建筑材料的基本性質(zhì)實驗

建筑材料試驗報告姓名：同組人姓名：學(xué)號：班級：實驗課時間：課程名稱：第一課建筑材料的基本性質(zhì)實驗實驗?zāi)康恼莆詹牧厦芏取Ⅲw積密度和表觀密度的定義和測定方法掌握材料吸水率的定義和測定方法掌握材料強(qiáng)度的分類和影響因素了解混凝土試件荷載-撓度曲線的測定方法實驗內(nèi)容測定蒸壓灰砂磚、燒結(jié)粘土磚和燒結(jié)頁巖磚的體積密度和質(zhì)量吸水率預(yù)備知識：材料密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下(僅包含實體積)單位體積的質(zhì)量。材料表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下（含實體積和封閉空隙）單位體積的質(zhì)量。材料體積密度是指材料在包含實體積、開口和封閉空隙的狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。本實驗測材料的表觀密度。材料的吸水率可分為：質(zhì)量吸水率：材料在吸水飽和時，內(nèi)部吸收水分的質(zhì)量占干燥材料總質(zhì)量的百分率。體積吸水率：材料在吸水飽和時，內(nèi)部吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率。質(zhì)量吸水率與體積吸水率之間的關(guān)系：wv=wmρ0（ρ0為材料的表觀密度）三種磚的組成、燒成制度和特性：粘土磚：以砂質(zhì)粘土(主要化學(xué)成分是SiO2，Al2O3和Fe2O3)為主要原料，在900-1000攝氏度左右進(jìn)行燒結(jié)而成。由于其中的粘土被部分燒結(jié)，故具有較多w頁巖磚：以頁巖為主要原料，頁巖的化學(xué)組成與粘土相近，但因其顆粒細(xì)度不及粘土，故塑性較差，制磚時常需摻入一定量的粘土，以增加可塑性。灰砂磚：以石灰和天然砂為主要原料，在0.8MPa，175攝氏度的條件下蒸養(yǎng)6小時而成，由其中的Ca(OH)2與SiO2反應(yīng)生產(chǎn)水化硅酸鈣凝膠而產(chǎn)生強(qiáng)度。灰砂磚外觀光潔整齊，均勻密實。但不宜用在高水流和高溫(大于200攝氏度)的地區(qū)，以免發(fā)生Ca(OH)2的濾析及Ca(OH)測定蒸壓灰砂磚、燒結(jié)粘土磚和燒結(jié)頁巖磚的體積密度實驗步驟（1）測定磚的質(zhì)量m。（2）用直尺測量試件的尺寸（精確至mm）并計算其體積。對六面體的試件，需在長、寬、高各個方向測定三處，取其平均值并計算體積V。（3）材料的體積密度=m/V；單位kg/m3。(精確至10kg/m3)2.1.2.測定蒸壓灰砂磚、燒結(jié)粘土磚和燒結(jié)頁巖磚的質(zhì)量吸水率實驗步驟（1）測定磚的初始質(zhì)量m0。（2）將試件放入容器并逐次加水，以使得試樣中的開放空隙均被水所填充。（3）30分鐘后，取出試件，抹去表面水分以使其處于飽和面干狀態(tài)，稱量其質(zhì)量m1。（4）使用如下公式計算磚的質(zhì)量吸水率(精確至0.01%)：觀察加荷速率、試件尺寸和承壓面狀態(tài)對混凝土試件抗壓強(qiáng)度和破壞狀態(tài)的影響這是老師演示的實驗，分別用五塊混凝土試件考察了加荷速率、試件尺寸和承載面狀態(tài)對混凝土試件極限抗壓強(qiáng)度影響。（1）考察加荷速率和承載面狀態(tài)的影響：三塊尺寸相同（100*100*100mm）的混凝土試件，第一塊和第二塊直接承壓，加荷速率分別為5kN/s和10kN/s；第三塊試件上下表面都墊上膠片承壓，加荷速率為5kN/s。記錄儀器測出的極限抗壓強(qiáng)度。（2）考察試件尺寸的影響：分別用兩塊不同尺寸（150*150*150mm和100*100*300mm）的試件直接承壓，150*150*150mm的試件使用加荷速率11.25kN/s，100*100*300mm的試件使用加荷速率5kN/s（用100*100mm底面承壓），記錄儀器測出的極限抗壓強(qiáng)度。用Toni200kN抗折試驗機(jī)演示混凝土試件荷載-撓度曲線的測定方法這也是老師演示的實驗，使用設(shè)備為德國Toni2071型伺服控制抗折試驗機(jī)（最大量程：200kN；可進(jìn)行力控制加載或位移控制加載）。使用試樣為尺寸為100*100*450mm的混凝土試樣。測試時試樣跨距為300mm。三點加載，使用如下的公式計算混凝土的極限抗折強(qiáng)度。實驗結(jié)果及分析測定蒸壓灰砂磚、燒結(jié)粘土磚和燒結(jié)頁巖磚的體積密度和質(zhì)量吸水率實驗結(jié)果3.1.1.實驗數(shù)據(jù)處理頁巖磚：初始質(zhì)量m0=2.345kg，吸水后質(zhì)量m1=測量次序123平均值/cm體積V/cm3長/cm23.823.923.923.871357.01寬/cm5.05.14.95.0高/cm11.211.511.411.37可得頁巖磚密度ρ=m0/V=1.73×103kg/m3，質(zhì)量吸水率粘土磚：初始質(zhì)量m0=2.313kg，吸水后質(zhì)量m1=測量次序123平均值/cm體積V/cm3長/cm23.723.823.623.71377.51寬/cm5.25.15.15.13高/c

11.311.411.311.33可得頁巖磚密度ρ=m0/V=1.68×103kg/m3，質(zhì)量吸水率灰砂磚：初始質(zhì)量m0=3.019kg，吸水后質(zhì)量m1=測量次序123平均值/cm體積V/cm3長/cm24.124.124.224.131526.22寬/cm5.55.55.55.5高/cm11.511.511.511.5可得頁巖磚密度ρ=m0/V=1.978×103kg/m3，質(zhì)量吸水率=材料類別與密度和質(zhì)量吸水率關(guān)系用直方圖表示如下：3.1.2.結(jié)果及分析：實驗結(jié)論：（1）材料表觀密度從大到小排列為蒸壓灰砂磚>燒結(jié)頁巖磚>燒結(jié)粘土磚。（2）質(zhì)量吸水率從大到小排列為燒結(jié)粘土磚>燒結(jié)頁巖磚>蒸壓灰砂磚。對結(jié)果的分析：（1）材料的表觀密度是自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，自然狀態(tài)下的體積指材料真實體積與材料內(nèi)部所含空隙之和，因此影響材料表觀密度的兩大因素為本身材質(zhì)和孔隙率的大小。從第一頁的預(yù)備知識可知，三者的主要材料均為二氧化硅，蒸壓灰砂磚以磨細(xì)SiO2與Ca(OH)2在蒸壓條件下水熱合成水化硅酸鈣凝膠，結(jié)構(gòu)均勻密實，外觀光潔整齊孔隙率低，所以實際體積占全部體積的比例大，所以表觀密度就大了。燒結(jié)的磚孔隙率取決于煅燒的溫度和時間，所以波動性較大。而頁巖磚頁巖密度略大于混合材料密度，所以頁巖磚密度稍大于粘土磚密度。（2）材料通過開口孔隙吸入水分，所以開口孔隙越大，吸水率越大。頁巖磚和粘土磚表面粗糙，孔隙率大，所以吸水率較高，而灰砂磚均勻密實，外觀光潔整齊孔隙率低，所以吸水率較小。加荷速率、試件尺寸和承載面狀態(tài)對混凝土試件極限抗壓強(qiáng)度影響的測試結(jié)果所得數(shù)據(jù)表格如下：考察因素加荷速率試件尺寸承壓面狀態(tài)極限荷載（kN）破壞后形態(tài)加荷速率&承壓面狀態(tài)5kN/s(0.5MPa/s)100*100*100mm直接接觸396.5雙倒錐形裂紋10kN/s(1.0MPa/s)直接接觸419.0雙倒錐形裂紋5kN/s(0.5MPa/s)墊膠片121.0承壓面出現(xiàn)蛛網(wǎng)狀裂紋，豎向裂開試件尺寸11.25kN/s(0.5MPa/s)150*150*150mm直接接觸806.0雙倒錐形裂紋5kN/s(0.5MPa/s)100*100*300mm直接接觸346.4有錯位，剪切破壞分析所得數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，可以得出以下結(jié)論：（1）當(dāng)試件尺寸和承壓面狀態(tài)不變時，加荷速率越大，混凝土試件極限抗壓強(qiáng)度越大。（2）當(dāng)試件尺寸和加荷速率不變時，若在承壓面上墊上膠片，其抗壓強(qiáng)度明顯減小。（3）當(dāng)加荷速率和承壓面狀態(tài)不變時，承壓面面積越大，抗壓強(qiáng)度越大，而高寬比越大，抗壓強(qiáng)度越小。對結(jié)果的分析：（1）混凝土試樣在受壓時，在沿加荷方向發(fā)生縱向變形的同時，也按泊松比效應(yīng)產(chǎn)生橫向變形。由于試驗機(jī)的上下壓板的彈性模量比混凝土大5-15倍，而泊松比則不大于混凝土的兩倍。所以，在荷載作用下，壓板的橫向應(yīng)變小于混凝土的橫向應(yīng)變，從而在摩擦力的作用下對試件的橫向膨脹起約束作用，對混凝土試件的測試強(qiáng)度也有提高作用，這就是環(huán)箍效應(yīng)。離壓板越遠(yuǎn)，環(huán)箍效應(yīng)越小。當(dāng)混凝土的受壓面光滑（如墊膠片）時，壓板與試件之間的摩擦力減小，環(huán)箍效應(yīng)減小，所以試件出現(xiàn)垂直裂紋，強(qiáng)度降低。（2）當(dāng)高寬比相同，承壓面積越大時，環(huán)箍效應(yīng)越小，而體積大的試件存在孔隙裂縫等的幾率也較大，所以強(qiáng)度小。而當(dāng)承壓面積一樣，高寬比加大時，承壓面容易與水平面產(chǎn)生微小傾角，而且試件內(nèi)部剪切應(yīng)力增大，而環(huán)箍效應(yīng)只在一定范圍內(nèi)存在，高度增加，環(huán)箍效應(yīng)減小，抗壓強(qiáng)度也減小。用Toni200kN抗折試驗機(jī)測定混凝土試件荷載-撓度曲線實驗結(jié)果（1）總體圖示：（2）單個圖示：注：C80normalagg為：使用石灰石質(zhì)集料配制的高強(qiáng)度等級混凝土。C30normalagg為：使用石灰石質(zhì)集料配制的普通強(qiáng)度等級混凝土。C30normalaggwithfiber為：使用石灰石質(zhì)集料配制的摻入1.0%體積摻量鋼纖維的普通強(qiáng)度等級混凝土。C30lightagg為：使用陶粒作為集料配制的普通強(qiáng)度等級混凝土。結(jié)果：（1）由C30普通混凝土和C80高強(qiáng)混凝土的曲線對比得到：混凝土的強(qiáng)度等級越高，極限荷載越大，韌性越低。從斷面看，C80高強(qiáng)混凝土的骨料與過渡區(qū)同時斷裂，而C30只是過渡區(qū)斷裂。由于韌性可用荷載-撓度曲線極限荷載后的面積占總面積的比例來表示可看出C30韌性明顯比C80強(qiáng)。（2）由C30輕集料混凝土和C30普通混凝土的曲線對比得到：混凝土的集料越輕，極限荷載越小，韌性也越小。從斷面看，粗骨料的斷面比較粗糙，而天然輕集料混凝土的斷面大多為天然卵石，比較光滑。從韌性看，輕集料混凝土的韌性小于普通混凝土。（3）由C30普通混凝土&鋼纖維與C30普通混凝土的曲線對比得到：混凝土纖維含量越高，極限荷載就越大，韌性也越好。從斷面看，帶有鋼纖維的混凝土骨料基本斷裂，斷面殘留許多一端伸出的纖維，而普通混凝土斷裂的主要為過渡區(qū)。從韌性看，C30普通混凝土&鋼纖維韌性大于普通混凝土。對結(jié)果的分析：（1）普通混凝土：當(dāng)受壓產(chǎn)生裂縫后，由于內(nèi)部骨料對裂縫的延伸和擴(kuò)展具有阻礙作用，所以結(jié)構(gòu)達(dá)到極限荷載開裂后曲線仍能平滑下降。（2）輕骨料混凝土：輕骨料密度較小，顆粒內(nèi)部存在大量孔隙，孔隙率大，影響其強(qiáng)度。當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生裂紋時，骨料不足以抵抗裂縫的延伸和擴(kuò)展，所以輕骨料混凝土脆性大，達(dá)極限荷載時結(jié)構(gòu)立刻破壞，曲線急劇下降。（3）高強(qiáng)混凝土：在配制高強(qiáng)混凝土?xí)r采用了低水灰比和摻有足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻合料和高效減水劑，導(dǎo)致其脆性很高，延性很差，受力破壞為脆性破壞，斷面上不僅是過渡區(qū)，骨料也已斷裂。（4）鋼纖維混凝土：在脆性機(jī)體中加入鋼纖維，承受材料受的拉應(yīng)力，阻止裂縫擴(kuò)展，增加混凝土韌性，使混凝土達(dá)到極限荷載時并不立即被破壞，對混凝土有很好的增強(qiáng)效果。3.4觀測強(qiáng)度等級和纖維摻量對混凝土斷面形態(tài)的影響思考題（1）加荷速率、試件尺寸和承壓面狀態(tài)對混凝土試件極限抗壓強(qiáng)度和破壞形態(tài)有何影響？并陳述造成上述差異的原因。（2）根據(jù)實驗結(jié)果，計算蒸壓灰砂磚、燒結(jié)粘土磚和燒結(jié)頁巖磚的體積密度和質(zhì)量吸水率。以磚的類型為橫坐標(biāo)，體積密度或質(zhì)量吸水率為縱坐標(biāo)作直方圖比較它們值的大小。（3）基于混凝土的荷載-撓度曲線，分析強(qiáng)度等級、粗集料品種和纖維含量對混凝土在彎曲狀態(tài)下極限荷載、斷面形態(tài)和韌性(以荷載-撓度曲線極限荷載后的面積占總面積的比例來表示)的影響。答：見實驗結(jié)果及分析

附錄資料：不需要的可以自行刪除申請表申請單位（章）：填表日期：年月日中國建筑業(yè)協(xié)會制

承諾書本單位自愿申請參加中國建筑業(yè)協(xié)會組織的建筑業(yè)企業(yè)信用評價。本單位承諾，在申請本信用評價中所提交的資料和數(shù)據(jù)全部真實、合法、有效，復(fù)印件和原件內(nèi)容一致，并對因材料虛假所引發(fā)的一切后果負(fù)責(zé)。本單位經(jīng)自評后認(rèn)為可以申報如下建筑業(yè)企業(yè)信用等級：□AAA級□AA級□A級法定代表人簽字：單位蓋章：年月日

一、企業(yè)基本情況（一）工商注冊等情況企業(yè)名稱注冊地址經(jīng)營地址成立時間網(wǎng)址組織機(jī)構(gòu)代碼工商注冊號法定代表人身份證號聯(lián)系人職務(wù)聯(lián)系電話傳真郵政編碼電子郵箱（二）資質(zhì)及認(rèn)證情況企業(yè)資質(zhì)等級及批準(zhǔn)時間證書編號：主項增項（4）增項（1）增項（5）增項（2）增項（6）增項（3）增項（7）安全生產(chǎn)許可證□已取得證書編號：□未取得原因：體系認(rèn)證已取得□ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證□ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證□OHSAS18001職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證其他體系認(rèn)證（三）人力資源情況（單位：人）指標(biāo)年年年年末在冊人員其中：管理人員工程技術(shù)人員其中：高級職稱中級職稱研究生及以上學(xué)歷本科學(xué)歷大專學(xué)歷大專以下學(xué)歷項目經(jīng)理其中：一級二級三級注冊建造師其中：一級二級（四）財務(wù)、生產(chǎn)經(jīng)營情況（單位：萬元）指標(biāo)年年年注冊資本資產(chǎn)總額負(fù)債凈資產(chǎn)工程結(jié)算收入企業(yè)總產(chǎn)值建筑業(yè)總產(chǎn)值建筑業(yè)增加值凈利潤職工教育經(jīng)費科技研發(fā)經(jīng)費（五）質(zhì)量安全情況指標(biāo)年年年竣工工程項目個數(shù)其中：驗收合格率優(yōu)良率質(zhì)量安全事故死亡重傷經(jīng)濟(jì)損失級次人人萬元級次人人萬元級次人人萬元

（六）銀行信用情況指標(biāo)年年年有無逾期貸款□有□無□有□無□有□無逾期未還貸款金額萬元萬元萬元逾期時間天天天有無因企業(yè)違約造成開立保函的銀行賠付□有□無□有□無□有□無賠付金額萬元萬元萬元（七）技術(shù)創(chuàng)新成果類型成果名稱成果編號頒發(fā)（布）時間頒發(fā)（布）單位科技進(jìn)步獎工法QC小組活動成果參與制定標(biāo)準(zhǔn)注：1、本表填報企業(yè)申請年度前三年的有關(guān)數(shù)據(jù)；2、企業(yè)類型按工商營業(yè)執(zhí)照內(nèi)容填寫；3、如有重大質(zhì)量安全事故、違約等情況，請另附材料詳細(xì)說