土木工程材料综合设计实验指导书

土木工程材料（建筑材料）综合性设计性创新性实验指导书

实验一、普通混凝土绿色高性能化配合比设计实验

一、 实验目的与要求

目的：掌握普通砼配合比设计的全过程，熟悉砼拌合物和易性与强度的实验方法，培养综合设计与研究创新实验能力。要求：根据提供的工程条件和材料，依据《普通混凝土配合比设计规程》设计出符合工程要求的普通砼绿色高性能化配合比。

二、 混凝土配合比设计题目

设计题目：某工程室内钢筋混凝土梁，设计强度等级为C20、C25，施工要求坍落度为30～50mm。原材料为：（1）32.5级复合水泥；（2）中砂；（3）5～20mm卵石；（4）掺合料：S-95级矿渣粉，比表面积为410m2/kg；Ⅱ级粉煤灰，密度为ρf=2.1g/cm3 。

三、 实验方法提示 1、 原材料性能试验

（1）水泥性能试验：包括水泥安定性检验，水泥胶砂强度测定等，实验方法参照教材水泥试验进行。 （2）砂、石性能试验：砂、石的筛分析、含水率、表观密度及堆积密度测定等，试验方法参照教材混凝土用砂、石试验进行。

2、计算配合比

根据给定的工程条件、原材料和试验测得的原材料性能，按照《混凝土配合比设计规程》，每个强度等级计算出三个配合比供试配（其中一个为基准配合比，另两个的水灰比较基准配合比增减0.05，用水量不变，砂率分别增减1%）。

3、配合比的试配与调整

（1）试配 每个强度等级混凝土的试验可分成三个小组，分别做三个不同水灰比的配合比试验，最后把试验结果进行汇总。

（2）测定混凝土拌合物的和易性，包括流动性、粘聚性和保水性，若不符合要求，则进行调整。方法为：

1）若流动性过大，保持砂率不变，适当增加砂石；

2）若流动性太小，保持水灰比不变，适当增加水泥浆（约5～10%）； 3）若粘聚性、保水性不良，适当增大砂率（即加入砂，砂率增大3-5%）。 试验方法参照教材普通混凝土性能试验。

（注：为节约原料，每小组按6.5L混凝土试配，在实验前计算出初步配合比） 试配分工：

强度等级： C20、 试配水灰比： W/C(基准)+0.05、 W/C(基准)、 W/C(基准)-0.05； 实验组： 1、2组 3、4组 5组 ； 11、12组 13、14组 15组 ；

强度等级： C25、 试配水灰比： W/C(基准)+0.05、 W/C(基准)、 W/C(基准)-0.05； 实验组： 6、7组 8、9 组 10组 ； 16、17组 18、19组 20组 （每小组为4-5人）

注：矿物掺合料：第一排掺矿渣粉，掺量20%；第二排掺粉煤灰，掺量20%。 （3）测定混凝土拌合物体积密度，试验方法参照混凝土拌合物体积密度试验。

（4）混凝土立方体抗压强度测定，试验方法参照混凝土立方体抗压强度试验。混凝土试件成型采用边长为100mm的立方试模，每小组制作6个试块，混凝土抗压强度换算系数为0.95。

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4、实验室配合比的确定

根据三个不同配合比的混凝土的抗压强度试验结果，用作图法确定混凝土的实验室配合比。简易做法是选出既满足强度要求，水泥用量又较少的配合比作为所需的配合比，再作体积密度的校正。

5、施工配合比 根据工地砂石的实际含水率，将实验室配合比换算为施工配合比。

实验二、新型绿色建筑砂浆配合比设计实验

一、 实验目的与要求

目的：掌握建筑砂浆配合比设计的全过程，熟悉砂浆和易性和强度的实验方法。要求：根据提供的工程条件和原材料，依据规范设计出符合工程要求的新型绿色砂浆配合比。

二、建筑砂浆配合比设计题目

设计题目：某工程要求配制沉入度为50～70mm、强度等级为M7.5、M10、M15的水泥粉煤灰砂浆，采 用的原材料为：

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32.5级复合水泥，中砂，ρos′=1450kg/m，Ⅱ级粉煤灰，施工水平一般，试设计砂浆配合比。 三、实验方法提示

1、计算配合比 计算试配强度，对于水泥砂浆查表选定水泥、水及砂用量。若为水泥混合砂浆，应通过计算求出水泥与掺加料用量。

2、试配与调整 试配时应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另两个的水泥用量分别增减10%，经试拌调整，测定拌合物的稠度和分层度（两个小组的料合起来做分层度实验），使其和易性满足要求。试配时每个强度等级可分成三个小组，每个小组做其中一个配合比的试验，最后把试验结果进行汇总。试验方法参照教材建筑砂浆试验。

（注：每小组试配量为1.25L砂浆，采用人工插捣成型，制作3个边长为70.7mm的立方试块。） 试配分工：

强度等级： M7.5 M10 试配水泥用量：C（基准）-10%、 C（基准）、 C（基准）+10%； C（基准）-10%、 C（基准）、 C（基准）+10%； 实验组： 1组 2组 3组 4组 5组 6组

10组 11组 12组 13组 14组 15组

强度等级： M15 试配水泥用量： C（基准）-10%、 C（基准）、 C（基准）+10%；

实验组： 7组 8组 9组

16组 17组 18组

3、砂浆抗压强度测定 试验方法参照建筑砂浆抗压强度试验。

4、确定配合比 根据三个不同配合比的砂浆抗压强度试验结果，选定符合试配强度要求且水泥用量最小的配合比作为砂浆配合比。

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