該層，上層則應(yīng)插到下層表面以下為止。插搗完畢即卸下漏斗，將筒口多余拌合物刮去并用抹刀抹平，清除筒邊和地板上的混凝土。

③ 用手將坍落度筒垂直平穩(wěn)地提起，坍落度筒的提起過程應(yīng)在5～10s內(nèi)完成，開始裝料至提起坍落度筒的整個(gè)過程應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，并在150s內(nèi)完成，如圖14.9所示。

圖14.9　坍落度實(shí)驗(yàn)示意圖(單位：mm)

(4)試驗(yàn)結(jié)果分析

① 混凝土拌合物坍落度的測(cè)定。提起坍落度筒后，輕放于拌合物試體旁邊，立即測(cè)量筒高與坍落后拌合物試樣之間的距離，即為拌合物的坍落度，單位mm。若混凝土拌合物試樣發(fā)生一邊塌陷或崩塌，應(yīng)取另一部分試樣重做實(shí)驗(yàn)。如第二次實(shí)驗(yàn)仍存在此現(xiàn)象，則該混凝土拌合物的和易性不好，應(yīng)記錄備查。

② 混凝土拌合物黏聚性、保水性的評(píng)定。黏聚性：用搗棒在已坍落的拌合物錐體側(cè)面輕輕擊打，若錐體逐漸下沉，表示黏聚性良好；若突然倒塌、部分崩裂或石子離析，即黏聚性不良。保水性：提起坍落度筒后若有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的拌合物也因失漿而骨料外露，則保水性不良。若無這些現(xiàn)象，則保水性良好。

2)維勃稠度法試驗(yàn)

(1)適用范圍

圖14.10　維勃稠度測(cè)定儀示意圖

維勃稠度法試驗(yàn)適用于最大粒徑不大于40mm，維勃稠度在5～30s的混凝土拌合物的稠度測(cè)定。

(2)主要儀器設(shè)備

維勃稠度儀：①容器，內(nèi)徑240mm高200mm，可用螺母將其固定在振動(dòng)臺(tái)上。②坍落度筒：截頂圓錐筒，筒底部直徑200mm，頂部直徑100mm，高300mm，筒外有把手。③透明圓盤：圓盤直徑230mm，圓盤(包括滑桿及荷重)重2750g;圓盤上有刻有刻度的滑桿。④振動(dòng)臺(tái)：工作頻率50Hz,振幅0.5mm。⑤下料漏斗。如圖14.10所示。

混凝土搗棒：直徑16mm，長(zhǎng)650mm，端部為彈頭形金屬棒。

秒表、抹刀等。

(3)試驗(yàn)步驟

將維勃稠度儀放在堅(jiān)實(shí)的水平面上，用濕布把坍落度筒、下料漏斗、搗棒、鏝刀等實(shí)驗(yàn)器材潤(rùn)濕。

將坍落度筒置于容器內(nèi)正中央，把漏斗裝到坍落度筒上，然后將混凝土分三層裝入坍落度筒內(nèi)，每層用搗棒插搗25次，搗畢第三層混凝土后，移走漏斗，抹平筒口，隨即小心提走坍落度筒，應(yīng)注意不能使混凝土產(chǎn)生橫向的扭動(dòng)。

將透明圓盤滑桿穿過旋轉(zhuǎn)架的套筒，并將圓盤輕輕地放在混凝土頂面上。將旋轉(zhuǎn)架固定在支柱上，并放松套筒螺絲，以使滑桿可自由滑動(dòng)。

開啟振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)按下秒表。通過透明圓盤觀察混凝土的振實(shí)情況，當(dāng)圓盤底面剛好被水泥漿布滿時(shí)，立即按停秒表和關(guān)閉振動(dòng)臺(tái)。記下秒表所記時(shí)間，即為混凝土的維勃稠度值(秒)，精確至1s。

14.3.4　混凝土拌合物表觀密度試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定拌合物搗實(shí)后的單位體積的質(zhì)量(即表觀密度)以換算成達(dá)到設(shè)計(jì)要求和易性的試拌配合比。

1)主要儀器設(shè)備

鐵制容量筒：容積為5L(適用于粗骨料最大粒徑不大于40mm的拌合物)，其內(nèi)徑和內(nèi)高均為(186±2)mm，筒壁厚為3mm；

臺(tái)秤：稱量50kg，感量50g；

搗棒、鋼尺、小鏟、振動(dòng)臺(tái)等。

2)試驗(yàn)步驟

用濕布將容量筒的內(nèi)外壁擦拭干凈，稱鐵制容量筒的質(zhì)量，記為G1，精確至50g。

將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入容量筒。若采用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)時(shí)，將混凝土拌合物一次性裝滿容量筒，在振動(dòng)臺(tái)上振至表面泛漿,然后抹平。若采用人工插搗時(shí)，將拌合物分2層裝入，每層由邊緣向中心按螺旋形方向插搗25次，插搗底層應(yīng)插透本層，插搗上層應(yīng)插透本層并深入下層1～2cm，每一層插搗后用橡皮錘沿筒外壁輕輕敲打5～10次，直至拌合物表面插搗孔消失并無大氣泡為止，最后抹平。

稱容量筒與拌合物的總質(zhì)量，記為Gn，精確至50g。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

混凝土拌合物表觀密度按下式計(jì)算，結(jié)果精確至10kg/m3：

(14-15)

式中：ρc′t——表觀密度，kg/m3；

Gn——容量筒與拌合物的總質(zhì)量，kg；

G1——容量筒的質(zhì)量，kg；

V——容量筒的容積，L。

14.3.5　混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

測(cè)定混凝土規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度值，評(píng)定混凝土的質(zhì)量，為控制施工質(zhì)量提供依據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

試模：標(biāo)準(zhǔn)試模尺寸為邊長(zhǎng)150mm的立方體，也可根據(jù)粗骨料的最大粒徑情況選用非標(biāo)準(zhǔn)試模，如表14.5所示。

振動(dòng)臺(tái)：頻率(3000±200)次/min，振幅0.35mm。

養(yǎng)護(hù)室：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度應(yīng)控制在(20±3)℃，相對(duì)濕度90%以上。無標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，試件可在(20±3)℃的靜水中養(yǎng)護(hù)，pH應(yīng)不小于7。

壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)：試件破壞荷載應(yīng)大于壓力機(jī)全量程的20%且小于壓力機(jī)全量程的80%，精度不低于±1%。

搗棒、鐵鏟、抹刀、鋼尺等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)制作試件

① 拼裝好試模，并在模內(nèi)刷一薄層礦物油脂。

② 成型試件：混凝土拌合物坍落度小于70mm時(shí)，用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)；坍落度大于70mm時(shí)，用搗棒人工搗實(shí)。

a.振動(dòng)臺(tái)振實(shí)成型：將拌合物一次性裝入試模，并稍有富余，將試模放在振動(dòng)臺(tái)上，開動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，振至拌合物表面泛漿為止。振畢，用鏝刀將表面抹平。

b.人工搗實(shí)成型：將拌合物分兩層裝入試模，每層厚度大致相等。每裝一層，用搗棒按螺旋方向從邊緣向中心插搗25次，插搗底層時(shí)，搗棒應(yīng)達(dá)到模底；插搗上層時(shí)，搗棒應(yīng)穿透上層并深入下層20～30mm(并用鏝刀沿四周模壁插搗數(shù)次)。然后刮除多余的混凝土，并用鏝刀抹平(采用非標(biāo)準(zhǔn)試模，插搗次數(shù)有所變化，如表14.5所示)。

表14.5　試件邊長(zhǎng)與骨料最大粒徑的關(guān)系以及不同尺寸試件成型時(shí)每層插搗次數(shù)

試件成型后應(yīng)覆蓋，防止水分蒸發(fā)，并在(20±5)℃的室內(nèi)靜置至少1天，然后拆模。

(2)養(yǎng)護(hù)試件

試件拆模后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中或(20±3)℃的靜水中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。當(dāng)無標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，試件可在(20±3)℃的靜水中養(yǎng)護(hù)，pH應(yīng)不小于7。

(3)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

① 測(cè)量試件尺寸。試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后，擦凈表面，測(cè)量尺寸，并計(jì)算承壓面積。

② 安置試件：將試件安放在壓力機(jī)下承壓板中心，試件的承壓面與成型時(shí)的頂面垂直，開啟壓力機(jī)，當(dāng)上承壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球座使接觸均勻。

③ 試件加荷：加壓力荷載時(shí)，應(yīng)持續(xù)且均勻。加荷速度為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)<C30時(shí)，取0.3～0.5MPa/s，即6.75～11.25kN/s；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C30且<C60時(shí)，取0.5～0.8MPa/s，即11.25～18.0kN/s。當(dāng)試件接近破壞開始急劇變形時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至破壞。記錄試件破壞荷載。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析

混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度值按下式計(jì)算，精確至0.1MPa：

fcu=F/A

(14-16)

式中：fcu——混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，MPa；

F——試件破壞荷載，N；

A——試件的承壓面積，mm2。

以一組3個(gè)試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。若3個(gè)試件中的最大值或最小值超過中間值的±15%，則把最大值與最小值一并舍去，取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值；如最大值和最小值均超過中間值的±15%，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無效。

若采用非標(biāo)準(zhǔn)試件，應(yīng)將非標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度值換算成標(biāo)準(zhǔn)試件的強(qiáng)度值，如表14.6所示。

表14.6　混凝土非標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度換算系數(shù)

14.4　建筑砂漿性能試驗(yàn)

14.4.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

建筑砂漿性能試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑砂漿基本性能實(shí)驗(yàn)方法》(JGJ/T 70—2009)的相關(guān)規(guī)定，測(cè)定新拌砂漿的和易性，確定砂漿的強(qiáng)度等級(jí)，評(píng)定砂漿實(shí)際強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

14.4.2　砂漿試樣的制備與取樣

1)取樣

建筑砂漿試樣取樣應(yīng)根據(jù)要求，從同一盤砂漿或同一車砂漿中取樣。取樣量不少于實(shí)驗(yàn)所需量的4倍。在施工現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)，應(yīng)按照相應(yīng)的施工驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定，在使用地點(diǎn)的砂漿槽、運(yùn)送車或攪拌機(jī)出料口等至少3個(gè)不同的部位取樣，取樣完畢后，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)人工略加翻拌均勻。從取樣完畢至開始進(jìn)行各項(xiàng)性能實(shí)驗(yàn)不宜超過15min。

2)試樣制備

(1)主要儀器設(shè)備

砂漿攪拌機(jī)；拌合鋼板，約1.5mm×2mm，厚約3mm；

磅秤：稱量50kg，精度50g；

臺(tái)秤：稱量10kg，精度5g；

拌鏟、量筒、盛器等。

(2)一般規(guī)定

在實(shí)驗(yàn)室制備砂漿拌合物時(shí)，應(yīng)提前24h把所有原材料運(yùn)入實(shí)驗(yàn)室，保持與室內(nèi)溫度一致。拌合時(shí)，實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)溫度宜保持在(20±3)℃，相對(duì)濕度大于或等于50%。實(shí)驗(yàn)所用原材料須與現(xiàn)場(chǎng)使用材料一致，材料用量以質(zhì)量計(jì)。稱量精度要求：水泥、外加劑和摻合料等為±0.5%，砂為±1%。

(3)拌合方法

① 人工拌合方法：按初步配合比計(jì)算結(jié)果稱取各材料量，將稱量好的砂子倒在拌合板上，然后加入水泥，用拌鏟拌合至混合物顏色均勻?yàn)橹?。將混合物堆成堆，在中間挖一個(gè)凹坑，將稱好的石灰膏(或黏土膏)倒入凹槽中(如為水泥砂漿，則將稱好的水倒一半入凹槽中)，倒入部分水將石灰膏(或黏土膏)沖入凹坑，再倒入一部分水，將混合料稀釋，然后與水泥、砂充分拌合；并逐漸加水，直至拌合物色澤一致。和易性憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整到符合要求為止，一般需拌合5min。

② 機(jī)械拌合方法：先按配合比拌制適量砂漿倒入攪拌機(jī)內(nèi)，使攪拌機(jī)內(nèi)壁黏附一薄層砂漿，確保正式拌合時(shí)的砂漿配合比成分準(zhǔn)確，拌合1～2min，停機(jī)，倒出砂漿。攪拌的用料總量不宜少于攪拌機(jī)容量的20%。稱出各材料用量，將砂、水泥裝入攪拌機(jī)內(nèi)；開動(dòng)攪拌機(jī)，將水徐徐加入(混合砂漿需將石膏或黏土膏用水稀釋至漿狀)，攪拌約3min；最后將砂漿拌合物倒至拌合板上，用拌鏟翻拌兩三次，使之混合均勻。

14.4.3　砂漿的和易性試驗(yàn)

通過測(cè)定新拌砂漿的和易性，為砌筑砂漿提供配合比。

1)主要儀器設(shè)備

砂漿稠度測(cè)定儀：由支座、容器和試錐三部分組成。試錐高度為145mm，錐底直徑為75mm，試錐和滑桿的總質(zhì)量約為(300±2)g，圓錐筒為鋼板制成，高為180mm，錐底內(nèi)徑為150mm；支座分為底座、支架和刻度顯示三部分，由鑄鐵、鋼及其他金屬制成。如圖14.11所示。

砂漿分層度測(cè)定儀：由上下兩層金屬圓筒及左右兩根連接螺栓組成。圓筒內(nèi)徑為150mm，上節(jié)筒高度為200mm，下節(jié)筒帶底凈高為100mm。上下兩層連接處需設(shè)有橡膠墊圈箍緊。

金屬或硬塑料圓環(huán)試模：內(nèi)徑為100mm、內(nèi)部高度為25mm。

醫(yī)用棉紗：尺寸為110mm×110mm，宜選用紗線稀疏，厚度較薄的棉紗。

圖14.11　砂漿稠度測(cè)定儀示意圖

圖14.12　砂漿分層度測(cè)定儀示意圖

超白濾紙：符合《化學(xué)分析濾紙》(GB/T 1914)中速定性濾紙。直徑為110mm，200g/m2。

金屬或玻璃的方形或圓形不透水片：2片，邊長(zhǎng)或直徑大于110mm。

天平：量程200g,感量0.1g；量程2000g，感量1g。

搗棒(直徑10mm，長(zhǎng)350mm，端部磨圓)、鐵鏟、抹刀、量筒、秒表、可密封的取樣容器(保持清潔與干燥)、2kg的重物、烘箱等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)砂漿流動(dòng)性(稠度)的測(cè)定

① 裝料。將拌制好的砂漿一次性裝入砂漿稠度測(cè)定儀的盛漿圓錐筒(盛漿筒)中，用搗棒插搗25次，然后輕輕地?fù)u動(dòng)容器或在桌上輕輕地振動(dòng)5～6次，使砂漿表面平整(注意應(yīng)使砂漿表面低于圓錐筒口約10mm)，然后將容器移至稠度測(cè)定儀的底座上。

② 調(diào)零。放松圓錐體滑桿的制動(dòng)螺絲，使試錐(圓錐體)尖端與砂漿表面接觸，擰緊制動(dòng)螺絲，拉下齒條測(cè)桿，使齒條測(cè)桿下端剛好接觸滑桿上端。并將指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤零點(diǎn)。

③ 測(cè)定。松開制動(dòng)螺絲，使試錐自由沉入砂漿中，同時(shí)計(jì)時(shí)，10s時(shí)立即擰緊制動(dòng)螺絲。拉下齒條測(cè)桿，使齒條測(cè)桿下端剛好接觸滑桿上端。從刻度盤上讀出下沉深度，即為砂漿的稠度(即沉入度值)。盛漿容器內(nèi)的砂漿，只允許測(cè)定一次稠度，重復(fù)測(cè)定時(shí)，應(yīng)重新取樣。

(2)砂漿分層度的測(cè)定

在砂漿稠度測(cè)定試驗(yàn)中，滿足砂漿稠度要求的沉入度值記為K1。

稠度試驗(yàn)后將砂漿重新拌合均勻，一次性裝滿分層度儀。用木錘在容器周圍距離大致相等的四個(gè)不同地方各輕敲1～2次，若砂漿有沉落，隨時(shí)添加，然后用抹刀抹平。

靜置30min。然后去掉上節(jié)200mm砂漿，取出下節(jié)100mm砂漿重新拌合均勻，再測(cè)定砂漿稠度，記為K2。

(3)砂漿保水性的測(cè)定

先稱量下不透水片與干燥試模質(zhì)量，記為m1，8片中速定性濾紙質(zhì)量，記為m2。

將砂漿拌合物一次性裝入試模，并用抹刀插搗數(shù)次，當(dāng)填充砂漿略高于試模邊緣時(shí)，用抹刀以45°角一次性將試模表面多余的砂漿刮去，再反方向?qū)⑸皾{刮平。

將試模邊的砂漿擦拭干凈，稱量試模下不透水片與砂漿的總質(zhì)量，記為m3。

用2片醫(yī)用棉紗覆蓋在砂漿表面，再在棉紗表面放上8片濾紙，用不透水片蓋在濾紙表面，以2kg的重物壓住不透水片。

靜止2min后移走重物及不透水片，取出濾紙(不包括棉砂)，迅速稱量濾紙質(zhì)量，記為m4。

(4)砂漿表觀密度的測(cè)定

將砂漿拌合物一次性裝入已校核容積的容量筒中，并輕敲容量筒四周，以排除氣泡。抹平后稱取容量筒和砂漿的總質(zhì)量，除以容量筒的容積即為砂漿的表觀密度ρm,t。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)砂漿流動(dòng)性(稠度)

以兩次測(cè)定結(jié)果的平均值作為砂漿稠度測(cè)定值，精確至1mm；若兩次測(cè)定值之差大于10mm，應(yīng)重新裝料測(cè)定。

(2)砂漿分層度

砂漿的分層度ΔK=K1-K2。取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為砂漿的分層度值。若兩次分層度試驗(yàn)結(jié)果之差大于10mm，應(yīng)重新取樣測(cè)定。

(3)砂漿保水性

砂漿保水性應(yīng)按下式計(jì)算：

%

(14-17)

式中：W——砂漿保水性，%；

m1——下不透水片與干燥試模質(zhì)量，g；

m2——8片濾紙吸水前的質(zhì)量，g；

m3——試模、下不透水片與砂漿總質(zhì)量，g；

m4——8片濾紙吸水后的質(zhì)量，g；

α——砂漿含水率，%。

取兩次試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為結(jié)果，如兩個(gè)測(cè)定值中有1個(gè)超出平均值的5%，則此組試驗(yàn)結(jié)果無效。

14.4.4　砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

檢驗(yàn)砂漿立方體抗壓強(qiáng)度能否滿足設(shè)計(jì)要求。

1)主要儀器設(shè)備

壓力試驗(yàn)機(jī)：精度為1%，試件破壞荷載應(yīng)不小于壓力機(jī)量程的20%，且不大于全量程的80%。

試模：尺寸為70.7mm×70.7mm×70.7mm的有底試模，應(yīng)具有足夠的剛度并拆裝方便。試模的內(nèi)表面應(yīng)機(jī)械加工，其不平度應(yīng)為每100mm不超過0.05mm，組裝后各相鄰面的不垂直度不應(yīng)超過±0.5°。

搗棒：直徑10mm，長(zhǎng)350mm，一端磨圓。

鏝刀等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)試件制作與養(yǎng)護(hù)

采用立方體試模，制作每組3個(gè)試件。裝試模前，應(yīng)在試模內(nèi)壁涂抹薄層機(jī)油或脫模劑，在試模的外接縫涂抹黃油等密封材料。將拌制好的砂漿一次性裝滿砂漿試模，成型方法根據(jù)稠度而定。當(dāng)稠度小于50mm時(shí)采用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)成型，當(dāng)稠度不小于50mm時(shí)采用人工振搗成型。

機(jī)械振搗：砂漿一次性裝滿試模，放置于振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)時(shí)試模不得跳動(dòng)，振動(dòng)5～10s，或持續(xù)至表面出漿即可，不得過振。

人工振搗：用搗棒由外向內(nèi)按螺旋方向插搗25次，并用鏝刀沿四周模壁插搗數(shù)次，若插搗過程中砂漿低于試?？冢瑧?yīng)隨時(shí)添加砂漿，再把試模一邊抬高5～10mm各振動(dòng)5次，使砂漿略高出試?？?～8mm，待砂漿表面出現(xiàn)麻斑(約15～30min后)，用鏝刀抹平。

試件制作完畢后，應(yīng)在室溫為(20±5)℃的環(huán)境下靜置一晝夜(24±2)h，若氣溫較低時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間，但不能超過兩晝夜，然后拆模并編號(hào)。拆模后立即放在(20±3)℃、相對(duì)濕度為90%以上的潮濕條件下養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。養(yǎng)護(hù)期間，試件彼此間隔不小于 10mm，混合砂漿試件表面應(yīng)覆蓋，防止有水滴在試件上。

(2)砂漿立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

試件養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，從養(yǎng)護(hù)室取出，將試件表面擦凈，測(cè)量尺寸，檢查其外觀；計(jì)算試件受壓面積。如實(shí)測(cè)尺寸與公稱尺寸之差不超過1mm，可按公稱尺寸進(jìn)行計(jì)算。

將試件放置于壓力機(jī)的下承壓板上的中心點(diǎn)，試件的受壓面與成型時(shí)的頂面垂直。

開啟壓力試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸面均衡受壓。加荷應(yīng)均勻連續(xù)，加荷速度為0.25～1.5kN/s(強(qiáng)度小于5MPa時(shí)，取下限；強(qiáng)度大于5MPa時(shí)，取上限)。當(dāng)試件接近破壞并開始發(fā)生迅速變形時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，記錄試件破壞荷載。

3)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析

砂漿立方體試件的抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算，精確至0.1MPa：

(14-18)

式中：fm,cu——砂漿立方體試件的抗壓強(qiáng)度，MPa；

Nu——試件破壞荷載，N；

A——試件承壓面積，mm2。

以3個(gè)試件抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的算術(shù)平均值的1.3倍(f2)作為該組試件的砂漿立方體試件抗壓強(qiáng)度平均值(精確至0.1MPa)。

當(dāng)3個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)度值的最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值的差值超過中間值的15%時(shí)，則把最大值及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值；如2個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)定值與中間值的差值均超過中間值的15%時(shí)，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無效。

14.5　燒結(jié)普通磚試驗(yàn)

14.5.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

根據(jù)《砌墻磚實(shí)驗(yàn)方法》(GB/T 2542—2003)和《燒結(jié)普通磚》(GB/T 5101—2003)的相關(guān)規(guī)定，測(cè)定燒結(jié)普通磚的抗壓強(qiáng)度，為評(píng)定磚的強(qiáng)度等級(jí)提供依據(jù)。

14.5.2　主要儀器設(shè)備

壓力試驗(yàn)機(jī)：其下加壓板為球鉸支座，示值相對(duì)誤差不大于1%，預(yù)期破壞荷載應(yīng)在量程的20%～80%之間。

鋸磚機(jī)或切磚機(jī)、鋼尺、鏝刀等。

14.5.3　試驗(yàn)步驟

1)試件制備的與養(yǎng)護(hù)

按取樣方法隨機(jī)抽取10塊普通磚樣備用。將磚樣切斷或鋸成兩個(gè)半截磚，斷開的半截磚長(zhǎng)度不得小于100mm。若半截磚不足100mm，應(yīng)另取磚樣補(bǔ)足。

將斷開的半截磚浸水10～20min后取出，按斷口相反疊放，兩者中間抹以厚度不超過5mm、稠度適宜的水泥凈漿，上下兩面用厚度不超過3mm的同種水泥凈漿抹平。制成的試件上下兩面須相互平行，并垂直于側(cè)面。

將制成的試件置于不低于10℃的不通風(fēng)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)3d。

2)燒結(jié)磚抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

測(cè)量每個(gè)試件連接面或受壓面的長(zhǎng)L(mm)、寬b(mm)尺寸各2個(gè)，分別取其平均值，精確至1mm。計(jì)算受壓面積A=L×b。

將試件平放在壓力機(jī)承壓板中央，垂直于受壓面加荷，以(5±0.5)kN/s的加荷速度均勻平穩(wěn)的加荷，直至試件破壞，記錄最大破壞荷載P(N)。

14.5.4　試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析

計(jì)算每塊磚的抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu,i

(14-19)

計(jì)算抗壓強(qiáng)度平均值cu

(14-20)

計(jì)算抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差S

(14-21)

計(jì)算抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)δ

(14-22)

計(jì)算抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk

-1.8S

(14-23)

若變異系數(shù)δ≤0.21，按抗壓強(qiáng)度平均值fcu與抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)；若變異系數(shù)δ>0.21，按抗壓強(qiáng)度平均值fcu與單塊最小抗壓強(qiáng)度值fmin評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)。

14.6　鋼筋試驗(yàn)

14.6.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)《金屬材料室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法》(GB/T 228—2010)和《金屬材料彎曲實(shí)驗(yàn)方法》(GB/T 232—2010)的相關(guān)規(guī)定，測(cè)定低碳鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后拉伸率和工藝性能等，以評(píng)定鋼筋的質(zhì)量。

14.6.2　鋼筋實(shí)驗(yàn)的一般規(guī)定

鋼筋應(yīng)按批進(jìn)行檢查驗(yàn)收，同一爐罐號(hào)、牌號(hào)、公稱直徑組成的鋼筋應(yīng)分批進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，每批質(zhì)量不大于60t。

鋼筋應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報(bào)告單，驗(yàn)收內(nèi)容包括查對(duì)標(biāo)牌、外觀質(zhì)量，并按照有關(guān)規(guī)定抽取試樣做力學(xué)性能試驗(yàn)，包括拉伸試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)2項(xiàng)。若2個(gè)項(xiàng)目中有1個(gè)項(xiàng)目不合格，該批鋼筋即為不合格。

在每批鋼筋中任取2根鋼筋，截取拉伸試樣，任取2根截取冷彎試樣。在拉伸試驗(yàn)中，若有其中1根試樣的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率3個(gè)指標(biāo)中有1個(gè)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值，或冷彎試驗(yàn)中有1根試件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則在同一批鋼筋中再抽取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，若復(fù)驗(yàn)結(jié)果中有1項(xiàng)指標(biāo)不合格，則該試驗(yàn)項(xiàng)目判定為不合格。

14.6.3　鋼筋拉伸試驗(yàn)

檢測(cè)低碳鋼的屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率，以評(píng)定鋼筋的質(zhì)量。

1)主要儀器設(shè)備

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(示值誤差不大于1%)、游標(biāo)卡尺(精度為0.1mm)、千分尺等。

2)試件的制備

拉伸試驗(yàn)用鋼筋試件一般不進(jìn)行車削加工，可以用2個(gè)或一系列等分小沖點(diǎn)或細(xì)劃線等標(biāo)出試件原始標(biāo)距，測(cè)量標(biāo)距長(zhǎng)度L0，精確至0.1mm。

3)試驗(yàn)步驟

將試驗(yàn)機(jī)測(cè)力度盤的指標(biāo)對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)，并撥動(dòng)副指針，使之與主指針重疊。

將試件垂直固定在試驗(yàn)機(jī)上、下夾頭內(nèi)，開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加荷。拉伸速度：試件屈服前，加荷速度為10MPa/s;屈服后，夾頭在荷載作用下的移動(dòng)速度應(yīng)不超過0.5Lc/min。(注：Lc為試件全長(zhǎng)減去試件被試驗(yàn)機(jī)上下夾頭夾住的長(zhǎng)度)。

拉伸中，測(cè)力度盤指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的恒定荷載，或第一次回轉(zhuǎn)時(shí)的最小荷載，即為所求的屈服點(diǎn)荷載Fs(N)。繼續(xù)施荷直至拉斷，記錄測(cè)力度盤指針的最大荷載Fb(N)。

將拉斷的試件在斷裂處對(duì)齊，并保持在同一直線上，按下法測(cè)量拉伸后標(biāo)距兩端點(diǎn)間的長(zhǎng)度L1。若斷裂處到臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于L0/3(即斷裂處位于標(biāo)距中間L0/3處)時(shí)，可直接測(cè)量?jī)啥它c(diǎn)間的距離作為L(zhǎng)1。若斷裂處到鄰近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于L0/3時(shí)，按移位法確定L1，如圖14.13所示。在拉斷的長(zhǎng)段上，從斷裂處O取基本等于短段格數(shù)，得B點(diǎn)。若長(zhǎng)段量取B點(diǎn)后所余格數(shù)為偶數(shù)，則接著再?gòu)腂量取該偶數(shù)的一半，得C點(diǎn)。那么移位后的L1=AO+OB+2BC，若長(zhǎng)段量取B點(diǎn)后所余格數(shù)為奇數(shù)，則接著再?gòu)腂量取該奇數(shù)減1之半得C點(diǎn)，以及奇數(shù)加1之半得C1點(diǎn)。那么位移后的L1=AO+OB+BC+BC1。

圖14.13　移位法計(jì)算標(biāo)距

4)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算分析

(1)鋼材的屈服強(qiáng)度按下式計(jì)算：

(14-24)

式中：σs——屈服強(qiáng)度，MPa；

Fs——屈服點(diǎn)的荷載，N；

A0——試件原橫截面面積，mm2。

(2)鋼材的抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：

(14-25)

式中：σb——抗拉強(qiáng)度，MPa；

Fb——最大荷載，N；

A0——試件原橫截面面積，mm2。

(3)斷后伸長(zhǎng)率按下式計(jì)算：

%

(14-26)

式中：δ5——L0=5d0時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率，%；

δ10——L0=10d0時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率，%；

L0——原始標(biāo)距長(zhǎng)度5d0(或10d0)，mm；

L1——試件拉斷后直接量出或按移位法確定的標(biāo)距部分長(zhǎng)度，精確至0.1mm。

當(dāng)試件結(jié)果有任意一項(xiàng)不合格時(shí)，應(yīng)重新取雙倍數(shù)量的試樣做實(shí)驗(yàn)，若仍有不合格的，則該批鋼材的拉伸性能不合格。

14.6.4　鋼筋冷彎性能試驗(yàn)

通過試驗(yàn)檢驗(yàn)鋼筋承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形性能，即檢驗(yàn)鋼筋的工藝性能，是評(píng)定鋼筋質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)。

1)主要儀器設(shè)備

壓力試驗(yàn)機(jī)(或圓口老虎鉗等)或萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、冷彎壓頭等。

2)試驗(yàn)步驟

冷彎性能試驗(yàn)的試件長(zhǎng)度為L(zhǎng)=5a+150mm，a為試件的厚度或直徑。按照熱軋鋼筋分級(jí)及相應(yīng)的技術(shù)要求選擇彎芯直徑(d)和彎曲角度(α)。

圖14.14　鋼筋彎曲實(shí)驗(yàn)

根據(jù)試件直徑與彎芯直徑調(diào)整支輥間距(支輥間距L=d+3a±0.5a)，此間距在試驗(yàn)期間保持不變，如圖14.14。將試件放在試驗(yàn)機(jī)兩支輥上，開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)加荷彎曲試件達(dá)到規(guī)定的彎曲角度(α)。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

試件彎曲后，檢查試件彎曲處的外面及側(cè)面，如無裂縫、裂斷或起層現(xiàn)象，即認(rèn)為試件冷彎性能合格。否則為不合格。

14.7　瀝青試驗(yàn)

14.7.1　試驗(yàn)依據(jù)和目的

本試驗(yàn)根據(jù)《瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定法》(GB/T 4507—1999)、《瀝青延度測(cè)定法》(GB/T 4508—2010)和《瀝青針入度測(cè)定法》(GB/T 4509—2010)的相關(guān)規(guī)定，測(cè)定瀝青的軟化點(diǎn)、延伸度和針入度等，以評(píng)定瀝青的質(zhì)量。

14.7.2　取樣

同一出廠批號(hào)、同一規(guī)格、同一標(biāo)號(hào)的瀝青一般以20t為單位，不足20t的視為一個(gè)取樣單位。

從每個(gè)取樣單位中的五個(gè)不同部位，且距離表面和內(nèi)壁5cm處，共抽取4kg左右的試樣，作為平均試樣。而對(duì)于個(gè)別可能存在混雜物的部位，應(yīng)注意單獨(dú)取樣進(jìn)行測(cè)定。

14.7.3　瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測(cè)定瀝青的軟化點(diǎn)，以了解瀝青的溫度敏感性。它是在不同環(huán)境下選用瀝青的最重要指標(biāo)之一。

1)主要儀器設(shè)備

瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定儀：實(shí)驗(yàn)溫度范圍為5～125℃；控溫速率為(5±0.5)℃/min；鋼球重(3.50±0.05)g、直徑9.53mm；黃銅環(huán)一付。

篩子、刮刀、金屬板(或玻璃片)、金屬皿、電爐等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)軟化點(diǎn)試件的制備

① 將黃銅環(huán)置于涂有隔離劑的金屬板(或玻璃板)上。

② 將預(yù)先脫水的瀝青試樣加熱熔化(加熱溫度不得高于試樣預(yù)估軟化點(diǎn)100℃)，攪拌、脫水過篩后注入黃銅環(huán)內(nèi)，到略高出環(huán)面為止。若預(yù)計(jì)軟化點(diǎn)在120℃以上時(shí)，應(yīng)將黃銅環(huán)和金屬板預(yù)熱至80～100℃。

③ 試樣在10～30℃的空氣中冷卻30min后，用熱刮刀刮至與環(huán)面齊平。將裝有試樣的黃銅環(huán)及板放入盛滿水或甘油(預(yù)計(jì)軟化點(diǎn)不高于80℃則放入水中，若預(yù)計(jì)軟化點(diǎn)高于80℃則放入甘油中)的保溫槽中，水溫保持在(5±0.5)℃，恒溫5min，甘油的溫度保持在(32±1)℃；或裝有試樣的黃銅環(huán)水平安放在環(huán)架中承板的孔內(nèi)，然后放在盛有水或甘油的燒杯中，時(shí)間和溫度保持和保溫槽一樣。燒杯內(nèi)注入新煮沸并冷卻至5℃的水，或注入預(yù)先加熱至32℃的甘油中，使水面或甘油略低于環(huán)架連桿上的深度標(biāo)記。

(2)軟化點(diǎn)試驗(yàn)

① 從保溫槽中取出裝有試樣的黃銅環(huán)放在環(huán)架中承板的圓孔中，并套上鋼球定位器，把環(huán)架整個(gè)放入燒杯中，調(diào)整水面或者甘油面至深度標(biāo)記，環(huán)架上任何部分均不允許有氣泡。將溫度計(jì)由上承板中心孔垂直插入，使水銀球與銅環(huán)下面齊平。

② 將燒杯置于有石棉網(wǎng)的電爐上，然后將鋼球放在試樣上，立即加熱，燒杯內(nèi)水或甘油溫度的上升速度保持每分鐘(5±0.5)℃，否則實(shí)驗(yàn)應(yīng)重做。試樣受熱軟化下墜至與下承板面相接觸時(shí)的溫度，即為試樣的軟化點(diǎn)，如圖14.15所示。

圖14.15　瀝青軟化點(diǎn)示意圖

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

每次測(cè)定實(shí)驗(yàn)取2個(gè)試件的測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定結(jié)果，精確至0.1℃。若2個(gè)試件試驗(yàn)結(jié)果之差超過1℃，應(yīng)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

14.7.4　瀝青延伸度試驗(yàn)

延伸度是瀝青抵抗變形能力的指標(biāo)，延伸度越大，表明瀝青抵抗變形能力越強(qiáng)。通過延伸度的測(cè)定，可以了解石油瀝青的塑性。

1)主要儀器設(shè)備

瀝青延伸度儀、瀝青延伸度試模(8字試模)、0.3～0.5mm的篩網(wǎng)片、刮刀、溫度計(jì)、加熱設(shè)備、恒溫水浴、金屬板等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)試件的制備

① 將隔離劑均勻涂抹在金屬板上及8字試模的內(nèi)側(cè)面，將試模組裝在金屬板上卡緊。

② 將加熱融化并脫水的瀝青試樣，用0.3～0.5mm的篩網(wǎng)片過濾，然后將試樣呈細(xì)流自試模一端向另一端往返多次緩緩注入，使試樣表面略高于試模。

③ 將試模在15～30℃的空氣中冷卻30min后，用熱刀精確刮平表面。然后將刮平后的試模置于(25±0.5)℃的恒溫水中，瀝青面上水層高度不應(yīng)小于25mm，保持85～95min。制作一組3個(gè)試件。

(2)延伸度試驗(yàn)

① 將延伸度儀水槽內(nèi)加水至右端刻線。按下電源開關(guān)與水泵開關(guān)，并把溫控儀調(diào)至(25±0.5)℃。

② 將試件移至延度儀的水槽中，將模具兩端的孔分別套在滑板及槽端的金屬柱上，然后去掉側(cè)模，水面應(yīng)高于試件表面25mm以上。

③ 開動(dòng)延度儀，觀察瀝青的拉伸情況。若發(fā)現(xiàn)瀝青細(xì)絲浮于水面或者沉入槽底，則加入乙醇或食鹽水調(diào)整水的密度(乙醇降低密度、食鹽增大密度)，到與試樣的密度相近后，再進(jìn)行測(cè)定。

④ 試件拉斷時(shí)，讀出指針?biāo)笜?biāo)尺上的讀數(shù)，即為試樣的延伸度(cm)，如圖14.16所示。

圖14.16　延伸度測(cè)定示意圖

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

以3個(gè)試件延伸度的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。若3次測(cè)定值不在其平均值的±5%以內(nèi)，其中2個(gè)較高值在平均值5%以內(nèi)，則去掉最低值，取2個(gè)較高值的平均值作為測(cè)定結(jié)果，否則重新測(cè)定。

14.7.5　瀝青針入度試驗(yàn)

針入度是評(píng)定石油瀝青稠度的主要指標(biāo)。針入度越大其黏滯性越小，針入度是劃分瀝青牌號(hào)的主要依據(jù)。

1)主要儀器設(shè)備

針入度測(cè)定儀、標(biāo)準(zhǔn)針、平底金屬皿(試樣皿)、玻璃水槽(恒溫水槽(浴))、三角支架、孔徑為0.3～0.5mm的濾篩、加熱用金屬皿和秒表等。

2)試驗(yàn)步驟

(1)試件的制備

將瀝青加熱熔化，脫水加熱溫度在120～180℃之間，并用濾篩過濾后，注入試樣皿中，試樣厚度應(yīng)大于預(yù)計(jì)穿入深度10mm，然后在15～30℃的空氣中冷卻1h。再將試樣皿置于恒溫水槽的三角支架恒溫1～1.5h(也可將試樣放置于其他可恒溫在(25±0.5)℃的水中)。

(2)針入度試驗(yàn)

① 調(diào)節(jié)針入度儀的水平，檢查針連桿和導(dǎo)軌，將擦拭干凈的針插入針連桿中固定，按試驗(yàn)條件放好砝碼。

② 從恒溫水槽中取出試樣皿，放到針入度儀的平臺(tái)上，慢慢放下針連桿，使針尖剛好與試樣表面接觸。拉下活桿，使其與針連桿頂端相接觸，調(diào)節(jié)針入度儀的表盤讀數(shù)為零。

③ 用手壓緊按鈕，同時(shí)啟動(dòng)秒表，使標(biāo)準(zhǔn)針自由下落穿入試樣，到規(guī)定時(shí)間停止按壓按鈕，使指針停止移動(dòng)，如圖14.17所示。

圖14.17　針入度測(cè)定示意圖

④ 拉下活桿，使其與針連桿相接觸，表盤指針的讀數(shù)即為試針的針入度。

⑤ 同一試樣至少平行測(cè)定3次，每次穿入點(diǎn)之間的距離及與試樣皿邊緣距離都不得少于10mm，每次試驗(yàn)后將標(biāo)準(zhǔn)針取下，用浸有煤油、苯或汽油等的布或棉花擦凈，再用干凈的布擦干。

3)試驗(yàn)結(jié)果分析

以3次試驗(yàn)針入度的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果(取整數(shù))。3次實(shí)驗(yàn)的最大值與最小值之差，不得超過表14.7中規(guī)定的數(shù)值。否則，應(yīng)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

表14.7　針入度測(cè)定最大允許差值