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土木工程材料实验指导书

自 编

二零零七 年 三 月

前 言

土木工程材料实验是土木工程材料课程的重要组成部分，它是由感性认识到理性认识的重要过程。通过实验预期达到三个目的：一是熟悉、验证、巩固所学的理论知识；二是了解所使用的仪器设备，掌握所学建筑材料的实验方法；三是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。
通过土木工程材料实验，同学们不仅对主要建筑材料的技术要求，实验基本原理和操作技能有所了解和掌握，同时还可以巩固和丰富理论知识，提高分析和解决问题的能力，培养严肃认真，实事求是的工作作风。
土木工程材料实验是一门与生产密切联系的科学技术，作为未来的工程技术人员，必修具备一定的土木工程材料实验知识和技能，才能正确评价材料质量，合理而经济地选择和使用材料。

实验一 土木工程材料基本性质实验
1.1密度试验(李氏比重瓶法)
1.实验目的 通过实验掌握材料的密度，表观密度，孔隙率，吸水率等概念，以及材料的强度与材料的孔隙率的大小及孔隙特征的关系，验证水对材料力学性能的影响。
2.主要仪器设备
（1）比重瓶
（2）烧杯
（3）小勺
（4）漏斗
（5）天平
3.实验步骤
1）将石料试样粉碎、研磨、过筛后放入烘箱中，以 100±5℃的温度烘干至恒重。烘干后的粉料储放在干燥器中冷却至室温，以待取用。
2）在李氏瓶中注入煤油或其他对试样不起反应的液体至突颈下部的零刻度线以上，将李氏比重瓶放在温度为(t±1)℃的恒温水槽内（水温必须控制在李氏比重瓶标定刻度时的温度)，使刻度部分浸入水中，恒温0.5小时。记下李氏瓶第一次读数V1（准确到0.05mL，下同）。
3）从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶内零点起始读数以上的没有煤油的部分仔细擦净。
4）取100g左右试样，用感量为0.001g的天平（下同）准确称取瓷皿和试样总质量m1。用牛角匙小心将试样通过漏斗渐渐送人李氏瓶内（不能大量倾倒，因为这样会妨碍李氏瓶中的空气排出，或在咽喉部分形成气泡，妨碍粉末的继续下落），使液面上升接至20mL刻度处（或略高于20mL刻度处），注意勿使石粉粘附于液面以上的瓶颈内壁上。摇动李氏瓶，排出其中空气，至液体不再发生气泡为止。再放入恒温水槽，在相同温度下恒温0.5小时，记下李氏瓶第二次读数V2。
5）准确称取瓷皿加剩下的试样总质量m2。
6）石料试样密度按下式计算（精确至0.01g/cm3）：ρt=（g/cm3）
式中：
ρt—石料密度，g/cm3；
m1—试验前试样加瓷皿总质量，g；
m2—试验后剩余试样加瓷皿总质量，g；
V1—李氏瓶第一次读数，mL（cm3）；
V2—李氏瓶第二次读数，mL（cm3）。
7）以两次试验结果的算术平均值作为测定值，如两次试验结果相差大于 0.02g/cm3时，应重新取样进行试验。

1.2表观密度（体积密度）实验（量积法）
1.主要仪器设备
（1）游标卡尺
（2）天平
（3）烘箱
（4）干燥箱
2.实验步骤
1）将石料加工成规则几何形状的试件（3个）后放入烘箱内，以（100±5）℃的温度烘干至恒重。用游标卡尺量其尺寸（精确至0.01cm），并计算其体积V0（cm3）。然后再用天平称其质量m（精确至0.01g）。按下式计算其表观密度（体积密度）：
（g/cm3）
2）求试件体积时，如试件为立方体或长方体，则每边应在上、中、下三个位置分别量测，求其平均值，然后再按下式计算体积：
（ cm3 ）
式中a、b、c分别为试件的长、宽、高。
3）求试件体积时，如试件为圆柱体，则在圆柱体上、下两个平行切面上及试件腰部，按两个互相垂直的方向量其直径，求6次量测的直径平均值d，再在互相垂直的两直径与圆周交界的四点上量其高度，求四次量测的平均值h，最后按下式求其体积：
（cm3）
4）组织均匀的石料，其体积密度应为3个试件测得结果的平均值;组织不均匀的石料，应记录最大与最小值。

1.3 孔隙率的计算
将已经求出的同一石料的密度和表观密度（用同样的单位表示）代入下式计算得出该石料的孔隙率：
×100
式中
P0—石料孔隙率，%；
ρt—石料的密度，g/cm3；
ρ't—石料的体积密度，g/cm3；

1.4 吸水率试验
1.实验步骤
1）将石料试件加工成直径和高均为50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体试件;如采用不规则试件，其边长不少于40～60mm，每组试件至少3个，石质组织不均匀者，每组试件不少于5个。用毛刷将试件洗涤干净并编号。
2）将试件置于烘箱中，以（100±5）℃的温度烘干至恒重。在干燥器中冷却至室温后以天平称其质量m1（g），精确至0.01g（下同）。
3）将试件放在盛水容器中，在容器底部可放些垫条如玻璃管或玻璃杆使试件底面与盆底不致紧贴，使水能够自由进入。
4）加水至试件高度的1/4处;以后每隔2h分别加水至高度的1/2和3/4处; 6h后将水加至高出试件顶面20mm以上，并再放置48h让其自由吸水。这样逐次加水能使试件孔隙中的空气逐渐逸出。
5）取出试件，用湿纱布擦去表面水分，立即称其质量m2（g）。
6）按下列公式计算石料吸水率（精确至0.01%）：
×100
式中
Wx—石料吸水率，%；
m1—烘干至恒重时试件的质量，g ；
m2—吸水至恒重时试件的质量，g ；
7）组织均匀的试件，取三个试件试验结果的平均值作为测定值;组织不均匀的，则取5个试件试验结果的平均值作为测定值。

实验二 水泥的基本性质实验
2.1  水泥细度测定（筛析法）
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 
3．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。
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。

式中  ——水泥试样的筛余百分数（%）；
——水泥筛余物的质量（g）；
——水泥试样的质量（g）。
2.2  水泥标准稠度用水量实验
1．实验目的  通过实验测定水泥净浆达到水泥标准稠度（统一规定的浆体可塑性）时的用水量，作为水泥凝结时间、安定性实验用水量之一；掌握GB1346—89及GB1346—2001《水泥标准稠度用水量》的测试方法，正确使用仪器设备，并熟悉其性能。
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．实验方法及步骤
（1）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（），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。
（2）代用法
1）仪器设备检查  稠度仪金属滑杆能自由滑动，搅拌机能正常运转等。
2）调零点  将试锥降至锥模顶面位置时，指针应对准标尺零点。
3）水泥净浆制备  同标准法。
4）标准稠度的测定  有调整水量法和固定水量法两种，可选用任一种测定，如有争议时以调整水量法为准。
①固定水量法  拌和用水量为142.5mL。拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣，振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1～2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。在试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度（）。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 
②调整水量法  拌和用水量按经验找水。拌和结束后，立即将拌和好的净浆装入锥模，用小刀插捣、振动数次，刮去多余净浆；抹平后放到试锥下面的固定位置上，调整金属棒使锥尖接触净浆并固定松紧螺丝1～2s，然后突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。当试锥下沉深度为（28±2）mm时的净浆为标准稠度净浆，其拌和用水量即为标准稠度用水量（），按水泥质量的百分比计。
4．实验结果计算
  （1）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（），以水泥质量的百分比计，按下式计算。

（2）代用法
1）用固定水量方法测定时，根据测得的试锥下沉深度S（mm），可从仪器上对应标尺读出标准稠度用水量（）或按下面的经验公式计算其标准稠度用水量（）（%）。

当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量方法测定。
2）用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度为（28±2）mm时的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（），以水泥质量百分数计，计算公式同标准法。
如下沉深度超出范围，须另称试样，调整水量，重新实验，直至达到（28±2）mm为止。
2.3  水泥凝结时间的测定实验
1．实验目的  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）标准法维卡仪
（2）水泥净浆搅拌机
（3）湿气养护箱 
3．实验步骤
（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。
4．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。
2.4  水泥安定性的测定实验
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。
2）脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离（），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（），记录至小数点后1位，当2个试件煮后增加距离（）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（）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。

实验三 普通混凝土实验
3.1 砂石筛分析实验
1. 实验设备
（1）鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；
（2）天平：称量1 000 g，感量1 g；
（3）方孔筛：孔径为150 μm、300μm、600 μm、1.18 mm、2.36 mm、4.75 mm及9.50 mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖；
（4）摇筛机；
（5）搪瓷盘
(6)毛刷等。
2. 试验步骤　
①称取试样500 g，精确到1 g。将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛（附筛底）上，然后进行筛分。
②将套筛置于摇筛机上，摇10 min；取下套筛，按筛孔大小顺序再逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量0.1％为止。通过的试样并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛，这样顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。
③称出各号筛的筛余量，精确至1 g,试样在各号筛上的筛余量不得超过按下式计算的量，超过时应下列方法之一处理。

式中G——在一个筛上的筛余量，g；
A——筛面面积，mm2
d——筛孔尺寸，mm。
A．将该粒级试样分成少于按上式计算出的量，分别筛分，并以筛余量之和作为该号筛的筛余量。
B．将该粒级及以下各粒级的筛余混和均匀，称出其质量，精确至1 g、再用四分法缩分为大致相等的两份，取其中一份，称出其质量，精确至1 g，继续筛分。计算该粒级及以下各粒级的分计筛余量时应根据缩分比例进行修正。
(4) 结果计算与评定
①计算分计筛余百分率：各号筛上的筛余量与试样总质量之比，计算精确至0.1％；
②计算累计筛余百分率：该号筛的筛余百分率加上该号筛以上各筛余百分率之和，计算精确至0．1％。筛分后，如每号筛的筛余量与筛底的剩余量之和同原试样质量之差超过1％，须重新试验。
③砂的细度模数Mx可按下式计算，精确至0.01：　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
式中Mx——细度模数；
α1、α2、α3、α4、α5、α6——分别为4.75 mm、2.36 mm、1.18mm、600 μm、300 μm、150 μm筛的累积筛余。
④累计筛余百分率取两次试验结果的算术平均值，精确至1％。细度模数取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1；如两次试验的细度模数之差大于0.20时，须重新试验。
根据累计筛余百分率对照 ，确定该砂所属的级配区。
累计筛余/％
级配区
1
2
3
9.50 mm
0
0
0
4.75 mm
10～0
10～0
10～0
2.36 mm
35～5
25～0
15～0
1.18 mm
65～35
50～10
25～0
600 μm
85～71
70～41
40～16
300 μm
95～80
92～70
85～55
150 μm
100～90
100～90
100～90
1） 砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5%。
2） 1区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～85，2区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～80，3区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～75。

3.2 普通混凝土拌合物拌和方法（人工拌和法）
1.主要仪器设备
（1）磅秤
（2）量筒
（3）拌板
（4）拌铲
（5）抹布
2.实验步骤
1）按所定配合比计算每盘混凝土各材料用量后备料。
2）将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，用铲自拌板一端翻拌至另一端，如此重复，直至充分混合，颜色均匀，再加上粗骨料，翻拌至混合均匀为止。
3）将干混合物堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水，倒一半左右在凹槽中(勿使水流出)，然后仔细翻拌，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌，每翻拌一次，用铲在拌合物上铲切一次，直到拌和均匀为止。
4）拌和时力求动作敏捷，拌和时间从加水时算起，应大致符合下列规定：
拌合物体积为30L以下时，4～5min;
拌合物体积为30～50L以下时，5～9min；
拌合物体积为51～75L以下时，9～12min。
5）混凝土拌和好后，应根据试验要求，立即进行测试或成型试件。从开始加水时算起，全部操作须在30min完成。
3.2 普通混凝土拌合物和易性测定
1，主要仪器设备
（1） 塌落度筒
（2） 漏斗
（3） 捣棒
（4） 铁铲
（5） 直尺
（6） 抹布
2.实验步骤
（1）拌合物塌落度测定：
1）用湿布湿润塌落度筒和漏斗。
2）将混凝土拌合物分三层装入塌落筒中，每装一层用捣棒沿螺旋线由边缘渐向中心插捣25次。
3）将塌落筒表面混凝土刮平；把塌落度筒在5-10s内平稳地垂直向上提起。
4）量取拌合物的塌落度
（2）拌合物粘聚性测定
用捣棒在已塌落的拌合物椎体侧面轻轻击打，如果椎体逐渐下沉，表示粘聚性良好；如果突然倒塌，部分崩裂或石子离析，即为粘聚性不好。
（3）拌合物保水性测定
提起塌落筒后如有较多的水泥浆从底部析出，椎体部分的拌合物也因失浆而骨料外露，则表明保水性不好。如无这种现象，则表明保水性良好。
（4）拌合物塌落度调整
1）实测塌落度大于设计塌落度：保持砂率不变增加5%砂，石。
2）实验塌落度小于设计塌落度：保持水灰比不变增加5%水泥，水。
3.3 混凝土强度实验
3.3.1 立方体抗压强度试验
本实验包括试件的制备、试件的养护、抗压强度实验和实验结果计算四个方面的内容实验步骤如下所示。
1. 试件的制作
1) 每一组试件所用的拌合物根据不同要求应从同一盘或同一车运送的混凝土中取出，或在试验用机械或人工单独拌制。用以检验现浇混凝土工程或预制构件质量的试件分组及取样原则，应按有关规定执行。
2) 试件制作前，应将试模擦拭干净并将试模的内表面涂以一薄层矿物油脂。
3) 坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动台振实。将拌合物一次装入试模。并稍有富余，然后将试模放在振动台上。开动振动台振动至拌合物表面出现水泥浆时为止。记录振动时间。振动结束后用馒刀沿试模边缘将多余的拌合物刮去，并随即用馒刀将表面抹平。
坍落度大于70mm的混凝土，宜用人工捣实。混凝土拌合物分两层装入试模，每层厚度大致相等。插捣时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，捣棒应穿入下层深度约20～30mm。插捣时捣棒保持垂直不得倾斜，并用抹刀沿试模内壁插入数次。以防止试件产生麻面。每层插捣次数见表2，一般每100cm2面积应不少于12次。然后刮除多余的混凝土，并用馒刀抹平。
表2 混凝土试件每层的插捣次数
试件尺寸（mm）
骨料最大粒径（mm）
每层插捣次数（次）
抗压强度换算系数
100×100×100
30
12
0.95
150×150×150
40
25
1.0
200×200×200
60
50
1.05
2. 试件的养护
1) 采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，以防止水分蒸发，并应在温度为20±5℃情况下静置一昼夜至两昼夜，然后编号拆模。
拆模后的试件应立即放在温度为20±3℃，温度为90%以上的标准养护室中养护。在标准养护室内试件应放在架上，彼此间隔为10～20mm，并应避免用水直接冲淋试件。
2) 无标准养护室时，混凝土试件可在温度为20±3℃的不流动水中养护。水的pH值不应小于7。
3) 与构件同条件养护的试件成型后，应覆盖表面。试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同。拆模后，试件仍需保持同条件养护
3抗压强度试验
(1) 试件自养护室取出后，应尽快进行试验。将试件表面擦拭干净并量出其尺寸(精确至1mm)据以计算试件的受压面积A(mm)。
(2) 将试件安放在下承压板上，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，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。
(3) 加压时，应连续而均匀地加荷，加荷速度应为：当混凝土强度等级低于 C30时，取每秒钟0.3～0.5MPa;当混凝土强度等级不低于C30时，取每秒钟0.5～0.8MPa。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。记录破坏荷载P(N)。
4. 试验结果计算
(1) 混凝土立方体试件的抗压强度按下式计算(计算至0.1MPa)：

式中fcu—混凝土立方体试件抗压强度，MPa；
P—破坏荷载，N；
A—试件承压面积，mm2。
(2) 以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值(精确至 0.lMPa)。如果三个测定值中的最小值或最大值中有一个与中间值的差异超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大和最小值与中间值相差均超过15%，则该组试件试验结果无效。
(3) 混凝土的抗压强度是以150mm×150mm×150mm的立方体试件的抗压强度为标准，其他尺寸试件测定结果，均应换算成边长为150mm立方体的标准抗压强度，换算时均应分别乘以表中的尺寸换算系数。
3.3.2混凝土劈裂抗拉强度试验
(1) 试件从养护室中取出后，应及时进行试验，在试验前试件应保持与原养护地点相似的干湿状态。
(2) 先将试件擦干净，在试件侧面中部划线定出劈裂面的位置，劈裂面应与试件成型时的顶面垂直。  
(3) 量出劈裂面的边长(精确至1mm)，计算出劈裂面面积 (A)。
(4) 将试件放在压力机下压板的中心位置。在上下压板与试件之间加垫层和垫条，使垫条的接触母线与试件上的荷载作用线准确对齐(附图4-3a)。
(5) 加荷时必须连续而均匀地进行，使荷载通过垫条均匀地传至试件上，加荷速度为：混凝土强度等级低于C30时，取每秒钟0.02～0.05MPa;强度等级高于或等于C30时，取每秒钟0.05～0.08 MPa。
(6) 在试件临近破坏开始急速变形时，停止调整试验机油门，继续加荷直至试件破坏，记录破坏荷载(P)。
(7) 混凝土劈裂抗拉强度按下式计算：(计算至0.01 MPa)：

式中 fts—混凝土劈裂抗拉强度MPa；
 P—破坏荷载，N;
A—试件劈裂面积，mm2。
(8) 以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的劈裂抗拉强度值(精确至 0.01MPa)。如果三个测定值中的最小值或最大值中有一个与中间值的差异超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大和最小值与中间值相差均超过15%，则该组试件试验结果无效。
(9) 采用边长为150mm的立方体试件作为标准试件，如采用边长为100mm 的立方体非标准试件时，测得的强度应乘以尺寸换算系数0.85。
3.3.3混凝土抗折(抗弯拉)强度试验
(1) 试验前先检查试件，如试件中部1/3长度内有蜂窝(大于Φ7mm×2mm)，该试件应立即作废，否则应在记录中注明。
(2) 在试件中部量出其宽度和高度，精确至1mm。

图 抗折实验装置图（单位 mm）
1、2、6－一个钢球；3、5－两个钢球；4－试件；7－活动支座；8－机台；9－活动船形垫块
(3) 调整两个可移动支座，使其与试验机下压头中心距离为225mm，并旋紧两支座。将试件妥放在支座上，试件成型时的侧面朝上，几何对中后，缓缓加一初荷载(约1kN)，而后以0.5～0.7MPa/s 的加荷速度，均匀而连续地加荷(低强度等级时用较低速度);当试件接近破坏而开始迅速变形，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记下最大荷载。
(4) 当断面发生在两个加荷点之间时，抗折强度ff(以MPa计)按下式计算：

式中 F—极限荷载，N；
 L—支座间距离，L=450mm；
 b—试件宽度，mm；
h—试件高度，mm。
(5) 以3个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗折强度值。3个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大值和最小值一并舍除，取中间值为该组试件的抗折强度。如有两个测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无效。
(6) 如断面位于加荷点外侧，则该试件之结果无效，取其余两个试件试验结果的算术平均值作为抗折强度；如有两个试件之结果无效，则该组试验作废。
注：断面位置在试件断块短边一侧的底面中轴线上量得。
(7) 采用100mm×100mm×400mm非标准试件时，三分点加荷的试验方法同前，但所取得的抗折强度应乘以尺寸换算系数0.85
实验四 硬化混凝土性能检测实验

4.1 混凝土的抗渗性实验
1.实验仪器
（1）混凝土抗渗仪
（2）压力试验机
（3）加压装置
（4）QHKD-1全自动混凝土快速冻融系统
（5）DT-10W动弹仪。
2.实验步骤
1）试件成型和养护应按标准有关规定执行，以六个试件为一组。
2）试验前一天取出养护试件，用钢丝刷刷去两端面水泥浆膜。在其侧面涂一层熔化的石蜡密封材料，放入烘箱预热过的试件套中。在压力机上将试件压入试件套中。连同试件套固定在抗渗仪上进行试验。
3）打开阀门，调整抗渗仪指针初读数，使水压为0.1Mpa。每隔8h增加水压0.1Mpa，并且随时注意观察试件端面的渗水情况。当第一块试件出现渗水时，关闭相应阀门。当第二块试件出现渗水时，关闭相应阀门。当第三块试件出现渗水时，即可停止试验，记下此时的水压值。(注：当加压至设计抗渗等级，经8h后第三个试件仍不渗水，表明混凝土已满足设计要求，也可停止试验。)
4）根据公式计算混凝土的抗渗等级。
5）将试件劈裂，观察内部渗水情况。测量试件内部渗水高度，可进一步比较不同试件的抗渗性能，渗水高度越小，抗渗性能越好。

4.2抗冻性能试验
1）如无特殊规定，试件应在28d龄期时开始冻融试验。冻融试验前4d应把试件从养护室取出，进行外观检查，然后在温度为15～20℃的水中浸泡（包括测温试件）。浸泡时水面至少要高出试件顶面20mm，试件浸泡4d后进行冻融试验。
2）浸泡完毕后取出试件，用湿布擦除试件表面水分，称重，测量其横向基频的初始值。
3）将试件放入试件盒内，为了使试件受温均衡，并消除试件周围因水分结冰引起的附加应力，试件的侧面与底部应垫放适当宽度与厚度的橡胶板，在整个试验过程中，盒内水位高度应始终保持高出试件顶面5mm左右。
4）把试件盒放入冻融箱内。其中装有测温试件的试件盒放在冻融箱的中心位置。此时即可开始冻融循环。
5）冻融循环过程应符合下列要求：
a.每次冻融循环应在2～4h内完成，其中用于融化的时间不得小于整个冻融时间的1/4。
b.在冻结和融化终了时，试件中心温度应分别控制在－17±2℃和8±2℃。
c.每块试件从6℃降至－15℃所用的时间不得少于冻结时间的1/2。每块试件从－15℃升至6℃所用的时间也不得少于整个融化时间的1/2。试件内外的温差不宜超过28℃。
d.冻和融之间的转化时间不宜超过10min。
6)试件一般应每隔25次循环做一次横向基频测量，测量前应把试件表面浮渣清洗干净，擦去表面积水，并检查其外部损伤及重量损失。测完后，应把试件掉一个头重新装入试件盒内。试件的测量、称量以及外观检查应尽量迅速，以免水伤损失。
7)为保证试件在冷液中冻结时温度稳定均衡，当有一部分试件停冻取出时，应另用试件填充空位。
        如冻融循环因故中断，试件应保持在冻融状态下，并最好能将试件保存在原容器内用冰块围住。如无这一可能，则应将试件在潮湿状态下用防水材料包裹，加以密封，并存放在－17±2℃的冷冻室或冰箱中。
        试件处在溶解状态下的时间不宜超过两个循环。特殊情况下，超过两个循环周期的次数，在整个试验过程中只允许1～2次。
8)冻融达到以下三种情况之一即可停止试验：
a.已达到300次循环。
b.相对动弹性模量下降到60％以下。
c.重量损失率达5％。

实验五 建筑钢材
6.1  钢筋的拉伸性能实验
1．实验目的  测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率三个指标，作为评定钢筋强度等级的主要技术依据。掌握《金属材料  室温拉伸实验方法》（GB/T228-2002）和钢筋强度等级的评定方法。
  2．主要仪器设备 
（1）万能实验机 
（2）钢板尺、游标卡尺、千分尺、两脚爪规等。
  3．试件制备 
（1）抗拉实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）。
（2）试件原始尺寸的测定
1）测量标距长度，精确到0.1㎜。
2）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：

式中  ——试件的横截面积（㎜2）；
    ——圆形试件原始横断面直径（㎜）。
4．实验步骤
     （1）屈服强度与抗拉强度的测定
1）调整实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）将试件固定在实验机夹头内，开动实验机进行拉伸。拉伸速度为：屈服前，应力增加速度每秒钟为10Mpa；屈服后，实验机活动夹头在荷载下的移动速度为不大于0.5（不经车削试件）。
  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。
   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。
    （2）伸长率的测定
1）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。
2）如拉断处到临近标距端点的距离大于1/3时，可用卡尺直接量出已被拉长的标距长度（㎜）。
3）如拉断处到临近标距端点的距离小于或等于1/3时，可按下述移位法计算标距（㎜）。
  4）如试件在标距端点上或标距处断裂，则实验结果无效，应重新实验。
5．实验结果处理
（1）屈服强度按下式计算：

式中  ——屈服强度（Mpa ）；
       ——屈服时的荷载（N）；
      ——试件原横截面面积（㎜2）。
     （2）抗拉强度按下式计算：

式中  ——屈服强度（Mpa ）；
      ——最大荷载（N）；
      ——试件原横截面面积（㎜2）。      
（3）伸长率按下式计算（精确至1%）

式中  ——分别表示和时的伸长率；
           ——原始标距长度10（或5）（mm）；
            ——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）。
 （4）当实验结果有一项不合格时，应另取双倍数量的试样重做实验，如仍有不合格项目，则该批钢材判为拉伸性能不合格。
6.2  钢筋的弯曲（冷弯）性能实验
1．实验目的  通过检验钢筋的工艺性能评定钢筋的质量。掌握GB/T232—1999钢筋弯曲（