无机材料物理性能实验报告
姓名： 学号： 班级：08无机非02班
实验地点： 材院225 实验日期：2011年6月11日
实验目的 : ① 学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；
② 分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素
实验原理：
抗折：材料的抗折强度一般采用简支梁法进行测定。对于均质弹性体，将其试样放在两支点上，然后在两支点间的试样上施加集中载荷时，试样将变形或断裂。由材料力学简支梁的受力分析可得抗折强度的计算公式： 钢水包 (1-1)
式中R—抗折强度，MPa；M—在破坏荷重P处产生的最大弯矩；W—截面矩量，断面为矩形时W=bh2/6；P—作用于试体的破坏荷重，kN；L—抗折夹具两支承圆柱的中心距离，m；b—试样宽度，m；h—试样高度，m。 在水泥胶砂试体抗折强度测试中，两支承圆柱的中心距离L=0.1m；试样宽度b=0.04m；试样高度h=0.04m。将这些值代人式(1-1)得
材料的抗折强度一般采用电动抗折试验机进行测定，其测力原理如图1-2，实物照片如图1-3。在这种情况下，力矩M与各量的关系为：
无人机吊舱M1=PLl M2=SL2 M3=SA M4=QB
平衡状态时 M1=M2 即P=S·L2/L1 M3=M4 即S=B·Q/A
所以
抗压：检验抗压强度一般都采用轴心受压的形式。按定义，其计算公式为：
(1-3)
式中R—抗压强度，MPa；F—受压面积，m2；P—作用于试体的破坏荷重，kN。
实验器材 胶砂搅拌机 振实台(ISO679-1989(E)) 试模(抗折)( 40×40×160mm) 试模(抗压)(100×100×100mm) 播料器和金属刮平尺 电动抗折实验机 万能材料实验机 实验步骤
1试体成型
①将试模擦净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。
②胶砂的质量配合比应为1份水泥、3份标准砂和0.5份水(水灰比为0.50)。一锅胶砂成3扫二维码防伪条
抗折测试试体，3个抗压测试试体。
③先使搅拌机处于待工作状态，然后再按以下的程序进行操作。把量好的水(精确±1ml)加入锅里，再加入称好的水泥(精确±1g)，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动搅拌机，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入(当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完信号采集)。把机器转至高速再拌30s，停拌90s，在第1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮人锅中间，在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在±1s以内。
④胶砂制备后应立即进行成型。预先将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽里约放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，再振实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，并用一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。最后在试模上标记。
⑤若使用代用设备振动台时，操作如下：在搅拌胶砂的同时将试模和下料漏斗卡紧在振动台的中心。将搅拌好的全部胶砂均匀地装人下料漏斗中，开动振动台，胶砂通过漏斗流入试模，振动(120±5)s停车，振动完毕，取下试模，用刮平尺刮去其高出试模的胶砂并抹平(方法同上)，最后在试模上标记。
2试体养护
1.1.1 脱模前的养护：将试模放人养护箱养护[温度(20±3)℃，相对湿度大于90％]。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号，对二个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的3条试体分在二个以上龄期内。
1.1.2 脱模：对于24h龄期的，应在破型试验前20min内脱模；对于24h以上龄期的，应在成型后20～24h之间脱模。脱模应小心，以免损伤试体。对于已确定作为24h龄期试验的已脱模试体，应用湿布覆盖至做试验时为止。
1.1.3 水中养护：将编号的试体立即水平放在(20±1)℃水中养护，放置时刮平面应朝上。试体之间间隔和试体上表面的水深不得小于5mm。
注意：试体放置的箅子不宜用木料制成，每个养护池只养护同类型的水泥试体，不允许在养护期间换水，水量不够时可加水至恒定水位。
1.2 强度试验
①各龄期的试体必须按表3-1-2规定时间内进行强度试验。
表3-1-2 各龄期强度测定时间的规定
龄期 | 时间 | 龄期 | 时间 |
24h | 24h±15mirI | 7d | 7d±2h |
4815 | 48h±30mitI | ~>28d | 28d±8h |
72h | 自平衡两轮车72h±45mirl | | |
| | | |
②试体从水中取出后，在强度试验前应用湿布覆盖。
③抗折强度测定：擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面杂物，将试体一个侧面放在抗折仪的支撑圆柱上，通过加荷圆柱以(50±30)N-1的速率均匀地将荷载垂直地
加在棱柱体相对侧面上，直至折断。记录抗折强度值(记录至0.1MPa)。
④抗压强度测定：抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验。抗压试验须用抗压夹具进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在±0.5mm内，整个加荷过程中应以(2400±200)N·s-1的速率均匀地加荷直至破坏，记录抗压强度值(记录至装配平台0.1MPa)
水泥强度的计算
1.2.1 抗折强度
1.2.2 抗压强度
思考题：
(1)影响水泥胶砂强度的因素有哪些?如何提高水泥的胶砂强度?
(2)影响混凝土强度的主要因素有哪些?可采取哪些措施提高混凝土的强度?
(3) 在水泥胶砂强度试验过程中，下列情况对测试结果有何影响?
①试体尺寸偏大；②试体尺寸偏小；③加荷速率偏大；④加荷速率偏小；⑤试模涂油不均；⑥在试体成型过程中，搅拌叶片和锅没有用湿布擦湿；⑦标准砂粒度偏大。
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