主要仪器设备

14　建筑材料试验指导书

14.1　水泥试验

14.1.1　试验依据和目的

本试验根据国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)、《水泥取样方法》(GB/T 12573—2008)、《水泥细度检验方法(筛析法)》(GB/T 1345—2005)、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346—2011)和《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)等相关规定，测定水泥的相关技术性质和胶砂强度等。

14.1.2　水泥试验的取样方法

以同一水泥厂商、同一品种、同一强度等级、同一批号且同期到场的水泥，按规定的取样单位取样。散装水泥取样时总质量以不超过500t为一批，且取样应具有代表性，可连续取，也可从20个以上不同部位取等量样品，总质量不少于12kg；袋装水泥取样时总质量以不超过200t为一批，随机抽取不少于20袋水泥，取等量样品，总质量不少于12kg。

所取得的试样应充分混拌均匀后，通过0.9mm方孔筛，分成两等份，一份进行水泥各项性能实验，另一份密封保存3个月，供作仲裁检验时使用。

14.1.3　水泥细度试验

水泥细度是指水泥颗粒的粗细程度，是评定水泥质量的依据之一。水泥细度试验有负压筛析法、水筛法和干筛法3种。如3种试验方法的结果发生争议时，以负压筛析法为准。

1)负压筛析法

(1)主要仪器设备

负压筛析仪。由筛座、负压筛、负压源和收尘器组成，筛座由转速为(30±2)r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微型电动机及壳体等构成。筛析仪负压可调范围为4000～6000Pa。

负压筛。负压筛筛框内径为150mm，高为25mm，采用边长为0.08mm的方孔铜丝筛网制成，并且应附有透明筛盖，筛盖与筛口应有良好的密封性。

天平。量程应大于10g，感量不大于0.05g。

(2)试验步骤

筛析试验前，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。

实验时，称取烘干水泥试样25g，倒入洁净的负压筛中，盖上筛盖并放在筛座上，开启筛析仪并连续筛析2min。在筛析过程中，若有试样黏附在筛盖上，可轻轻敲击筛盖使其落下。筛毕，用天平称量筛余物的质量。

当工作负压小于4000Pa时，应及时清理吸尘器内的水泥，使负压恢复正常。

2)水筛法

(1)主要仪器设备

水筛及筛座。水筛采用边长为0.08mm的方孔铜丝筛网制成。

喷头。直径为55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.5～0.7mm，喷头安装高度离筛网35～75mm。

天平及烘箱等。

(2)试验步骤

筛析实验前，应先检查水中无砂、泥等杂质，调整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距离为35～75mm。

称取烘干水泥试样50g，倒入干净的水筛内，并立即用干净的水冲洗至大部分细粉通过后，再将水筛放在筛架上，用水压为0.03～0.07MPa的喷头连续冲洗3min。

筛毕，用少量水把筛余物冲到蒸发皿中，待水泥颗粒沉淀后再小心地倒出清水，烘干后用天平称量筛余物的质量。

3)干筛法

(1)主要仪器设备

方孔筛。方孔边长为0.08mm的铜布筛。

烘箱、天平等。

(2)试验步骤

称取烘干水泥试样50g，倒入0.08mm干筛内，盖上筛盖。用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，摇动速度为每分钟约120次，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不超过总量的0.1%(即0.05g)为止。筛毕，用天平称量筛余物的质量。

4)试验结果计算分析

水泥试样筛余百分率按下式计算(结果精确至0.1%)：

%

(14-1)

式中：F——水泥试样的筛余百分数，%；

Rs——水泥筛余物的质量，g；

W——水泥试样的质量，g。

该试验应称取两个试样分别筛析，取筛余平均值为最终筛余结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时(筛余值大于5.0%时可放至1.0%)应再做一次实验，取两次相近结果的算术平均值作为最终结果。

14.1.4　水泥标准稠度用水量测定

水泥的凝结时间、体积安定性等与水泥净浆的稀稠程度(即加的水量)有关，为了使水泥各项性能的测定结果具有可比性，国家标准规定将水泥加水拌制至标准稠度(统一规定的稠度)进行试验；测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量(以占水泥质量的百分比表示)，为凝结时间与体积安定性等试验做准备，并能间接评定水泥的质量。

1)主要仪器设备

(1)水泥净浆搅拌机

水泥净浆搅拌机主要由搅拌锅、搅拌叶片、传动结构和控制系统组成。搅拌叶片在搅拌锅内做旋转方向相反的公转和自转，转速为90r/min，控制系统可以自动控制，也可以人工控制。

(2)维卡仪

维卡仪是测定水泥标准稠度和凝结时间的仪器，包括试杆、试针和试模。其滑动部分的总质量为(300±1)g，标准稠度测定用试杆，由直径为(10±0.05)mm的圆柱形耐腐蚀金属制成，有效长度为(50±1)mm。测定凝结时间时取下试杆，用试针代替试杆。试针由钢制成，其有效长度初凝针为(50±1)mm、终凝针为(30±1)mm和直径为(1.13±0.05)mm的圆柱体。装水泥净浆的试模也应由耐腐蚀并有足够硬度的金属制成，试模高度为(40±0.2)mm，是一个顶内径为(65± 0.5)mm，底内径为(75±0.5)mm的截顶圆锥体。另外，每只试模应配备一个面积大于试模且厚度不小于2.5mm的平板玻璃板。

(3)量筒

量筒最小刻度为0.1mL。精度为1%。

(4)天平

天平最大称量为1000g，分度值不大于1g。

2)试验步骤

(1)标准法

① 试验前必须检查维卡仪的金属棒是否能自由滑动，并调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点，搅拌机运转正常等。其次用湿布擦拭试模和玻璃板，并将试模放在底板上。

② 该试验采用水泥净浆搅拌机搅拌，先用湿布擦拭水泥净浆搅拌机的搅拌锅内壁和搅拌叶。量取拌合用水(根据经验确定)倒入搅拌锅内，然后将称取的500g干燥水泥试样在5～10s内小心地加入水中，防止水泥和水溅出。再将搅拌锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，开启搅拌机，先低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅内，接着高速搅拌120s后停机。

③ 拌合完成，立即将水泥净浆一次性装入已置于玻璃板上的试模中，用小刀插捣，并轻轻振实，刮去多余的净浆并注意不要压实净浆；抹平后迅速将试模和玻璃板移到维卡仪上，如图14.1 所示，将其中心定在试杆下，将试杆降至与净浆表面刚好接触，拧紧螺钉1～2s，突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底部玻璃板的距离。提起试杆后，立即擦净。整个操作需在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距玻璃板(6±1)mm时的水泥净浆为标准稠度净浆。此时的拌合用水量即为水泥的标准稠度用水量(按水泥质量的百分比计算)。

图14.1　水泥标准稠度测定仪(标准法维卡仪)

图14.2　水泥标准稠度测定仪(代用法)

(2)代用法

代用法测定水泥的标准稠度用水量有调整用水量法和固定用水量法两种，可选择任意一种方法测定，当结果存在争议时，以调整水量法为准。

① 实验前检查仪器的金属滑杆能否自由滑动，试锥降至锥模顶面时，指针应对准标尺零点，搅拌机能正常运转等。

② 水泥净浆搅拌方法与标准法相同。若采用调整用水量法时，按经验确定用水量。拌合完成后，立即将拌合好的净浆装入锥模中，如图14.2所示，并用小刀插捣，轻轻振动数次，刮掉多余的净浆；抹平后放到试锥下固定的位置，调整金属滑杆使试锥尖接触净浆，并拧紧螺钉，然后突然放松，让试锥自由垂直地沉入水泥净浆中。当试锥下沉深度为(30±1)mm时的水泥净浆即为标准稠度净浆，其拌合用水量即为标准稠度用水量P，按水泥质量的百分比计算。若采用固定用水量法，拌合用水量为142.5mL。拌合完成后，立即将拌合好的净浆装入锥模中，并用小刀插捣，轻轻振动数次，刮掉多余的净浆；抹平后放到试锥下固定的位置，调整金属滑杆使试锥尖接触净浆，并拧紧螺钉，然后突然放松，让试锥自由垂直地沉入水泥净浆中。在试锥停止沉入或释放试锥30s时记录试锥下沉深度S。整个操作需在搅拌后1.5min内完成。

3)试验结果计算

(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算。按下式计算：

%

(14-2)

式中：P——标准稠度用水量，%；

m1——水泥浆达到标准稠度时所用的拌合用水量，g；

m2——水泥试样质量，g。

(2)代用法

调整用水量法，以试锥下沉深度为(30±1)mm时的净浆为标准稠度净浆，其拌合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算。计算公式与标准法相同。

固定用水量法，根据测得的试锥下沉深度S(单位为mm)，可以从仪器上对应的标尺读出标准稠度用水量P，也可以根据以下经验公式计算标准稠度用水量。

P=33.4-0.185S

(14-3)

式中：P——标准稠度用水量，%；

S——试锥下沉深度，mm。

当下沉深度小于13mm时，应采用调整用水量方法测定。

14.1.5　水泥凝结时间测定试验

水泥凝结时间指水泥标准稠度水泥浆自加水时起至开始凝结(初凝)及完全凝结(终凝)所经历的时间，用以评定水泥的凝结硬化性能是否符合标准要求。

1)主要仪器设备

(1)凝结时间测定仪

与测定标准稠度用水量所用的标准法维卡仪相同，只是将试杆换成试针(即初凝针、终凝针)。

(2)水泥净浆搅拌机

与标准稠度用水量所用的水泥净浆搅拌机相同。

(3)湿气养护箱

温度控制在(20±2)℃，相对湿度大于90%。

(4)量筒、天平、玻璃板、小刀、计时表等

2)试验步骤

(1)试验前，先调整测定仪的试针(初凝针)接触玻璃板时，指针对准标尺零点。将净浆试模湿润后放在玻璃板上。

(2)试件的制备。以标准稠度用水量加水拌制水泥净浆。按规定拌制成标准稠度的水泥净浆后，立即一次性装满试模，振动数次后刮平，立即放入湿气养护箱中，记录水全部加入水泥中的时刻作为凝结时间的起始时刻。

(3)初凝时间的测定。试件在湿气养护箱中养护至加水30min时测定第一次。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，如图14.3所示，降低试针与净浆表面刚好接触，拧紧制动螺丝1～2s，突然放松，试针垂直自由地沉入水泥净浆，观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。临近初凝时，每隔5min测定一次，直至试针沉至距底板(4±1)mm，即指针读数为3～5mm时，水泥浆达到初凝状态。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，用分钟(min)或小时(h)表示。

(4)终凝时间的测定。初凝时间测定完成后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下，放在玻璃板上，如图14.4所示，再放入湿气养护箱继续养护，更换试针(终凝针)。临近终凝时，每隔15min测一次，当试针沉入净浆0.5mm，即环形附件开始不能在试件上留下痕迹时，水泥浆达到终凝状态。从水泥全部加入水时起至达到终凝状态的时间即为水泥的终凝时间，用分钟(min)或小时(h)表示。

图14.3　初凝时间测定用立式试模侧视图

图14.4　终凝时间测定用反转试模前视图

(5)注意事项。在实验过程中，最初测定操作时应轻轻扶着金属滑杆，使其慢慢下降，防止试针(初凝针)撞弯，但初凝时间仍必须以自由降落测得的结果为准；每次测试不得让试针落入原针孔，且距试模内壁至少10mm；每次测试完毕需将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内；到达初凝或终凝时应重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝状态或终凝状态。

3)试验结果分析

自水泥全部加入水中的时间起，至试针沉入水泥净浆距底板(4±1)mm时，所需要的时间为初凝时间；至试针沉入净浆0.5mm时，即环形附件开始不能在净浆表面留下痕迹时所需要的时间为终凝时间。

14.1.6　水泥安定性的测定实验

水泥的安定性是水泥硬化后体积变化是否均匀的性能，体积的不均匀变化会导致水泥出现膨胀、裂缝或翘曲等现象。安定性实验可采用试饼法或雷氏法，当实验结果有争议时以雷氏法为准。

1)主要仪器设备

(1)沸煮箱

沸煮箱的有效容积为410mm×240mm×310mm，内层由不易锈蚀的金属材料制成。沸煮箱内注入的水能保证在(30±5)min之内由室温加热至沸腾状态，并保持沸腾状态3h以上，且不需要补充水。

(2)雷氏夹

雷氏夹由标准弹性铜质材料制成，如图14.5所示。当挂上质量为300g的砝码校正时，两根针的针尖距离应增加，且应在(17.5±2.5)mm的范围内。当撤掉砝码时，两根指针的针尖距离应能恢复至挂砝码前的状态。

图14.5　雷氏夹示意图(单位：mm)

(3)雷氏夹膨胀测定仪

膨胀测定仪的标尺最小刻度为0.5mm。

(4)水泥净浆搅拌机

与标准稠度用水量所用的水泥净浆搅拌机相同。

2)试验步骤

(1)称取水泥试样500g，根据标准稠度用水量制成标准稠度净浆。

(2)试饼法。将拌制好的净浆取出一部分，分成两等份，使之呈球形，放在预先涂抹薄层机油的玻璃板上，轻轻振动玻璃板使水泥净浆均匀摊开，并用湿布擦过的小刀由边缘向中央修抹，做成直径70～80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄且表面光滑的试饼。将制作好的试饼放入湿气养护箱中养护(24±2)h。

养护完成后，将试饼从玻璃片上取下，在试饼无缺陷情况下，将试饼放在沸煮箱中沸煮3h±5min。放掉沸煮箱中的水，取出试饼冷却至室温。

若两试饼沸煮后目测未发现裂缝，用钢尺检查也无弯曲等现象，则该水泥体积安定性合格，反之为不合格。若两试饼判别有矛盾时，该水泥体积安定性也认为不合格。体积安定性不合格的水泥为废品，一律不得在工程上使用。

(3)雷氏法。试验前，须检验雷氏夹是否可用。先用雷氏夹膨胀测定仪测定雷氏夹两指针尖端间距X，再在雷氏夹一指针根部挂300g砝码，用雷氏夹膨胀测定仪测定雷氏夹两指针尖端间距Y。计算挂砝码后雷氏夹两指针尖端的间距Y-X。若Y-X在(17.5±2.5)mm内，则表示雷氏夹可用。将雷氏夹放在已稍擦机油的玻璃片上，并立即将拌制好的水泥净浆装满雷氏夹试模。装模时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约10mm的小刀插捣15次，然后抹平，盖上玻璃片。将试件放入水泥湿气养护箱中养护(24±2)h。

养护完毕后，将雷氏夹试件从玻璃片上取下。先测定雷氏夹两指针尖端间距A，精确到0.5mm。再将雷氏夹试件置于沸煮箱中沸煮3h±5min，放掉箱中的水，试件冷却至室温后备用。用雷氏夹膨胀值测定仪测量雷氏夹试件沸煮后两尖端指针间距C，精确到0.5mm。当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时，即安定性合格，反之为不合格。当两个试件的(C-A)值相差超过5.0mm时，应取同一样品立即重新做一次实验。以复检结果为准。

14.1.7　水泥胶砂强度实验

水泥胶砂强度实验是检验水泥各龄期强度，以确定水泥的强度等级并评定水泥质量。

1)主要仪器设备

(1)胶砂搅拌机

胶砂搅拌机是一种行星式搅拌机，是由搅拌叶片、搅拌锅及相应组件构成的。其搅拌叶片和搅拌锅做相反方向转动。

(2)试模

试模为可拆装的三联试模，如图14.6所示。由端板、底座和隔板组成。可同时成型3个尺寸为40mm×40mm×160mm的棱柱体试件。

图14.6　三联试模(单位：mm)

(3)胶砂振实台

振实台由电机带动凸轮转动，使可以跳动的台盘上升至一定的高度后自由下落，产生振动，振动频率为60次/(60±2)s，振幅为(10±0.3)mm。

(4)抗折强度实验机

整机应符合《水泥胶砂电动抗折实验机》(JC/T 724—2005)的要求。

(5)压力实验机和抗压夹具

压力实验机最大荷载以200～300kN为最佳，加荷速率按(2400±200)N/s，且在较大的五分之四量程范围内有±1%的荷载记录精度。

抗压夹具由硬质钢材制成，受压面积为40mm×40mm。

(6)下料漏斗、金属刮平直尺、量筒和天平等

2)试验步骤

(1)试件成型

① 成型前，将试模擦净，紧密装配，防止漏浆，并在试模的内壁均匀地刷一薄层机油。

② 材料的称量。本实验采用中国ISO标准砂，成型一联三块试件所需材料用量为：水泥(450±2)g，标准砂(1350±5)g，拌合用水(225±1)mL。

③ 拌制胶砂时，先把水倒入搅拌锅里，再加入水泥，将锅放在胶砂搅拌机的固定架上，上升至固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30s，在第二个30s开始的同时均匀地将标准砂加入。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂加完。把机器转至高速再搅拌30s。停拌90s，在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间，最后在高速下继续搅拌60s。停机，取下搅拌锅。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s内。

④ 成型试件。将空试模和模套固定在振实台上，用勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第一层时，每个槽里放约300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将表面抹平。

(2)试件的养护

① 脱模前的处理和养护。去掉留在模子四周的胶砂，立即将做好标记的试模放入湿气养护箱中的水平架子上养护，一直养护到规定的脱模时间(24±3)h取出脱模。脱模前，对试件进行编号。2个龄期以上的试件，在编号时应将同一试模中的3条试件分在2个以上龄期内。

② 脱模。将试件小心地从试模中脱出。

③ 水中养护。将试件立即水平(刮平面应朝上)或竖直放在水槽内，水温为(20±1)℃，保持试件6个面与水接触，且各试件之间留有空隙，试件上表面的水深不得小于5mm。每个养护池只能养护同类型的水泥试件。

④ 强度试验试件的龄期。试件龄期是从水泥加水搅拌开始试验时算起。不同龄期强度试验必须在表14.1规定的时间内进行。而且试件从水中取出后，在进行强度实验前必须用湿布覆盖。

表14.1　各龄期强度实验时间规定

⑤ 强度试验

a.抗折强度测定。每龄期取出3条试件，先做抗折强度测定。试验前，需把试件表面的砂粒、水分和杂质等擦拭干净，清理夹具上圆柱表面黏着的杂物，将试件一个侧面放在抗折实验机支撑圆柱上，试件长轴垂直于支撑圆柱，调节抗折实验机的零点与平衡，以(50±10)N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在试件相对侧面上，直至试件折断。记下破坏荷载F1。

其抗折强度按下式计算(精确至0.1MPa)：

(14-4)

式中：f1——水泥的抗折强度，MPa；

F1——折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；

l——支撑圆柱之间的距离，取100mm；

b——棱柱体正方形截面的边长，取40mm。

以一组3条试件抗折强度的平均值作为试验结果。当3个强度值中有超出平均值±10%的，应剔除后再取平均值作为抗折强度值。

b.抗压强度测定。抗压强度试验利用抗折强度试验后的断块。将半截试件置于抗压夹具里，试件受压面积为40mm×40mm。实验前，应把试件受压面与承压板之间的砂粒与杂质清理干净，然后将抗压夹具置于压力实验机下承压板上，开动机器，以(2400±200)N/s的速率均匀地加荷直至破坏，记下破坏荷载Fc(N)。

其抗压强度按下式计算(精确至0.1MPa)：

(14-5)

式中：fc——水泥的抗压强度，MPa；

Fc——破坏时的最大荷载，N；

A——受压部分面积，mm2。

以一组3条试件得到的6个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。如6个测定值中有一个超出平均值的±10%，应剔除该值，以剩下5个的平均值作为结果。如果5个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组试验结果作废。

14.2　混凝土用骨料试验

14.2.1　试验依据和目的

混凝土用骨料试验根据《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》(JGJ 152—2006)、《建设用砂》(GB/T 14684—2011)和《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685—2011)等相关规定，对混凝土用砂、石进行试验，评定其质量，为混凝土配合比设计提供原材料参数。

14.2.2　砂石料取样

1)砂的取样

(1)分批

砂应按同产地同规格分批取样。在料堆中一般以400m3或600t为一批，不足上述数量时，以一批计。

(2)抽样

抽样前，应先将取样部位表层除去，在料堆的较深处开始铲取，从不同的部位、不同的深度抽取大致均匀的8份砂，组成一组试样。

(3)取样

① 分料器法：将样品在潮湿状态下拌合均匀，然后通过分料器，取接料斗中的其中一份再次通过分料器。重复上述过程，直至把样品缩分到实验所需量为止。

② 人工四分法：将所取样品放在平整洁净的平板上，在潮湿状态下拌合均匀，并摊成厚度为20mm的圆饼，然后沿相互垂直的两条直径把圆饼分成大致相等的4份，取其对角的两份重新混合均匀，再堆成圆饼。重复上述过程把样品缩分到实验所需数量为止。

2)石子的取样

(1)分批

石子的分批与砂基本相同。石子应按同产地同规格分批取样。在料堆中一般以400m3或600t为一批，不足上述数量时，以一批计。

(2)抽样

抽样前，应先将取样部位表层除去，从料堆的高、中、低3个不同高度、均匀分布的5个不同部位取出大致相等的10份石子。

(3)取样

采用四分法缩取试样。将所取的石子试样在自然状态下拌合均匀并堆成锥体，在锥体上划十字线，分成大致相等的4份，取其对角的两份重新混合均匀，再堆成锥体。重复上述过程把样品缩分到实验所需数量为止。

14.2.3　砂的视密度试验

测定砂的视密度，评定砂的质量，为计算砂的孔隙率和混凝土配合比设计提供依据。

1)主要仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

天平：称量1000g，感量0.1g；

容量瓶：500mL；

干燥器、搪瓷盘、毛刷、滴管、温度计等。

2)试验步骤

(1)试样制备：用四分法缩取约650g试样，在烘箱中烘干至恒重，冷却至室温分为大致相等的两份备用。

(2)称取烘干试样300g(G0)2份，装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中。

(3)摇动容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h。然后用滴管加水至瓶颈刻线处，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量(G1)

(4)倒出瓶中的水和试样，清洗瓶内外，再往瓶内注入与前次水温相差不超过2℃的冷开水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量(G2)。

3)试验结果计算

砂的视密度按下式计算，精确至10kg/m3：

(14-6)

式中：ρs——砂的表观密度，kg/m3；

ρ水——水的密度，取1000kg/m3；

G0——烘干试样的质量，g；

G1——砂，水及容量瓶的总质量，g；

G2——水及容量瓶的总质量，g。

视密度取两次试验结果的算术平均值，精确至10kg/m3；如两次试验结果之差大于20kg/m3，须重新试验。

14.2.4　砂的堆积密度试验

测定砂的堆积密度，为普通混凝土配合比设计和估计运输工具的数量或存放堆场的面积等提供资料。

1)主要仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

天平：称量10kg，感量1g；

容量筒：圆柱形金属筒，内径108mm，净高109mm，壁厚2mm，筒底厚约5mm，容积为1L；

方孔筛：孔径为4.75mm的筛一只；

垫棒：直径10mm，长500mm的圆钢；

直尺、漏斗或料勺、搪瓷盘、毛刷等。

2)试验步骤

(1)容量筒容积校准。称出容量筒、玻璃片共重G′，再将容量筒装满水，盖上玻璃片，称容量筒、水、玻璃片共重G″，计算筒的容积=G″-G′。

图14.7　砂的堆积密度实验示意图

(2)按规定制备试样。用搪瓷盘装取试样约3L，置于烘箱中(温度为(105±5)℃)烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除大于4.75mm的颗粒，分为大致相等的两等份备用。

(3)松散堆积密度。取试样一份，用漏斗或料勺从容量筒中心上方50mm处徐徐倒入，让试样以自由落体的形式落下，当容量筒上部试样呈锥体，且容量筒四周溢满时，即停止加料，如图14.7所示。用直尺沿筒口中心线向两边刮平(试验过程应防止触动容量筒)，称出试样和容量筒的总质量，精确至1g。

(4)紧密堆积密度。取试样一份分两次装入容量筒。装完第一层后，在筒底垫放一根直径为10mm的圆钢，将筒按住，左右交替击地各25次。然后装入第二层，第二层装满后用同样的方法颠实(但筒底所垫钢筋的方向与第一层振实时的方向垂直)后，再加试样直至超过筒口，然后用直尺沿筒口中心向两边刮平，称出试样和容量筒的总质量，精确至1g。

3)试验结果分析

松散或紧密堆积密度按下式计算，精确至10kg/m3：

(14-7)

式中：——松散堆积密度或紧密堆积密度，kg/m3；

G1——容量筒和试样总质量，g；

G2——容量筒质量，g；

V——容量筒的容积，L。

堆积密度取两次试验结果的算术平均值，精确至10kg/m3。

14.2.5　砂的筛分析试验

通过试验测定砂的颗粒级配，计算砂的细度模数，评定砂粗细程度。

1)主要仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

天平：称量1000g，感量1g；

标准套筛：孔径为150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.50mm的筛各1只，并附有筛底和筛盖；

摇筛机；

搪瓷盘，毛刷等。

2)试验步骤

(1)按四分法缩取砂样约1100g，置于烘箱(温度为(105±5)℃)中烘干至恒重，冷却至室温。筛除大于9.50mm颗粒并计算其筛余百分率后，分成大致相等的两份备用。

(2)精确称取500g烘干砂倒入按孔径大小从上到下排列的套筛上，盖上筛盖。

(3)过筛。将套筛置于摇筛机上(或直接用手筛)，摇10min；取下套筛，按筛孔大小顺序逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的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，按这样顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。

(4)称各号筛的筛余量。试样在各号筛上的筛余量不得超过200g，若超过，则应将筛余试样分为两等份，再进行筛分，以两次筛余量之和作为该号筛的筛余量。

3)试验结果计算

(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)砂的细度模数按下式计算，精确至0.01：

(14-8)

式中：Mx——细度模数；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm 筛的累积筛余百分率。

(4)砂的粗细程度试验应做两次，平行进行，取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1。若两次试验细度模数之差的绝对值小于0.2，则取两次试验细度模数的平均值作为结果。否则重新试验。最后根据各号筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配。

14.2.6　砂的含水率试验

测定混凝土用砂的含水率，作为混凝土、砂浆施工配合比设计时的计算依据。

1)主要仪器设备

天平：称量1000g,感量1g；

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

搪瓷盘、小铲等。

2)试验步骤

称取浅盘的质量，记为m1。在试样中称取质量约500g的砂装入浅盘，称浅盘与试样总质量，记为m2。将浅盘连同试样一起放入烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，取出冷却至室温。称烘干试样与浅盘总质量，记为m3。

3)试验结果计算

砂的含水率按下式计算，结果精确至0.1%：

%

(14-9)

式中：w——砂的含水率，%；

m1——浅盘的质量，g；

m2——浅盘与试样的总质量，g；

m3——烘干试样与浅盘的总质量，g。

以2次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至0.1%；2次试验结果之差大于0.2%时，须重新试验。

14.2.7　石子的视密度测定试验

通过试验测定石子的视密度，为评定石子质量提供依据，为混凝土配合比设计提供数据。

1)主要仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

天平：称量2000g，感量1g；

广口瓶：1000mL，磨口、带玻璃片；

方孔筛：孔径为4.75mm的筛1只；

温度计、搪瓷盘、毛巾等。

2)试验步骤

试样制备。按规定取样，并缩分至略大于表14.2规定的数量，经烘箱烘干或风干后筛除粒径小于4.75mm的颗粒，然后洗刷干净，分为大致相等的2份备用。

表14.2　表观密度实验所需试样数量

将石子试样浸水饱和。然后将浸水饱和后的石子按规定方法装入广口瓶(倾斜放置)，注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。

向瓶中添加饮用水至水面凸出瓶口边缘，用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其贴紧瓶口水面，不要留有气泡。擦干瓶外水分。称广口瓶、试样、水和玻璃片的总质量，精确至1g。

将广口瓶中试样倒入浅盘，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，冷却至室温后称烘干石子的质量，精确至1g。

将广口瓶洗干净并重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，不要留有气泡，擦干瓶外水分后，称广口瓶、水与玻璃片的总质量，精确至1g。

注：试验时各项称量可以在15～25℃范围内进行，但从试样加水静止的2h起至试验结束，其温度变化不应超过2℃。

3)试验结果计算

视密度按下式计算，精确至10kg/m3：

(14-10)

式中：ρg——视密度，kg/m3；

G0——烘干后试样的质量，g；

G1——试样、水、瓶和玻璃片的总质量，g；

G2——水、瓶和玻璃片的总质量，g；

ρ水——水的密度，1000kg/m3。

视密度取2次试验结果的算术平均值，如2次试验结果之差大于20kg/m3，须重新试验。对颗粒材质不均匀的试样，如2次试验结果之差超过20kg/m3，可取4次试验结果的算术平均值。

14.2.8　石子堆积密度测定试验

通过试验测定石子在自然堆积状态下单位体积的质量，计算自然松散状态下石子的空隙率，为混凝土配合比设计提供资料。还可以用于估计运输工具的数量或存放堆场的面积等。

1)主要仪器设备

台秤：称量1000g，感量10g；

磅秤：称量5000g，感量50g；

容量筒：容量筒规格如表14.3所示；

表14.3　容量筒的规格要求

垫棒：直径16mm、长600mm的圆钢；

直尺、小铲等。

2)试验步骤

(1)松散堆积密度

① 试验前先校核铁制容量筒容积。

先称出容量筒和玻璃片的总质量(G′)，再将容量筒装满水，称容量筒、玻璃片与水的总质量(G″)，按下式计算容量筒的容积：

(14-11)

② 石子的松散堆积密度的测定。

按规定方法取样，烘干或风干后分成大致相等的两份备用。取试样一份，用铁铲将试样从容量筒口中心上方50cm处徐徐倒入，当容量筒装满且上部成锥形时停止装料。除去凸出容量筒表面的颗粒，并以合适的颗粒填充凹陷的部分。称容量筒与试样的总质量，倒出容量筒中的石子，称容量筒重。

(2)紧密堆积密度

试验前同样须先校核铁制容量筒容积，方法同“石子的松散堆积密度”。

石子的紧密堆积密度的测定。取试样1份分3次装入容量筒。装完第一层后，在筒底垫放一根直径为16mm的圆钢，将筒按住，左右交替击地面各25次。再装入第二层，第二层装满后用同样的方法颠实(但筒底所垫钢筋的方向与第一层时的方向垂直)，然后装入第三层如上述方法颠实。试样装填完毕，再加试样直至超过筒口，并用钢尺沿筒口边缘刮去高出的试样，并以合适的颗粒填入凹陷部分，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等(试验过程应防止触动容量筒)，称出试样和容量筒的总质量。精确至10g。

3)试验结果分析

松散或紧密堆积密度按下式计算，精确至10kg/m3：

(14-12)

式中：——松散堆积密度或紧密堆积密度，kg/m3；

G1——容量筒和石子总质量，g；

G2——容量筒质量，g；

V——容量筒的容积，L。

14.2.9　石子筛分析试验

通过石子的筛分析试验测定粗骨料的颗粒级配，以便于选择优质的粗骨料，从而达到节约水泥和提高混凝土强度的目的，为混凝土配合比设计提供数据依据。

1)主要仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

台秤：称量1000g，感量1g；

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90mm的筛各1只，并附有筛底盘及筛盖(筛框内径为300mm)；

摇筛机；

搪瓷盘，毛刷等。

2)试验步骤

从取回试样中用四分法缩取不少于表14.4规定的试样数量，经烘干或风干后备用。

表14.4　石子筛分析试验所需试样的最少质量

称取表14.4规定的数量的试样一份，倒入按孔径大小从上到下排列的套筛上，盖上筛盖。将套筛置于摇筛机上(或直接用手筛)，摇10min；取下套筛，按筛孔大小顺序逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的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，按这样顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。(注：也可直接按孔径大小顺序逐个用手筛)

称取各筛筛余的质量，精确至试样总质量的0.1%。筛上的所有分计筛余量和筛底剩余量的总和与筛分前测定的试样总量相比，其相差不得超过1%。

3)试验结果分析

(1)计算分计筛余百分率：各号筛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与该号筛以上各分计筛余百分率之和，精确至1.0%。筛分后，如每号筛的筛余量与筛底质量之和同原试样质量之差超过1%时，须重新实验。

(3)根据各号筛的累计筛余百分率，评定该试样的颗粒级配。

14.2.10　石子的含水率试验

通过试验测定粗骨料的含水率，以便在混凝土配合比设计时准确计算石子的用量。

1)主要仪器设备

台秤：称量1000g,感量1g；

鼓风烘箱：能使温度控制在(105±5)℃；

搪瓷盘、小铲等。

2)试验步骤

称取浅盘的质量，记为m1，由样品中取重约1000g的试样装入浅盘，称浅盘与试样总质量记为m2。将浅盘连同试样一并送入烘箱中烘干，取出冷却至室温。称烘干试样与浅盘总质量，记为m3。

3)试验结果分析

石子的含水率按下式计算，结果精确至0.1%：

%

(14-13)

式中：w——砂的含水率，%；

m1——浅盘的质量，g；

m2——浅盘与试样的总质量，g；

m3——烘干试样与浅盘的总质量，g。

以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至0.1%；两次试验结果之差大于0.2%时，须重新试验。

14.2.11　石子的压碎指标试验

通过试验测定粗骨料抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度。

1)主要仪器设备

图14.8　压碎指标测定仪
　(单位：mm)

压力实验机：量程为300kN，示值相对误差为2%；

压碎指标测定仪，如图14.8所示；

台称：称量1000g，感量1g；

方孔筛(孔径分别为2.36mm、9.50mm和19.0mm)；

直径为10mm的圆钢筋。

2)试验步骤

(1)试样制备。取孔径为9.50mm、19.0mm两个方孔筛，筛除大于19.0mm和小于9.50mm的颗粒，并剔除其针状和片状颗粒，然后称取3份试样备用，每份约重3kg。

(2)将石子试样装入测定仪。置圆模于底盘上，取试样一份，分两层装入筒内。每装完一层试样后，在底盘下面垫放一直径为10mm的圆钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25次。颠实第二层下垫钢筋的方向与第一层下垫钢筋的方向应垂直。整平筒内试样表面，把加压头装好(应使加压头与圆模顶齐平且正)。

(3)加荷。将压碎指标测定仪放到压力实验机下承压板上，开动机器，以1kN/s的速度均匀地加荷到200kN，稳定5s后，卸荷。

(4)称量。从实验机上取下测定仪，倒出石子并称其质量。

(5)过筛并称量。用孔径为2.36mm的筛筛除被压碎的细粒，称其筛余试样质量。

3)试验结果分析

压碎指标值按下式计算，精确至0.1%：

%

(14-14)

式中：Qc——压碎指标值，%；

G1——试样的质量，g；

G2——压碎试验后筛余的试样质量，g。

取三次平行试验结果的算术平均值作为压碎指标值的试验结果，精确至1%。

14.3　普通混凝土性能试验

14.3.1　试验依据和目的

普通混凝土性能试验根据国家标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T 55—2011)、《普通混凝土拌合物性能实验方法标准》(GB/T 50080—2011)、《普通混凝土力学性能实验方法标准》(GB/T 50081—2011)、《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法》(GBJ 82—2009)等相关规定，测定混凝土拌合物的和易性，混凝土规定龄期的抗压强度值，评定其性能是否满足设计要求等。

14.3.2　混凝土拌合物实验室试样取样与拌合方法

1)一般规定

(1)原材料应符合相应的技术标准要求，且与实际工程用料相同。拌合用水泥若有结块现象，应用0.9mm的方孔筛过筛，筛余团块不得使用。

(2)拌制混凝土的材料用量以质量计。称量精确度如下：骨料为±1%，水、水泥及外加剂为±0.5%。混凝土试拌最小搅拌量：当骨料最大粒径小于31.5mm时，拌制数量为10L，当最大粒径为40mm时，拌制25L；若采用机械搅拌时，搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1/4。

(3)拌合时，实验室的温度应保持在(20±5)℃。

2)主要仪器设备

搅拌机：容积为50～100L，转速为18～22r/min。

拌合钢板：1.5m×2.0m。

磅秤：称量50kg，感量50g。

天平：称量5kg，感量1g。

拌合铲、钢抹子和量筒等。

3)拌合方法

(1)人工拌合

① 先按混凝土配合比备料。以材料干燥状态为基准，称取各材料的用量。

② 人工拌合在拌合钢板上进行，拌合前，应将拌板和铁铲清理干净，并保持表面湿润。将称量好的砂倒在拌合板上，再加入水泥，用铁铲拌合至颜色均匀，再加入称好的石子，至少翻拌3次，直至混合均匀为止。

③ 将干混合料堆成锥形，在中间挖一个凹坑，将称量好的水倒入一半左右在凹坑中。然后仔细翻拌，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌，每翻拌一次，用铲在混合料上铲切一次，至少翻拌6次，直到拌合均匀为止。拌合时间从加水完毕时算起，在10min内完成。

(2)机械搅拌

① 机械搅拌在搅拌机中进行。拌合前应将搅拌机冲洗干净，并预拌少量同配合比混凝土拌合物或与拌合物水灰比相同的砂浆，使搅拌机内挂浆后刮去搅拌机内壁多余的砂浆，以免正式拌合时影响拌合物的配合比。

② 开启搅拌机，向机内依次加入石子、砂和水泥，干拌均匀后，再将水徐徐倒入。自加完水起，继续拌合2min。

③ 将搅拌机里的拌合物倒在拌合板上，刮出黏结在搅拌机上的拌合物，用人工拌合1～2min。

人工拌合或机械搅拌，根据实验要求，从开始加水时算起，到完成坍落度测定和试件成型的全部操作须在30min内完成。

4)取样方法

混凝土拌合物试验用料应根据不同要求，同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车运送的混凝土中取样。取样量应多于实验所需量的1.5倍，且不得小于20L。

混凝土工程施工中取样进行混凝土试验时，取样应具有代表性，采用多次取样的方法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中大约1/4、1/2、3/4处分别取样，从第一次取样至最后一次取样不得超过15min，然后再人工搅拌均匀，以保证其质量均匀。

拌合物取样后应尽快进行试验。从取样完毕至开始做各项性能试验不宜超过5min。

14.3.3　混凝土拌合物和易性试验

通过试验测定混凝土拌合物的施工和易性，和易性是保证混凝土便于施工并形成质量均匀、成型密实的硬化混凝土的性能，为混凝土拌合物质量评定提供依据。

1)坍落度试验

(1)适用范围

坍落度试验适用于坍落度值不小于10mm且粗骨料粒径不大于40mm的塑性混凝土，如粗骨料粒径超过40mm时，需用孔径为40mm方孔筛筛除。

(2)主要仪器设备

坍落度筒：底部内径为(200±2)mm，顶部内径为(100±2)mm，高度为(300±2)mm的截顶圆锥形金属筒，筒内壁必须光滑。

捣棒：直径16mm，长650mm，端部为弹头形金属棒。

孔径为40mm的方孔筛、钢尺、铁铲、抹刀等。

(3)试验步骤

① 测定前，用湿布将坍落度筒内外壁和底板擦净，润湿，并将筒顶部加上漏斗，放在拌合板上，用双脚踩紧两边的踏板，使其在装料时保持位置固定。

② 将拌合物按规定方法装入坍落度筒。将拌好的拌合物用小铲大致分3层装入筒内，捣实后每层的高度大致为筒高的1/3。每装一层分别用捣棒在全面积上由外向中心插捣25次。插捣深度为：底层应穿透该层，上层则应插到下层表面以下为止。插捣完毕即卸下漏斗，将筒口多余拌合物刮去并用抹刀抹平，清除筒边和地板上的混凝土。

③ 用手将坍落度筒垂直平稳地提起，坍落度筒的提起过程应在5～10s内完成，开始装料至提起坍落度筒的整个过程应持续进行，并在150s内完成，如图14.9所示。

图14.9　坍落度实验示意图(单位：mm)

(4)试验结果分析

① 混凝土拌合物坍落度的测定。提起坍落度筒后，轻放于拌合物试体旁边，立即测量筒高与坍落后拌合物试样之间的距离，即为拌合物的坍落度，单位mm。若混凝土拌合物试样发生一边塌陷或崩塌，应取另一部分试样重做实验。如第二次实验仍存在此现象，则该混凝土拌合物的和易性不好，应记录备查。

② 混凝土拌合物黏聚性、保水性的评定。黏聚性：用捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻击打，若锥体逐渐下沉，表示黏聚性良好；若突然倒塌、部分崩裂或石子离析，即黏聚性不良。保水性：提起坍落度筒后若有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的拌合物也因失浆而骨料外露，则保水性不良。若无这些现象，则保水性良好。

2)维勃稠度法试验

(1)适用范围

图14.10　维勃稠度测定仪示意图

维勃稠度法试验适用于最大粒径不大于40mm，维勃稠度在5～30s的混凝土拌合物的稠度测定。

(2)主要仪器设备

维勃稠度仪：①容器，内径240mm高200mm，可用螺母将其固定在振动台上。②坍落度筒：截顶圆锥筒，筒底部直径200mm，顶部直径100mm，高300mm，筒外有把手。③透明圆盘：圆盘直径230mm，圆盘(包括滑杆及荷重)重2750g;圆盘上有刻有刻度的滑杆。④振动台：工作频率50Hz,振幅0.5mm。⑤下料漏斗。如图14.10所示。

混凝土捣棒：直径16mm，长650mm，端部为弹头形金属棒。

秒表、抹刀等。

(3)试验步骤

将维勃稠度仪放在坚实的水平面上，用湿布把坍落度筒、下料漏斗、捣棒、镘刀等实验器材润湿。

将坍落度筒置于容器内正中央，把漏斗装到坍落度筒上，然后将混凝土分三层装入坍落度筒内，每层用捣棒插捣25次，捣毕第三层混凝土后，移走漏斗，抹平筒口，随即小心提走坍落度筒，应注意不能使混凝土产生横向的扭动。

将透明圆盘滑杆穿过旋转架的套筒，并将圆盘轻轻地放在混凝土顶面上。将旋转架固定在支柱上，并放松套筒螺丝，以使滑杆可自由滑动。

开启振动台，同时按下秒表。通过透明圆盘观察混凝土的振实情况，当圆盘底面刚好被水泥浆布满时，立即按停秒表和关闭振动台。记下秒表所记时间，即为混凝土的维勃稠度值(秒)，精确至1s。

14.3.4　混凝土拌合物表观密度试验

通过试验测定拌合物捣实后的单位体积的质量(即表观密度)以换算成达到设计要求和易性的试拌配合比。

1)主要仪器设备

铁制容量筒：容积为5L(适用于粗骨料最大粒径不大于40mm的拌合物)，其内径和内高均为(186±2)mm，筒壁厚为3mm；

台秤：称量50kg，感量50g；

捣棒、钢尺、小铲、振动台等。

2)试验步骤

用湿布将容量筒的内外壁擦拭干净，称铁制容量筒的质量，记为G1，精确至50g。

将混凝土拌合物按规定方法装入容量筒。若采用振动台振实时，将混凝土拌合物一次性装满容量筒，在振动台上振至表面泛浆,然后抹平。若采用人工插捣时，将拌合物分2层装入，每层由边缘向中心按螺旋形方向插捣25次，插捣底层应插透本层，插捣上层应插透本层并深入下层1～2cm，每一层插捣后用橡皮锤沿筒外壁轻轻敲打5～10次，直至拌合物表面插捣孔消失并无大气泡为止，最后抹平。

称容量筒与拌合物的总质量，记为Gn，精确至50g。

3)试验结果计算

混凝土拌合物表观密度按下式计算，结果精确至10kg/m3：

(14-15)

式中：ρc′t——表观密度，kg/m3；

Gn——容量筒与拌合物的总质量，kg；

G1——容量筒的质量，kg；

V——容量筒的容积，L。

14.3.5　混凝土立方体抗压强度试验

测定混凝土规定龄期的抗压强度值，评定混凝土的质量，为控制施工质量提供依据。

1)主要仪器设备

试模：标准试模尺寸为边长150mm的立方体，也可根据粗骨料的最大粒径情况选用非标准试模，如表14.5所示。

振动台：频率(3000±200)次/min，振幅0.35mm。

养护室：标准养护室温度应控制在(20±3)℃，相对湿度90%以上。无标准养护室，试件可在(20±3)℃的静水中养护，pH应不小于7。

压力实验机：试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%，精度不低于±1%。

捣棒、铁铲、抹刀、钢尺等。

2)试验步骤

(1)制作试件

① 拼装好试模，并在模内刷一薄层矿物油脂。

② 成型试件：混凝土拌合物坍落度小于70mm时，用振动台振实；坍落度大于70mm时，用捣棒人工捣实。

a.振动台振实成型：将拌合物一次性装入试模，并稍有富余，将试模放在振动台上，开动振动台，振至拌合物表面泛浆为止。振毕，用镘刀将表面抹平。

b.人工捣实成型：将拌合物分两层装入试模，每层厚度大致相等。每装一层，用捣棒按螺旋方向从边缘向中心插捣25次，插捣底层时，捣棒应达到模底；插捣上层时，捣棒应穿透上层并深入下层20～30mm(并用镘刀沿四周模壁插捣数次)。然后刮除多余的混凝土，并用镘刀抹平(采用非标准试模，插捣次数有所变化，如表14.5所示)。

表14.5　试件边长与骨料最大粒径的关系以及不同尺寸试件成型时每层插捣次数

试件成型后应覆盖，防止水分蒸发，并在(20±5)℃的室内静置至少1天，然后拆模。

(2)养护试件

试件拆模后置于标准养护室中或(20±3)℃的静水中养护至规定龄期。当无标准养护室，试件可在(20±3)℃的静水中养护，pH应不小于7。

(3)抗压强度试验

① 测量试件尺寸。试件从养护地点取出后，擦净表面，测量尺寸，并计算承压面积。

② 安置试件：将试件安放在压力机下承压板中心，试件的承压面与成型时的顶面垂直，开启压力机，当上承压板与试件接近时，调整球座使接触均匀。

③ 试件加荷：加压力荷载时，应持续且均匀。加荷速度为：混凝土强度等级<C30时，取0.3～0.5MPa/s，即6.75～11.25kN/s；当混凝土强度等级≥C30且<C60时，取0.5～0.8MPa/s，即11.25～18.0kN/s。当试件接近破坏开始急剧变形时，停止调整试验机油门，直至破坏。记录试件破坏荷载。

3)试验结果计算分析

混凝土立方体试件抗压强度值按下式计算，精确至0.1MPa：

fcu=F/A

(14-16)

式中：fcu——混凝土立方体试件抗压强度，MPa；

F——试件破坏荷载，N；

A——试件的承压面积，mm2。

以一组3个试件抗压强度的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。若3个试件中的最大值或最小值超过中间值的±15%，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如最大值和最小值均超过中间值的±15%，则该组试件的试验结果无效。

若采用非标准试件，应将非标准试件的强度值换算成标准试件的强度值，如表14.6所示。

表14.6　混凝土非标准试件强度换算系数

14.4　建筑砂浆性能试验

14.4.1　试验依据和目的

建筑砂浆性能试验根据行业标准《建筑砂浆基本性能实验方法》(JGJ/T 70—2009)的相关规定，测定新拌砂浆的和易性，确定砂浆的强度等级，评定砂浆实际强度是否达到设计要求。

14.4.2　砂浆试样的制备与取样

1)取样

建筑砂浆试样取样应根据要求，从同一盘砂浆或同一车砂浆中取样。取样量不少于实验所需量的4倍。在施工现场取样时，应按照相应的施工验收规范的规定，在使用地点的砂浆槽、运送车或搅拌机出料口等至少3个不同的部位取样，取样完毕后，实验前应人工略加翻拌均匀。从取样完毕至开始进行各项性能实验不宜超过15min。

2)试样制备

(1)主要仪器设备

砂浆搅拌机；拌合钢板，约1.5mm×2mm，厚约3mm；

磅秤：称量50kg，精度50g；

台秤：称量10kg，精度5g；

拌铲、量筒、盛器等。

(2)一般规定

在实验室制备砂浆拌合物时，应提前24h把所有原材料运入实验室，保持与室内温度一致。拌合时，实验室室内温度宜保持在(20±3)℃，相对湿度大于或等于50%。实验所用原材料须与现场使用材料一致，材料用量以质量计。称量精度要求：水泥、外加剂和掺合料等为±0.5%，砂为±1%。

(3)拌合方法

① 人工拌合方法：按初步配合比计算结果称取各材料量，将称量好的砂子倒在拌合板上，然后加入水泥，用拌铲拌合至混合物颜色均匀为止。将混合物堆成堆，在中间挖一个凹坑，将称好的石灰膏(或黏土膏)倒入凹槽中(如为水泥砂浆，则将称好的水倒一半入凹槽中)，倒入部分水将石灰膏(或黏土膏)冲入凹坑，再倒入一部分水，将混合料稀释，然后与水泥、砂充分拌合；并逐渐加水，直至拌合物色泽一致。和易性凭经验调整到符合要求为止，一般需拌合5min。

② 机械拌合方法：先按配合比拌制适量砂浆倒入搅拌机内，使搅拌机内壁黏附一薄层砂浆，确保正式拌合时的砂浆配合比成分准确，拌合1～2min，停机，倒出砂浆。搅拌的用料总量不宜少于搅拌机容量的20%。称出各材料用量，将砂、水泥装入搅拌机内；开动搅拌机，将水徐徐加入(混合砂浆需将石膏或黏土膏用水稀释至浆状)，搅拌约3min；最后将砂浆拌合物倒至拌合板上，用拌铲翻拌两三次，使之混合均匀。

14.4.3　砂浆的和易性试验

通过测定新拌砂浆的和易性，为砌筑砂浆提供配合比。

1)主要仪器设备

砂浆稠度测定仪：由支座、容器和试锥三部分组成。试锥高度为145mm，锥底直径为75mm，试锥和滑杆的总质量约为(300±2)g，圆锥筒为钢板制成，高为180mm，锥底内径为150mm；支座分为底座、支架和刻度显示三部分，由铸铁、钢及其他金属制成。如图14.11所示。

砂浆分层度测定仪：由上下两层金属圆筒及左右两根连接螺栓组成。圆筒内径为150mm，上节筒高度为200mm，下节筒带底净高为100mm。上下两层连接处需设有橡胶垫圈箍紧。

金属或硬塑料圆环试模：内径为100mm、内部高度为25mm。

医用棉纱：尺寸为110mm×110mm，宜选用纱线稀疏，厚度较薄的棉纱。

图14.11　砂浆稠度测定仪示意图

图14.12　砂浆分层度测定仪示意图

超白滤纸：符合《化学分析滤纸》(GB/T 1914)中速定性滤纸。直径为110mm，200g/m2。

金属或玻璃的方形或圆形不透水片：2片，边长或直径大于110mm。

天平：量程200g,感量0.1g；量程2000g，感量1g。

捣棒(直径10mm，长350mm，端部磨圆)、铁铲、抹刀、量筒、秒表、可密封的取样容器(保持清洁与干燥)、2kg的重物、烘箱等。

2)试验步骤

(1)砂浆流动性(稠度)的测定

① 装料。将拌制好的砂浆一次性装入砂浆稠度测定仪的盛浆圆锥筒(盛浆筒)中，用捣棒插捣25次，然后轻轻地摇动容器或在桌上轻轻地振动5～6次，使砂浆表面平整(注意应使砂浆表面低于圆锥筒口约10mm)，然后将容器移至稠度测定仪的底座上。

② 调零。放松圆锥体滑杆的制动螺丝，使试锥(圆锥体)尖端与砂浆表面接触，拧紧制动螺丝，拉下齿条测杆，使齿条测杆下端刚好接触滑杆上端。并将指针对准刻度盘零点。

③ 测定。松开制动螺丝，使试锥自由沉入砂浆中，同时计时，10s时立即拧紧制动螺丝。拉下齿条测杆，使齿条测杆下端刚好接触滑杆上端。从刻度盘上读出下沉深度，即为砂浆的稠度(即沉入度值)。盛浆容器内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样。

(2)砂浆分层度的测定

在砂浆稠度测定试验中，满足砂浆稠度要求的沉入度值记为K1。

稠度试验后将砂浆重新拌合均匀，一次性装满分层度仪。用木锤在容器周围距离大致相等的四个不同地方各轻敲1～2次，若砂浆有沉落，随时添加，然后用抹刀抹平。

静置30min。然后去掉上节200mm砂浆，取出下节100mm砂浆重新拌合均匀，再测定砂浆稠度，记为K2。

(3)砂浆保水性的测定

先称量下不透水片与干燥试模质量，记为m1，8片中速定性滤纸质量，记为m2。

将砂浆拌合物一次性装入试模，并用抹刀插捣数次，当填充砂浆略高于试模边缘时，用抹刀以45°角一次性将试模表面多余的砂浆刮去，再反方向将砂浆刮平。

将试模边的砂浆擦拭干净，称量试模下不透水片与砂浆的总质量，记为m3。

用2片医用棉纱覆盖在砂浆表面，再在棉纱表面放上8片滤纸，用不透水片盖在滤纸表面，以2kg的重物压住不透水片。

静止2min后移走重物及不透水片，取出滤纸(不包括棉砂)，迅速称量滤纸质量，记为m4。

(4)砂浆表观密度的测定

将砂浆拌合物一次性装入已校核容积的容量筒中，并轻敲容量筒四周，以排除气泡。抹平后称取容量筒和砂浆的总质量，除以容量筒的容积即为砂浆的表观密度ρm,t。

3)试验结果分析

(1)砂浆流动性(稠度)

以两次测定结果的平均值作为砂浆稠度测定值，精确至1mm；若两次测定值之差大于10mm，应重新装料测定。

(2)砂浆分层度

砂浆的分层度ΔK=K1-K2。取两次试验结果的算术平均值作为砂浆的分层度值。若两次分层度试验结果之差大于10mm，应重新取样测定。

(3)砂浆保水性

砂浆保水性应按下式计算：

%

(14-17)

式中：W——砂浆保水性，%；

m1——下不透水片与干燥试模质量，g；

m2——8片滤纸吸水前的质量，g；

m3——试模、下不透水片与砂浆总质量，g；

m4——8片滤纸吸水后的质量，g；

α——砂浆含水率，%。

取两次试验结果的平均值作为结果，如两个测定值中有1个超出平均值的5%，则此组试验结果无效。

14.4.4　砂浆的立方体抗压强度试验

检验砂浆立方体抗压强度能否满足设计要求。

1)主要仪器设备

压力试验机：精度为1%，试件破坏荷载应不小于压力机量程的20%，且不大于全量程的80%。

试模：尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm的有底试模，应具有足够的刚度并拆装方便。试模的内表面应机械加工，其不平度应为每100mm不超过0.05mm，组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°。

捣棒：直径10mm，长350mm，一端磨圆。

镘刀等。

2)试验步骤

(1)试件制作与养护

采用立方体试模，制作每组3个试件。装试模前，应在试模内壁涂抹薄层机油或脱模剂，在试模的外接缝涂抹黄油等密封材料。将拌制好的砂浆一次性装满砂浆试模，成型方法根据稠度而定。当稠度小于50mm时采用振动台振实成型，当稠度不小于50mm时采用人工振捣成型。

机械振捣：砂浆一次性装满试模，放置于振动台上，振动时试模不得跳动，振动5～10s，或持续至表面出浆即可，不得过振。

人工振捣：用捣棒由外向内按螺旋方向插捣25次，并用镘刀沿四周模壁插捣数次，若插捣过程中砂浆低于试模口，应随时添加砂浆，再把试模一边抬高5～10mm各振动5次，使砂浆略高出试模口6～8mm，待砂浆表面出现麻斑(约15～30min后)，用镘刀抹平。

试件制作完毕后，应在室温为(20±5)℃的环境下静置一昼夜(24±2)h，若气温较低时，可适当延长时间，但不能超过两昼夜，然后拆模并编号。拆模后立即放在(20±3)℃、相对湿度为90%以上的潮湿条件下养护，养护至规定龄期。养护期间，试件彼此间隔不小于 10mm，混合砂浆试件表面应覆盖，防止有水滴在试件上。

(2)砂浆立方体抗压强度试验

试件养护至规定龄期后，从养护室取出，将试件表面擦净，测量尺寸，检查其外观；计算试件受压面积。如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。

将试件放置于压力机的下承压板上的中心点，试件的受压面与成型时的顶面垂直。

开启压力试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触面均衡受压。加荷应均匀连续，加荷速度为0.25～1.5kN/s(强度小于5MPa时，取下限；强度大于5MPa时，取上限)。当试件接近破坏并开始发生迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录试件破坏荷载。

3)试验结果计算分析

砂浆立方体试件的抗压强度按下式计算，精确至0.1MPa：

(14-18)

式中：fm,cu——砂浆立方体试件的抗压强度，MPa；

Nu——试件破坏荷载，N；

A——试件承压面积，mm2。

以3个试件抗压强度测定值的算术平均值的1.3倍(f2)作为该组试件的砂浆立方体试件抗压强度平均值(精确至0.1MPa)。

当3个抗压强度测度值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%时，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如2个抗压强度测定值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的试验结果无效。

14.5　烧结普通砖试验

14.5.1　试验依据和目的

根据《砌墙砖实验方法》(GB/T 2542—2003)和《烧结普通砖》(GB/T 5101—2003)的相关规定，测定烧结普通砖的抗压强度，为评定砖的强度等级提供依据。

14.5.2　主要仪器设备

压力试验机：其下加压板为球铰支座，示值相对误差不大于1%，预期破坏荷载应在量程的20%～80%之间。

锯砖机或切砖机、钢尺、镘刀等。

14.5.3　试验步骤

1)试件制备的与养护

按取样方法随机抽取10块普通砖样备用。将砖样切断或锯成两个半截砖，断开的半截砖长度不得小于100mm。若半截砖不足100mm，应另取砖样补足。

将断开的半截砖浸水10～20min后取出，按断口相反叠放，两者中间抹以厚度不超过5mm、稠度适宜的水泥净浆，上下两面用厚度不超过3mm的同种水泥净浆抹平。制成的试件上下两面须相互平行，并垂直于侧面。

将制成的试件置于不低于10℃的不通风室内养护3d。

2)烧结砖抗压强度试验

测量每个试件连接面或受压面的长L(mm)、宽b(mm)尺寸各2个，分别取其平均值，精确至1mm。计算受压面积A=L×b。

将试件平放在压力机承压板中央，垂直于受压面加荷，以(5±0.5)kN/s的加荷速度均匀平稳的加荷，直至试件破坏，记录最大破坏荷载P(N)。

14.5.4　试验结果计算分析

计算每块砖的抗压强度fcu,i

(14-19)

计算抗压强度平均值cu

(14-20)

计算抗压强度标准差S

(14-21)

计算抗压强度变异系数δ

(14-22)

计算抗压强度标准值fk

-1.8S

(14-23)

若变异系数δ≤0.21，按抗压强度平均值fcu与抗压强度标准值fk评定强度等级；若变异系数δ>0.21，按抗压强度平均值fcu与单块最小抗压强度值fmin评定强度等级。

14.6　钢筋试验

14.6.1　试验依据和目的

本实验根据《金属材料室温拉伸实验方法》(GB/T 228—2010)和《金属材料弯曲实验方法》(GB/T 232—2010)的相关规定，测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、断后拉伸率和工艺性能等，以评定钢筋的质量。

14.6.2　钢筋实验的一般规定

钢筋应按批进行检查验收，同一炉罐号、牌号、公称直径组成的钢筋应分批进行检查和验收，每批质量不大于60t。

钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单，验收内容包括查对标牌、外观质量，并按照有关规定抽取试样做力学性能试验，包括拉伸试验和冷弯试验2项。若2个项目中有1个项目不合格，该批钢筋即为不合格。

在每批钢筋中任取2根钢筋，截取拉伸试样，任取2根截取冷弯试样。在拉伸试验中，若有其中1根试样的屈服点、抗拉强度和伸长率3个指标中有1个达不到标准中规定的数值，或冷弯试验中有1根试件不符合标准要求，则在同一批钢筋中再抽取双倍数量的试件进行复验，若复验结果中有1项指标不合格，则该试验项目判定为不合格。

14.6.3　钢筋拉伸试验

检测低碳钢的屈服强度、拉伸强度与伸长率，以评定钢筋的质量。

1)主要仪器设备

万能材料试验机(示值误差不大于1%)、游标卡尺(精度为0.1mm)、千分尺等。

2)试件的制备

拉伸试验用钢筋试件一般不进行车削加工，可以用2个或一系列等分小冲点或细划线等标出试件原始标距，测量标距长度L0，精确至0.1mm。

3)试验步骤

将试验机测力度盘的指标对准零点，并拨动副指针，使之与主指针重叠。

将试件垂直固定在试验机上、下夹头内，开动试验机进行加荷。拉伸速度：试件屈服前，加荷速度为10MPa/s;屈服后，夹头在荷载作用下的移动速度应不超过0.5Lc/min。(注：Lc为试件全长减去试件被试验机上下夹头夹住的长度)。

拉伸中，测力度盘指针停止转动时的恒定荷载，或第一次回转时的最小荷载，即为所求的屈服点荷载Fs(N)。继续施荷直至拉断，记录测力度盘指针的最大荷载Fb(N)。

将拉断的试件在断裂处对齐，并保持在同一直线上，按下法测量拉伸后标距两端点间的长度L1。若断裂处到临近标距端点的距离大于L0/3(即断裂处位于标距中间L0/3处)时，可直接测量两端点间的距离作为L1。若断裂处到邻近标距端点的距离小于或等于L0/3时，按移位法确定L1，如图14.13所示。在拉断的长段上，从断裂处O取基本等于短段格数，得B点。若长段量取B点后所余格数为偶数，则接着再从B量取该偶数的一半，得C点。那么移位后的L1=AO+OB+2BC，若长段量取B点后所余格数为奇数，则接着再从B量取该奇数减1之半得C点，以及奇数加1之半得C1点。那么位移后的L1=AO+OB+BC+BC1。

图14.13　移位法计算标距

4)试验结果计算分析

(1)钢材的屈服强度按下式计算：

(14-24)

式中：σs——屈服强度，MPa；

Fs——屈服点的荷载，N；

A0——试件原横截面面积，mm2。

(2)钢材的抗拉强度按下式计算：

(14-25)

式中：σb——抗拉强度，MPa；

Fb——最大荷载，N；

A0——试件原横截面面积，mm2。

(3)断后伸长率按下式计算：

%

(14-26)

式中：δ5——L0=5d0时的断后伸长率，%；

δ10——L0=10d0时的断后伸长率，%；

L0——原始标距长度5d0(或10d0)，mm；

L1——试件拉断后直接量出或按移位法确定的标距部分长度，精确至0.1mm。

当试件结果有任意一项不合格时，应重新取双倍数量的试样做实验，若仍有不合格的，则该批钢材的拉伸性能不合格。

14.6.4　钢筋冷弯性能试验

通过试验检验钢筋承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，即检验钢筋的工艺性能，是评定钢筋质量的技术指标。

1)主要仪器设备

压力试验机(或圆口老虎钳等)或万能试验机、冷弯压头等。

2)试验步骤

冷弯性能试验的试件长度为L=5a+150mm，a为试件的厚度或直径。按照热轧钢筋分级及相应的技术要求选择弯芯直径(d)和弯曲角度(α)。

图14.14　钢筋弯曲实验

根据试件直径与弯芯直径调整支辊间距(支辊间距L=d+3a±0.5a)，此间距在试验期间保持不变，如图14.14。将试件放在试验机两支辊上，开动试验机加荷弯曲试件达到规定的弯曲角度(α)。

3)试验结果分析

试件弯曲后，检查试件弯曲处的外面及侧面，如无裂缝、裂断或起层现象，即认为试件冷弯性能合格。否则为不合格。

14.7　沥青试验

14.7.1　试验依据和目的

本试验根据《沥青软化点测定法》(GB/T 4507—1999)、《沥青延度测定法》(GB/T 4508—2010)和《沥青针入度测定法》(GB/T 4509—2010)的相关规定，测定沥青的软化点、延伸度和针入度等，以评定沥青的质量。

14.7.2　取样

同一出厂批号、同一规格、同一标号的沥青一般以20t为单位，不足20t的视为一个取样单位。

从每个取样单位中的五个不同部位，且距离表面和内壁5cm处，共抽取4kg左右的试样，作为平均试样。而对于个别可能存在混杂物的部位，应注意单独取样进行测定。

14.7.3　沥青软化点试验

通过试验测定沥青的软化点，以了解沥青的温度敏感性。它是在不同环境下选用沥青的最重要指标之一。

1)主要仪器设备

沥青软化点测定仪：实验温度范围为5～125℃；控温速率为(5±0.5)℃/min；钢球重(3.50±0.05)g、直径9.53mm；黄铜环一付。

筛子、刮刀、金属板(或玻璃片)、金属皿、电炉等。

2)试验步骤

(1)软化点试件的制备

① 将黄铜环置于涂有隔离剂的金属板(或玻璃板)上。

② 将预先脱水的沥青试样加热熔化(加热温度不得高于试样预估软化点100℃)，搅拌、脱水过筛后注入黄铜环内，到略高出环面为止。若预计软化点在120℃以上时，应将黄铜环和金属板预热至80～100℃。

③ 试样在10～30℃的空气中冷却30min后，用热刮刀刮至与环面齐平。将装有试样的黄铜环及板放入盛满水或甘油(预计软化点不高于80℃则放入水中，若预计软化点高于80℃则放入甘油中)的保温槽中，水温保持在(5±0.5)℃，恒温5min，甘油的温度保持在(32±1)℃；或装有试样的黄铜环水平安放在环架中承板的孔内，然后放在盛有水或甘油的烧杯中，时间和温度保持和保温槽一样。烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的水，或注入预先加热至32℃的甘油中，使水面或甘油略低于环架连杆上的深度标记。

(2)软化点试验

① 从保温槽中取出装有试样的黄铜环放在环架中承板的圆孔中，并套上钢球定位器，把环架整个放入烧杯中，调整水面或者甘油面至深度标记，环架上任何部分均不允许有气泡。将温度计由上承板中心孔垂直插入，使水银球与铜环下面齐平。

② 将烧杯置于有石棉网的电炉上，然后将钢球放在试样上，立即加热，烧杯内水或甘油温度的上升速度保持每分钟(5±0.5)℃，否则实验应重做。试样受热软化下坠至与下承板面相接触时的温度，即为试样的软化点，如图14.15所示。

图14.15　沥青软化点示意图

3)试验结果分析

每次测定实验取2个试件的测定结果的算术平均值作为测定结果，精确至0.1℃。若2个试件试验结果之差超过1℃，应重新进行实验。

14.7.4　沥青延伸度试验

延伸度是沥青抵抗变形能力的指标，延伸度越大，表明沥青抵抗变形能力越强。通过延伸度的测定，可以了解石油沥青的塑性。

1)主要仪器设备

沥青延伸度仪、沥青延伸度试模(8字试模)、0.3～0.5mm的筛网片、刮刀、温度计、加热设备、恒温水浴、金属板等。

2)试验步骤

(1)试件的制备

① 将隔离剂均匀涂抹在金属板上及8字试模的内侧面，将试模组装在金属板上卡紧。

② 将加热融化并脱水的沥青试样，用0.3～0.5mm的筛网片过滤，然后将试样呈细流自试模一端向另一端往返多次缓缓注入，使试样表面略高于试模。

③ 将试模在15～30℃的空气中冷却30min后，用热刀精确刮平表面。然后将刮平后的试模置于(25±0.5)℃的恒温水中，沥青面上水层高度不应小于25mm，保持85～95min。制作一组3个试件。

(2)延伸度试验

① 将延伸度仪水槽内加水至右端刻线。按下电源开关与水泵开关，并把温控仪调至(25±0.5)℃。

② 将试件移至延度仪的水槽中，将模具两端的孔分别套在滑板及槽端的金属柱上，然后去掉侧模，水面应高于试件表面25mm以上。

③ 开动延度仪，观察沥青的拉伸情况。若发现沥青细丝浮于水面或者沉入槽底，则加入乙醇或食盐水调整水的密度(乙醇降低密度、食盐增大密度)，到与试样的密度相近后，再进行测定。

④ 试件拉断时，读出指针所指标尺上的读数，即为试样的延伸度(cm)，如图14.16所示。

图14.16　延伸度测定示意图

3)试验结果分析

以3个试件延伸度的平均值作为试验结果。若3次测定值不在其平均值的±5%以内，其中2个较高值在平均值5%以内，则去掉最低值，取2个较高值的平均值作为测定结果，否则重新测定。

14.7.5　沥青针入度试验

针入度是评定石油沥青稠度的主要指标。针入度越大其黏滞性越小，针入度是划分沥青牌号的主要依据。

1)主要仪器设备

针入度测定仪、标准针、平底金属皿(试样皿)、玻璃水槽(恒温水槽(浴))、三角支架、孔径为0.3～0.5mm的滤筛、加热用金属皿和秒表等。

2)试验步骤

(1)试件的制备

将沥青加热熔化，脱水加热温度在120～180℃之间，并用滤筛过滤后，注入试样皿中，试样厚度应大于预计穿入深度10mm，然后在15～30℃的空气中冷却1h。再将试样皿置于恒温水槽的三角支架恒温1～1.5h(也可将试样放置于其他可恒温在(25±0.5)℃的水中)。

(2)针入度试验

① 调节针入度仪的水平，检查针连杆和导轨，将擦拭干净的针插入针连杆中固定，按试验条件放好砝码。

② 从恒温水槽中取出试样皿，放到针入度仪的平台上，慢慢放下针连杆，使针尖刚好与试样表面接触。拉下活杆，使其与针连杆顶端相接触，调节针入度仪的表盘读数为零。

③ 用手压紧按钮，同时启动秒表，使标准针自由下落穿入试样，到规定时间停止按压按钮，使指针停止移动，如图14.17所示。

图14.17　针入度测定示意图

④ 拉下活杆，使其与针连杆相接触，表盘指针的读数即为试针的针入度。

⑤ 同一试样至少平行测定3次，每次穿入点之间的距离及与试样皿边缘距离都不得少于10mm，每次试验后将标准针取下，用浸有煤油、苯或汽油等的布或棉花擦净，再用干净的布擦干。

3)试验结果分析

以3次试验针入度的平均值作为试验结果(取整数)。3次实验的最大值与最小值之差，不得超过表14.7中规定的数值。否则，应重新进行实验。

表14.7　针入度测定最大允许差值