水运工程材料

水 运 材 料

(一)建筑原材料

1．胶凝材料

(1）水硬性胶凝材料

了解:水泥定义、分类；水泥的生产原料及工艺;水泥的熟料矿物组成及特性;水泥凝结硬化的过程

和机理；硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥等其它系列水泥的定义、主要技术性质及应用范围；通用水泥、专用水泥、特性水泥的品种及用途。影响试验的主要因素及在试验过程中的注意事项. 水泥定义、分类：

①硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入0%～5%的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料，以及适量石膏混合磨细制成的水泥。其中完全不掺加混合料的称为I型,代号P·I；掺入量不超过5%的称为Ⅱ型，代号P·Ⅱ。 ②普通硅酸盐水泥:硅酸盐水泥熟料中掺入6％~15%的混合料及适量石膏加工磨细后得到的水泥，代号P·O.

③矿渣水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入20%～70％的粒化高炉矿渣和适量石膏加工磨细制成的水泥，代号P·S。

④火山灰水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入20%～50％的火山灰质材料和适量石膏加工磨细制成的水泥，代号P·P.

⑤粉煤灰水泥：硅酸盐水泥熟料中掺入20%～40％的粉煤灰和适量石膏加工磨细制成的水泥,代号P·F. 水泥熟料中加入石膏是用来调节水泥的凝结速度，石膏是水泥组成中必不可少的缓凝剂.

外掺料所起的作用主要是增加水泥产量、降低生产成本的同时，改善水泥的品质,如降低水化热等。 水泥定义:硅酸盐水泥是指以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料共同磨细所得的各种水泥。 水泥的生产原料: 石灰石：GaO

粘土:SiO2、Al2O3、Fe2O3 铁矿粉： Fe3O4

水泥熟料矿物组成及特性 性能指标 水化速率 凝结硬化时间 28d水化热 早期 强度 后期 经1700℃煅烧后磨细 C3S 快 快 多 高 高 熟料矿物 C2S C3A 慢 最快 慢 最快 少 最多 低 低 高 低 C4AF 快 快 中 低 低

熟悉：通用水泥(硅酸盐系列水泥)的主要技术指标：强度等级、细度、凝结时间、需水性、安定

性、烧失量、不溶物、氧化镁、三氧化硫、碱含量、水化热;水泥的选用。 细度：硅酸盐比表面积大于300m2/kg，其他80μm方孔筛不大于10％； 凝结时间：初凝不早于45min，终凝:硅酸盐不迟于6.5h，其他10h； 氧化镁不大于5%，压蒸安定性合格时，允许放宽到6%； 三氧化硫含量不得超过3。5％，矿渣不得超过4％。

掌握：硅酸盐系列水泥检验规则，取样方法、废品及不合格品的判定，对水泥出厂试验报告的要

1

求、对水泥出厂交货与验收的规定；水泥的物理力学性能检测及评定方法(包括所用材料、仪器设备、试验步骤或程序、试验结果处理及评定)；对试验室内温、湿度要求及养护制度要求。按标准对试验结果进行评定，编制和审核检测报告。 硅酸盐系列水泥检验规则

编号：水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样。每一编号为一取样单位.水泥出厂编号按水泥厂年生产能力规定:

120万t以上，不超过1200t为一编号;

60万t至120万t,不超过1000t为一编号； 30万t至60万t，不超过600t为一编号; 10万t至30万t，不超过400t为一编号； 10万t以下,不超过200t为一编号

当散装水泥运输工具的容量超过该厂规定出厂编号吨数时，允许该编号的数量超过取样规定吨数。

分割样品质试验：

①分割样试验每季度进行一次。可任选一个品种、标号。 ②分割样的品质试验结果必须符合水泥标准技术要求.

③分割样取得后应立即进行试验。全部样品必须在一周内进行完毕.

④当分割样试验结果有低于水泥的技术要求时，或28天抗压强度变异系数大于6％时，即应每季度进行二次；当仍有低于技术要求时,或变异系数大于6%时,则每月进行一次。

⑤当分割样试验结果全部符合水泥标准技术要求时,方可恢复为每季一次. ⑥增加试验时，一般应用同品种、标号的水泥。

取样方法

取样应有代表性，可连续取，亦可从20个以上不同部位取等量样品,总量至少12kg。

①自动取样器取样:将装置安装在尽量接近于水泥包装机的管路中，从流动的水泥流中取出样品，然后将样品放入洁净、干燥、不易受污染的容器中.

②取样管取样：随机选择20个以上不同的部位，将取样管插入水泥适当深度，用大拇指按住气孔，小心抽出取样管.将所取样品放入洁净、干燥、不易受污染的容器中.

③槽形管状取样器取样：当所取水泥深度不超过2m时，采用槽形管式取样器取样。通过转动取样器内管控制开关，在适当位置插入水泥一定深度，关闭后小心抽出.将所取样品放入洁净、干燥、不易受污染的容器中.

废品及不合格品的判定

凡游离氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项指标不符合规定，均判为废品水泥，严禁在工程中使用;

凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项指标不符合规定，或混合料掺入量超过最大限量和强度低于商品强度等级指标时，判为不合格水泥。当水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂标号不全的也属于不合格品。

对水泥出厂试验报告的要求、对水泥出厂交货与验收的规定

试验报告内容应包括本标准规定的各项技术要求及试验结果，助磨剂、工业副产石膏、混合材料的名称和掺加量，属旋窑或立窑生产.当用户需要时，水泥厂应在水泥发出之日起7天内寄发除28天强度以外的各项试验结果。28天强度值，应在水泥发出之日起32天内补报。

交货与验收：

①交货时水泥的质量验收可抽取实物试样以其检验结果为依据,也可以水泥厂同编号水泥的检验报告为依据。采取何种方法验收由买卖双方商定，并在合同或协议中注明。

②以抽取实物试样的检验结果为验收依据时,买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封.

2

取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40天，一份由买方按规定的项目和方法进行检验。

在40天以内,买方检验认为产品质量不符合标准要求,而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

③以水泥厂同编号水泥的检验报告为验收依据时,在发货或交货时买方在同编号水泥中抽取试样，双方共同签封后保存三个月；或委托卖方在同编号水泥中抽取试样，签封后保存三个月.

在三个月内，买方对水泥质量有疑问时，则买卖双方应将签封的试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

水泥的物理力学性能检测及评定方法（包括所用材料、仪器设备、试验步骤或程序、试验结果处理及评定）

a、维卡仪法稠度测定的方法

①拌制水泥净浆.将搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过,将拌和水倒入锅中，然后5s～10s内小心将称好的500g水泥加入锅中，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间,接着高速搅拌120s停机.

②拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已放在玻璃板上的试模中,用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆。

③抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在试杆下,降低试杆直到与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝1s～2s后,突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆释放30s时或试杆不再下沉时记录试杆到底板的距离，升起试杆后，立即擦净。

④整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm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。

试锥法(代用法）：

采用代用法测定水泥标准稠度用水量可用调整水量和不变水量两种方法的任一种测定。不变水量法时的拌和水量用142。5mL。

①拌制水泥净浆.

②拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入锥模中，用小刀插捣，轻轻振动数次,刮去多余的净浆；

③抹平后迅速放到试锥下面固定的位置上，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。到试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度。整个操作过程应在搅拌后1。5min内完成。

④调整水量法以试锥下沉深度28mm±2mm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，按水泥质量的百分比计。不变水量法，根据测得的试锥下沉深度S（mm）计算标准稠度用水量P=33.4-0。185S。当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量法测定。

调整水量法和固定水量法发生争议时，以调整水量法为准。当固定水量法的试锥下沉深度小于13mm时，应采用调整水量法。

b、安定性测定的标准方法-—雷氏夹法；代用法——试饼法;

目前的安定性检测方法只是针对游离CaO的影响,并未涉及游离MgO和石膏造成的安定性问题。国家对游离MgO和SO3在水泥中的含量均有严格的限制，超出指标的水泥即为废品水泥，严禁在工程中使用。

雷氏夹试件的制备方法：养护24h±2h。

雷氏夹法结果判别：当两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，当两个试件煮后增加距离的差值超过4.0mm时，应用同一样品立即重做一次试验。再如此，则认为该水泥为安定性不合格。

试饼法结果判别：试饼从玻璃板取下时,先检查试饼是否完整(如已开裂、翘曲，要检查原因，确

3

定无外因时,该试饼已属不合格,不必沸煮),在无缺陷的情况下沸煮后目测试件未发行裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲的试饼为安定性合格;反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。

沸煮的条件：30min±5min内加热水至沸腾，并恒沸3h±5min。 c、凝结时间测定的操作方法、注意事项。 初凝时间测定：

①测定前准备工作,调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板,使指针对准零点。 ②以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。一次装满试模，振动数次刮平，立即放入湿气养护箱中。

③计时开始30min后进行第一次测定，测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下,降低试针与水泥净浆表面接触.拧紧螺丝1s～2s后，突然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。观察试针停止沉入或释放试针30s时指针的读数。

④临近初凝时，每隔5min测定一次。当试针沉至距底板4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态。 ⑤达到初凝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状态。 终凝时间测定：

①完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板下翻转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继续养护. ②临近终凝时间每隔15min测定一次，当试针沉入试件0.5mm即环行附件开始不能在试件上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态.

③达到终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为达到终凝状态. 注意事项：

在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降,以防止试针撞弯，但结果以自由下落为准；在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁10mm.每次测定不能让试针落入原针孔,每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模振动

d、常用筛析法检测水泥细度的操作方法和特点. 负压筛法：

①筛析试验前,应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源打开仪器,检查控制系统,调节负压至4000~6000Pa范围。

②称取25g水泥试样，记作m,倒在洁净的负压筛上，扣上筛盖并放到筛座上。开动负压筛析仪，连续过筛2min。如筛析过程中看到有水泥附着在筛盖上,可通过敲击使试样落下。

③筛析结束后，用天平称取筛中的筛余物，记作Rs。

水筛法：

①筛析试验前，使水中无泥、砂,调整好水压及水筛架位置，使其正常运转。喷头底面和筛网之间距离为35mm～75mm。

②称取试样50g,置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压力为0。05MPa±0。02MPa的喷头连续冲洗3min。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，小心倒出清水，烘干并用天平称量筛余物。（Rs）

③计算：水泥细度用筛余百分率FRs100%表示

m④合格评定时，每个样品应称取两个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次结果绝对误差大于0。5%时（筛余值大于5。0%时可放至1.0%），应再作一次试验，取两次相近结果的算术平均值作为最终结果。

4

e、水泥胶砂试验的操作方法。

⑴材料：水泥从取样到试验要保持24h以上时，应将其储存在基本装满和气密的容器中，容器不能和水泥反应；试验水为饮用水，仲裁试验时用蒸馏水。

⑵仪器设备：

试验筛、搅拌机、试模、振实台、抗折强度试验机、抗压强度试验机、抗压强度试验机用夹具、养护箱或雾室、天平、量筒等。

⑶试件成型.

成型前将试模擦净，四周的模板与底座的接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀地刷一薄层机油.

水泥与ISO砂的质量比为1：3，水灰比0。5。

每成型三条试件需称量的材料及用量为：水泥450g±2g；ISO砂1350g±5g；水225mL±1mL。 将水加入锅中，再加入水泥，把锅放在固定架上并上升至固定位置.然后立即开动机器，低速搅拌30s，在第二个30s开始时均匀将砂子加入。高速搅拌30s。停拌90s，在停拌的第一个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中.在高速下继续搅拌60s.

用振实台成型时,将空试模和模套固定在振实台上，用勺子直接从搅拌锅中将胶砂分为两层装入试模。装第一层时,每个槽里约放300g砂浆，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，并用刮尺以90°的角度架在试模顶的一端，沿试模长度方向以横向割据动作慢慢向另一端移动，一次将超出试模的胶砂刮去。并用同一直尺在近乎水平的情况下将试件表面抹平。

在试模上做记号标明试件的编号和试件相对于振实台的位置。 ⑷养护

编号后，将试模放入养护箱内，水平放置,刮平面朝上。

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20h～24h内脱模。

试件脱模后放入水槽中养护，试件之间间隙和试件上表面的水深不得小于5mm。 试验前15min从水中取出，抹去试件表面沉淀物,并用湿布覆盖。 ⑸强度试验

各龄期(从水泥加水搅拌开始算起)的试件应在下列时间内进行强度试验： 龄期 试验时间 24h 24h±15min 48h 48h±30min 72h 72h±45min 7d 7d±2h 28d 28d±8h 抗折强度试验：以中心加荷法测定抗折强度. 采用杠杆式抗折试验机时,试件放入前，应使杠杆成水平状态，将试件成型侧面朝上放入抗折试验机内,调整夹具，使杠杆在试件折断时尽可能地接近水平位置。

抗折试验加荷速度为50N/s±10N/s，直至折断，并保持两个半截棱柱试件处于潮湿状态直至抗压试验。

抗压强度试验：抗折试验后的断块应立即进行抗压试验。清除试件受压面与加压板间的砂粒或杂物,将试件成型时的两个侧面作为受压面，底面靠紧夹具定位销，断块试件应对准抗压夹具中心.

压力机加荷速度应控制在2400N/s±200N/s速率范围内,在接近破坏时更应严格掌握。

影响水泥力学强度形成的主要因素:

水泥自身熟料矿物组成、细度、水灰比、试件制作方法、养护条件和时间。 影响强度的试验条件：养护方式及时间、压力机量程范围、试验材料配合比等. 抗折强度计算：Rf1.5FfLb31.5Ff1004030.00234375Ff

抗折强度结果取三个试件平均值，精确至0。1MPa.当三个强度中有超过平均值的±10%的，应剔

除后再平均,以平均值作为抗折强度试验结果。

5

抗压强度计算：RcFcAFc;Fc为破坏荷载. 1600抗压强度结果取6个断块试件抗压强度的算术平均值，精确至0.1MPa.如果6个强度中有一个超过平均值的±10%的，应剔除后以剩下的5个值的算术平均值作为最后结果。如果5个值中再有超过平均值±10％的，则此组试件无效。

对试验室内温、湿度要求及养护制度要求

试件成型试验室应保持温度为20℃±2℃（包括强度试验室），相对湿度大于50％。水泥试样、ISO砂、拌和水及试模等的温度应与室温相同。

养护箱或雾室温度为20℃±1℃,相对湿度大于90%，养护水的温度20℃±1℃。

试件成型试验室的空气温度和相对湿度在工作期间每天应至少记录一次.养护箱或雾室温度和相对湿度至少每4h记录一次。在自动控制的情况下,记录次数可以酌减至一天记录2次。在给定温度范围内，控制所设定的温度应为此范围的中值。

6

(2)气硬性胶凝材料

了解：石灰、石膏、水玻璃等气硬性胶凝材料的定义、分类及应用范围。 石膏:以硫酸钙为主要成分组成的气硬性胶凝材料。分为：

天然二水石膏（CaSO4‧2H2O）

天然硬石膏（无水石膏） （CaSO4） 建筑石膏(CaSO4‧1⁄2H2O)

石灰:以碳酸钙为主要成分的石灰石为原料，经高温煅烧所得的以氧化钙为主要成分的产品。按化学成分分为:

钙质石灰(MgO＜5％） 、 镁质石灰(MgO＞5％) 、

白云石消石灰粉（MgO含量为24％～30％）

熟悉：石灰、石膏、水玻璃的主要技术性质。 石灰的主要技术性质：

①消化时放热量大，体积膨胀大（1～2.5倍）; ②饱水性和可塑性好； ③硬化缓慢且强度低；

④硬化时体积收缩大，且易开裂； ⑤耐水性差.

石膏的主要技术性质：

①凝结硬化块：7~12min； ②硬化后空隙率大，强度低；

③体积稳定:微膨胀0.05％～0。15%；

④不耐水:有强吸湿性，吸湿后强度剧烈降低； ⑤防火性能好；

⑥有一定的调湿作用; ⑦装饰性好。

技术要求：抗折强度（1.8MPa～2。5MPa） 抗压强度(3。0MPa～5.0MPa）

细度 优等品方孔筛筛余不大于5%

凝结时间 初凝:不早于4min左右(根据等级）, 终凝：不迟于30min.

7

2．骨料 1)细骨料

了解:细骨料定义.

粒径在0.15～4.75mm之间的骨料

熟悉：水运工程中对细骨料质量要求的规定。细骨料的品质检测方法：颗粒级配筛分析、含泥量

及泥块含量、表观密度（标准法、简易法)、堆积密度及紧密密度、吸水率、含水率(标准法、快速法）、含泥量(标准法、虹吸管法)、泥块含量、有机物含量、轻物质含量、坚固性、硫化物及硫酸盐含量、氯离子含量、碱活性等试验（包括目的及适用范围、仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）. (1）、水运工程中对细骨料质量要求的规定：

⑴海水环境工程中严禁采用活性细骨料，淡水环境工程中用细骨料，经验证若有活性时，应使用碱含量小于0.6%的水泥。

⑵当砂的级配不合格时，经试验证明能确保工程质量时，方可允许使用。 ⑶采用海砂作细骨料时,海砂含盐量应符合下列规定。

①浪溅区、水位变动区的钢筋混凝土，海砂中的氯离子含量不宜超过0。07%（占水泥重量的百分比计）.否则应淋洗至限值以下,确有困难时,可在拌制的混凝土中掺入占水泥重量0。6％~1.0%的亚硝酸钠或其他经论证的缓蚀剂。如拌和用水和外加剂中,氯离子含量低于规定值时，砂的含盐量可适当放宽,但应满足混凝土拌和物中氯离子的最高限值。

②采用碳素钢丝、钢绞线及钢筋永存应力大于400MPa的预应力混凝土不宜采用海砂。不得不采用时,海砂中氯离子含量不宜超过0.03％（占水泥重量的百分比计）。

（2）、细骨料颗粒级配筛分试验

目的及使用范围：

仪器：烘箱、天平、方孔筛（。15/。3/。6/1。18/2.36/4。75/9。5mm及筛底、筛盖）、摇筛机、搪瓷盘、毛刷等 试验步骤：

①按规定取样,并将试样缩分至约1100g,在105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温后，筛除大于9。5mm的颗粒（并计算其筛余百分率）分为大致相等的两份备用。

②准确称取烘干试样约500g（m1)，准确至1g,置于套筛最上面一只，然后将套筛装入摇筛机,摇筛约10min，然后取出套筛，再按筛孔大小顺序，从最大的筛号开始，在清洁的浅盘上逐个进行手筛，直到每分钟的筛出量小于试样总量的0。1％时为止，将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛,以此顺序进行到各号筛全部筛完为止.

③称量各筛筛余试样的质量,精确至1g.试样在各筛号上的筛余量不得超过按下式计算出的量:

GAd;A为筛面面积mm2，d为筛孔尺寸mm. 200否则应按下列方法之一进行处理：

a、 将该粒级试样分成少于按上式计算出的量，分别过筛，并以筛余量之和作为该号筛的余量； b、 将该粒级及以下各粒级扽筛余混合均匀，称出其质量,精确至1g。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1g,继续筛分。计算该粒级以下各粒级的分计筛余量时应根据缩分比例进行修正。

结果处理及评定：

①计算分计筛余百分率,精确至0.1%； ②计算累计筛余百分率，精确至0.1%；

③砂的细度模数计算，精确至0。01：Mx(A0.15A0.3A0.6A1.18A2.36)5A4.75;

100A4.75④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

8

均值，精确至0。1；如两次试验的细度模数之差超过0。20时,须重新试验。 ⑤根据细度模数大小，将砂分为四级：

粗砂:细度模数在3.7～3.1之间 中砂：细度模数在3。0~2.3之间 细砂：细度模数在2。2～1。6之间 特细砂：细度模数在1。5～0.7之间 (3）、含泥量及泥块含量

（4）、表观密度(标准法、简易法)

仪器：天平，感量1g；容量瓶，500mL；烘箱、干燥器、烧杯、浅盘、温度计、铝制料勺。 测定步骤：

①称取烘干试样300g（m0）,装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中，摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞。

②静置24h后，打开瓶塞，然后用滴管添水,使水面与瓶颈刻度线平齐。塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其重量(m1）。

③倒出瓶中的水和试样，将瓶内外清洗干净，再向瓶内注入与上项水温相差不超过2℃的冷开水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分,称其重量（m2）。

④试验应在15℃～25℃的温度范围内进行,并进行温度修正.从试样加水静置的最后2h起至试验结束，其温度相差不应超过2℃。 结果计算:

试样的表观密度＝m0t1000(kg/m3)

(m0m2m1)t——考虑称量时水温对表观密度影响的修正系数。

以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值,如两次结果之差大于20kg/m3时,应重新取样进行试

验。

（5）、堆积密度及紧密密度

仪器：台秤称量5000g，感量5g；容量筒，容积1L；标准漏斗;烘箱；小勺、直尺、浅盘等. 容量筒应先校正其容积.以温度为20℃±2℃的饮用水装满容量筒,用玻璃板沿筒口滑行，使其紧贴水面，不能夹有气泡，擦干筒外壁水分,然后称重G2。称量容积筒、玻璃板重量为G1。 V=G2-G1 (L) 试样制备：

用四分法缩取试样约3L，置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，取出并冷却至室温,再用5mm孔径的筛子过筛，分成大致相等的两份备用，试样烘干后如有结块，应在试验前先予捏碎。 测定步骤： 堆积密度：

①称容量筒重量m0（kg），将其放在不受振动的桌上的浅盘中，用料斗将1份试样徐徐装入容量筒,料斗出料口距容量筒筒口不应超过50mm，直至试样装满并超出容量筒筒口。

②用直尺将多余的试样沿筒口中心线向相反方向刮平，称容量筒连试样的总重量m1。 紧装密度:

9

①取试样1份，分两层装入容量筒.装完一层后,在筒底垫放一根直径为10mm的钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下，然后再装入第二层。

②第二层装满后用同样方法颠实（但筒底所垫钢筋方向应与第一层放置方向垂直)，两层装完并颠实后,添加试样超出容量筒筒口，用直尺将多余的试样沿筒口中心线向相反方向刮平，称容量筒连试样的总重量m2。 结果计算：

kg； 试样的堆积密度1＝m1m010003Vmkg 试样的紧装密度2＝m2m010003Vm以两次试验结果的算术平均值作为测定值. （6）、吸水率、含水率(标准法、快速法)

（7）、含泥量（标准法、虹吸管法）

标准法:

仪器:天平称量1000g，感量1g;筛，孔径为1.18mm及0。075mm各一个；烘箱、洗砂容器及烘干用浅盘等. 试样制备:

将样品在潮湿状态下用四分法缩分至约1100g，置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温后，立即称取各重400g（m0）的试样两份备用。 试验步骤：

①取烘干的试样一份置于容器中，并注入饮用水，使水面高出砂面约150mm充分拌和均匀后，浸泡24h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离,并使之悬浮于水中，缓缓地将浑浊液倒入1.18mm至0.075mm的套筛上，滤去小于0.075mm的颗粒. ②再次加水于筒中，重复上述过程，直至筒内砂样洗出的水清澈为止.

③用水冲洗剩留在筛上的细粒。并将0.075筛放在水中，来回摇动，以充分洗除小于0.075颗粒。然后将两只筛上的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入浅盘，置于温度为105±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出来冷却至室温后称试样的质量（m1）。 砂的含泥量0＝m0m1/m0100%

（8）、泥块含量 （9）、有机物含量

（10）、轻物质含量

(11）、坚固性

(12）、硫化物及硫酸盐含量

(13）氯离子含量

仪器:天平、带塞磨口瓶、三角瓶、滴定管、容量瓶、移液管、试剂。 试验步骤：

①取砂2kg先烘干至恒重，经四分法缩至500g（m)装入带塞磨口瓶中,用容量瓶取500mL蒸馏水，注入磨口瓶内,加上塞子，摇动1次后，放置2h，然后每隔5min摇动1次，共摇动3次，使氯盐

10

充分溶解。将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤,然后用移液管吸取50mL滤液，注入到三角瓶中，再加入浓度为5％的(W/V)铬酸钾指示剂溶液1mL,用0.01mol/L硝酸银标准溶液滴定至呈现砖红色为终点,记录消耗的硝酸银标准溶液的毫升数（V1)。 ②空白试验：用移液管准确吸取50mL蒸馏水到三角瓶中，加入铬酸钾指示剂溶液1mL，用0。01mol/L硝酸银标准溶液滴定至呈现砖红色为终点，记录消耗的硝酸银标准溶液的毫升数（V2）。 结果处理:

c1CAgNo(V1V2)/m0.035510100%

3（14）碱活性

掌握：有关标准中对细骨料的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注意事

项.按标准对试验结果进行评定,填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

11

（2）粗骨料

了解：粗骨料定义；水运工程中对粗骨料质量要求的规定。

熟悉：粗骨料的品质检测方法：颗粒级配筛分析,含泥量及泥块含量，表观密度(标准法、简易法），

堆积密度及紧密密度,吸水率，含水率（标准法、快速法），针、片状颗粒含量，卵石中有机物含量，卵石中软弱颗粒含量，坚固性,硫化物及硫酸盐含量，岩石的抗压强度,压碎指标值，碱活性等试验(包括目的及适用范围、仪器设备、试验步骤、 结果处理及评定)。

掌握：有关标准中对粗骨料的规定、试验方法并能熟练操作,影响试验的主要因素及试验注意事项.

按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

12

3．拌和用水

了解：水运工程中对混凝土拌和用水的有关规定。

⑴应用不含有影响水泥正常凝结、硬化或促使钢筋锈蚀的饮用水.水中氯离子含量不宜大于

200mg/L。不得采用沼泽水、工业废水或含有害杂质(酸、盐、糖油等）的水；

⑵钢筋混凝土和预应力混凝土，均不得采用海水拌和。在缺乏淡水的地区，素混凝土允许采用海水

拌和,对于有抗冻性要求的，水灰比应降低0.05;

⑶当采用天然矿化水作为混凝土拌和用水时，应符合下列要求。

①pH值不小于4；

2②硫酸盐含量按SO4计不大于0。22%。

熟悉：有害物质含量限值，它们对水泥及混凝土凝结时间、抗压强度等性能的影响；水品质检测

及评定方法：取样方法、凝结时间差试验、抗压强度比、pH值测定、不溶物测定、可溶物测定、氯离子测定、硫酸盐测定、硫化物测定（包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）.

有害物质含量限值 项目 预应力混凝土 钢筋混凝土 素混凝土 pH值 >4 >4 〉4 不溶物 <2000 〈2000 〈5000 可溶物 <2000 〈5000 <10000 <500(JGJ63－89） 〈1200 <3500 氯化物（以CL－计)mg/L ≤200（水运工程混凝土施工规范） 〈2700 〈2700 2硫酸盐（以SO4计）mg/L 〈600 ≤0。22% ≤0。22% 硫化物（以S2－计)mg/L <100 － － 1）有害物质对水泥及混凝土凝结时间、抗压强度等性能的影响

水中的硫酸盐含量较高时，对混凝土有侵蚀破坏作用。因为硫酸根与混凝土毛细孔及孔眼中

的碱性固态游离石灰质和水泥石中的水化铝酸三钙、水化铝酸四钙作用,形成铝酸钙结晶或石膏结晶，在混凝土内部产生胀压作用，而导致混凝土破坏。

2）取样方法

采集的水样应具有代表性，采集时应注意防止人为污染.

⑴井水、钻孔水及自来水水样应放水冲洗管道或排除积水后采集。江河、湖泊和水库水样一般应在中心部位或经常流动的水面下300~500mm处采集,如水面较宽，应放在不同地点分别采集。

⑵采集水样用容器应预先彻底洗净,采集时再用待采集水样冲洗3次,才能采集水样。水样采集后应加盖蜡封，保持原状。

⑶采集水样应注意季节、气候、雨量的影响，并在记录中予以注明。

⑷水样采集后,应及时检验。pH值最好在现场测定。硫化物测定用水样应专门采集，并应按检验方法的规定在现场固定.全部水质检验项目应在7d内完成。

⑸水质分析用水样不得少于5L,测定水泥凝结时间差不得小于1L；测定砂浆强度比不得少于2L；测定混凝土强度不得少于15L。

3)凝结时间差试验

凝结时间差试验应分别用待检验水与蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水)做拌和水，按现行国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定同一种水泥的初凝时间和终凝时间,计算初凝时间差与终凝时间差，不得大于30min，同时尚应符合水泥国家标准的规定。

4)抗压强度比

13

砂浆抗压强度比试验应分别用待检验水与蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水)做拌和水，按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法》制作同一种水泥的砂浆试件各一组，测定规定龄期的抗压强度,计算其抗压强度的比值.

混凝土抗压强度比试验应分别用待检验水与蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水)做拌和水，按现行国家标准《混凝土力学性能试验方法》采用相同原材料、相同配合比制作强度等级范围为C20~30的混凝土立方体试件各一组，测定规定龄期的抗压强度,计算其抗压强度比。

用待检验水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度(若有早期抗压强度要求时需增加7d抗压强度）不得低于用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。如不满足上述要求，允许重新取样，加倍试件组数进行复验，取复验时两组试件中组平均值较低者作为评定依据。

5）pH值测定

仪器：pH计（酸度计):测量范围0～14pH；读数精度不低于0.05pH单位; pH玻璃电极,饱和甘汞电极；烧杯;温度计等。

试剂：下列试剂均应以新煮沸并放冷的纯水配制，配成的溶液应贮存在聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶内。并应在1～2个月内使用。

①pH标准缓冲液甲：称取10.21g经110℃烘干并冷却至室温的苯二甲酸氢钾（KHC3H4O4）溶于纯水中，并定容至1000mL.此溶液的pH值在20℃时为4。00；随温度升高而升高。

②pH标准缓冲液乙：分别称取经110℃烘干并冷却至室温的磷酸二氢钾（KH2PO4）3.40g，磷酸氢二钠(Na2HPO4）3。55g，一并溶于纯水中，并定容至1000mL。此溶液的pH值在20℃时为6。88；随温度升高而降低。

③pH标准缓冲液丙：称取3.81g硼砂（Na2B4O7·10H2O)溶于纯水中,并定容至1000mL。此溶液的pH值在20℃时为9。22；随温度升高而降低.

试验步骤:

①电极准备：玻璃电极在使用前，应先放入纯水中浸泡24h以上.甘汞电极中饱和氯化钾溶液的液面必须高出汞体，在室温下应有少许氯化钾晶体存在，以保证氯化钾溶液的饱和。

②仪器校准：先将水样与标准缓冲液调到同一温度，记录测定温度，并将仪器温度补偿旋钮调至该温度上.首先用与水样pH相近的一种标准缓冲液校正仪器。从标准缓冲液中取出电极，用纯水彻底冲洗并用滤纸吸干。再将电极浸入第二种标准缓冲液中，小心摇动，静置，仪器示值与第二种标准缓冲液在该温度时的pH值之差不应超过0.1pH单位，否则就应调节仪器斜率旋钮，必要时应检查仪器、电极或标准缓冲液是否存在问题。重复上述校正工作，直至示值正常时，方可用于测定样品。

③水样测定:先用纯水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入水样中,小心摇动或进行搅拌使其均匀，静置，待读数稳定时记录指示值，即为水样pH值。

6）不溶物测定

仪器：分析天平,感量0。1mg；烘箱；干燥器；中速定量滤纸及相应玻璃漏斗；量筒。 分析步骤:

①将滤纸放在105±3℃烘箱内烘干1h，取出，放在干燥器内冷却至室温，用分析天平称重.重复烘干，称重至恒重m1。

②剧烈振荡水样,迅速量取100mL或适量水样（采取的不溶物量最后在20～100mL之间)，使之全部通过滤纸。

③将滤纸连同截留的不溶物放在105±3℃烘箱内烘干1h，放在干燥器内冷却至室温并称重,重复烘干，称重至恒重m2。

计算：

6(mm)1021不溶物（mg/L）=

V 14

7)可溶物测定

仪器：分析天平：感量0.1mg；水浴锅、烘箱、瓷蒸发皿、干燥器、中速定量滤纸及相应玻璃漏斗、吸管式量筒.

试验步骤：

①将蒸发皿洗净，放在105±3℃烘箱内烘干1h。取出，放在干燥器内冷却至室温，在分析天平上称重。重复烘干、称重直至恒重m1。

②将水样用滤纸过滤。吸取过滤后水样50mL于蒸发皿内。 ③将蒸发皿置于水浴上，蒸发至干。

④移入105±3℃烘箱内烘干1h，取出，放在干燥器内冷却至室温，称重。重复烘干、称重直至恒重m2。

计算:

(m2m1)106 可溶物（mg/L)V8）氯离子测定（硝酸银容量法）NaCl2335.45；NaCl1.649

Cl以铬酸钾作指示剂，在中性或弱碱性条件下，用硝酸银标准液滴定水样中的氯化物。 试剂:1％酚酞指示剂（95%乙醇溶液）、10％铬酸钾指示剂、0。05mol/L硫酸溶液、0.1mol/L氢氧化钠溶液、30％过氧化氢溶液、氯化钠标准溶液（1.0mL含1.00mg氯离子)、硝酸银标准溶液。

硝酸银标准溶液的标定：

准确吸取10。00mL氯化钠标准溶液,置于250mL锥形瓶中,瓶下垫一块白色瓷板并置于滴定台上，加纯水稀释至100mL，并加入2～3滴1％酚酞指示剂。若显红色则用0。05mol/mL的硫酸溶液中和恰至无色；若不显红色，则用0.1mol/mL氢氧化钠溶液中和至红色,然后用0。05mol/mL的硫酸溶液中和恰至无色。再加1mL10%铬酸钾指示剂,用待标定的硝酸银溶液滴定至橙色终点Vc。另取100mL纯水作空白试验Vb。

硝酸银溶液的滴定度T10.00 mgCl-/mL

VcVb分析步骤：

①吸取水样V=100mL，置于250mL锥形瓶中。

②加2~3滴酚酞指示剂,以硫酸和氢氧化钠溶液调节至水样恰由红色变为无色。

③加入1mL10％铬酸钾指示剂，用硝酸银标准溶液V2滴定至橙色终点.同时取100mL纯水按以上步骤作空白试验。V1

④若水样含亚硫酸盐或硫离子在5mg/L以上时，所取水样需先加入1mL30%过氧化氢溶液，再按上述步骤进行滴定。

⑤若水样中氯化物含量大于100mg/L时,可少取水样（氯离子含量不大于10mg）并用纯水稀释至100mL后进行滴定。

(VV)T－

水样中氯化物(以Cl计)含量:CCl211000 mg/L

V9）硫酸盐测定（硫酸钡比浊法）Na2=23＊2+32.06+15。994＊4;K2SO4=39.0983*2+32。06+15.994*4 采用氯化钡晶体为试剂，和水样中硫酸盐反应生成硫酸钡结晶，而使水混浊。其混浊程度在一定范围内和水样中硫酸盐含量呈正比关系，据此测定硫酸盐含量。

仪器：分光光度计：420～720nm、电磁搅拌器

试剂:Na2SO41.4786；K2SO41.8141

22SO4SO4①硫酸盐标准溶液：准确称取1。4786g无水硫酸钠或1。8141g无水硫酸钾,溶于少量纯水并

15

定容至1000mL。此溶液的硫酸盐浓度（按SO42计）为1mg/mL。

②稳定溶液:称取75g氯化钠,溶于300mL纯水中，加入30mL盐酸,50mL甘油和100mL95％乙醇,混合均匀。

③氯化钡晶体（BaCl22H2O)：20~30目

分析步骤:

①调节电磁搅拌器转速，使溶液在搅拌时不外溅，并能够使0.2g氯化钡在10~30s间溶解。转速确定后，在整批测定中不能改变.

②将水样过滤,吸取V=50mL过滤水样置于100mL烧杯中。若水样中硫酸盐含量超过40mg/L，可少取水样（SO42不大于2mg）并用纯水稀释至50mL。

③加入2.5mL稳定溶液，并将烧杯置于电磁搅拌器上。

④搅拌稳定后加入1小勺(约0。2g）氯化钡晶体，并立即计时，搅拌1min±5s，放置10min,立即用分光光度计（波长420nm,采用3cm比色皿），以加有稳定溶液的过滤水样作参比,测定吸光度。

⑤标准曲线的绘制：取同型100mL烧杯6个,分别加入硫酸盐标准溶液0。00、0。25、0。50、1.00、1.50和2。00mL，各加入纯水50mL，用纯水作参比，重复③④步骤，测定吸光度。以吸光度为纵坐标、硫酸盐含量(mg）为横坐标绘制标准曲线。

⑥由标准曲线查出测定水样中的硫酸盐含量(mg)mSO4。 ⑦计算：CSO4mSO41000V mg/L

10）硫酸盐测定（重量法）

采用在酸性条件下，硫酸盐与氯化钡溶液反应生成白色硫酸钡沉淀，将沉淀过滤、灼烧至恒重。根据硫酸钡的准确重量计算硫酸盐的含量。

仪器：高温炉：最高温度1000℃；天平，感量0。1mg；瓷坩锅;干燥器；容量瓶、烧杯、致密定量滤纸。

试剂:1%硝酸银（分析纯）溶液;10%氯化钡（分析纯）溶液；1:1盐酸（分析纯）溶液；1%甲基红指示剂溶液.

分析步骤:

①吸取水样V＝200mL，置于400mL烧杯中，加2～3滴甲基红，用1：1盐酸酸化至刚出现红色，再多加5~10滴盐酸，在不断搅动下加热,趁热滴加10％氯化钡至上部清液中不再产生沉淀时，再多加2～4mL氯化钡。温热至60～70℃，静置2～4h。

②用致密定量滤纸过滤,烧杯中的沉淀用热水洗2～3次后移入滤纸，再洗至无氯离子（用1%硝酸银检验）。也不宜过多洗。

③将沉淀和滤纸移入已灼烧恒温的坩锅中,小心烤干，灰化至灰白色，移入800℃高温炉中灼烧20～30min，然后在干燥器中冷却至室温称重。再将坩锅灼烧15～20min，称量至恒重(两次称重之差小于±0.0002g）。m1

④取200mL纯水,按上述步骤作空白试验。m0 ⑤每种水样作平行测定。

(m1m0)0.4116106⑥计算:CSO4(mg/L)

V11）硫化物测定（碘量法）

16

采用醋酸锌与水样中硫化物反应生成硫化锌白色沉淀，将其溶于酸中，加入过量碘液，碘在酸性条件下和硫化物作用而被消耗，剩余的碘用硫代硫酸钠滴定，从而计算水样中硫化物的含量。

试剂:

①醋酸锌溶液：

②0。0250mol/L硫代硫酸钠 ③0。0125mol/L碘溶液 ④淀粉指示剂 分析步骤：

①供分析用水在现场取样后应进行现场固定，其方法是：吸取2mL醋酸锌溶液于1L细口瓶中，再量取1000mL水样装入瓶中，加塞保存，运回实验室。

②将已固定水样过滤，并将底部硫化锌沉淀全部转移到滤纸上，用纯水洗涤3～4次。 ③将沉淀连同滤纸全部移入250mL碘量瓶中,用玻璃棒捣碎滤纸,并加入50mL纯水.

④加入10。00mL0。0125mol/L碘溶液,5mL浓盐酸，加塞后摇匀，于暗处静置5min，用0。0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定.当溶液呈淡黄色时,加入1mL淀粉指示剂，继续滴定之蓝色恰好消失，记录硫代硫酸钠标准溶液用量V2。

⑤另取滤纸一张于250mL碘量瓶中,加纯水50mL，用玻璃棒捣碎滤纸，作为空白按上述步骤进行试验。V1

2－

⑥计算：水中硫化物（S）含量，mg/L

Cs(V1V2)CNa2S2O316.031000V3(V1V2)0.4007

CNa2S2O30.0250mol/L；16。03g为二分之一mol的硫离子质量。

掌握:相关标准中对拌和用水规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注意事项。

按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

氯离子测定方法:硝酸银容量法、汞量法、电位滴定法；

硫酸盐测定方法：硫酸钡比浊法、硫酸钡重量法、铬酸钡比色法、各种容量法、EDTA法等 应根据水质中有害物质含量、凝结时间差、抗压强度比三项综合判断被检验水质的适用性。

17

4．外加剂

了解：外加剂定义、分类；外加剂的作用机理及对混凝土性能的影响。

外加剂是在混凝土拌制过程中掺入的，能按要求改善混凝土性能的物质。

分类：减水剂、引气剂、调凝剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂、阻锈剂、泵送剂. 减水剂分类:普通、高效、早强、缓凝、引气减水剂 调凝剂：早强剂、缓凝剂、速凝剂

熟悉：外加剂主要技术指标；掺外加剂混凝土（砂浆)性能（减水率、泌水率比、含气量、凝结时

间差、抗压强度比）；外加剂性能品质检测项目、试验方法及评定方法：取样及留样方法、减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、抗压强度比、抗冻性、抗渗性、坍落度增加值、坍落度损失(保留)值、膨胀率、密度、细度、氯离子含量、泡沫度、pH值、固体含量或含水量、钢筋锈蚀快速试验、净浆流动度、砂浆流动度测定（包括试验用原材料、仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）。 外加剂主要技术指标

水运工程混凝土施工规范附录A

掺外加剂混凝土（砂浆)性能 培训教材P54～57。

外加剂性能品质检测项目、试验方法及评定方法：

1）取样及留样方法

试样分点样和混合样。点样是由一次生产的产品所得试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而得得试样。

每一个编号取得的试样应充分混合，分为两等份，一份按有关标准中得规定进行试验，另一份要封样保存半年，以备有疑问时提交国家指定检验机构进行复验或仲裁。如果生成和使用单位同意，复检或仲裁也可使用现场取样。并以2t为一个检查单位，不足2t亦作为一个检查单位.引气剂溶液至少每个月检查一次泡沫度。

2）减水率

仪器：坍落度筒、捣棒、小铲、钢板尺、抹刀等。 试验步骤：

①测定基准混凝土的塌落度,记录达到该塌落度时得单位用水量（W0）。

②在水泥用量相同，水泥、砂、石比例保持不变得条件下，测定掺减水剂的混凝土达到预基准混凝土相同塌落度时的单位用水量（W1）。

试验结果处理与评定:

减水率＝

W0W1×100％ W03）泌水率比

（1）常压泌水率比 泌水率测试见混凝土。

泌水率比为掺外加剂混凝土的泌水率与基准混凝土的泌水率之比。 （2）压力泌水率比 压力泌水率比Rb

BPA100 BP018

4）含气量 见混凝土。 5）凝结时间差

凝结时间测定见混凝土。

凝结时间差为掺外加剂混凝土的凝结时间与基准混凝土的凝结时间之差。 6）抗压强度比

抗压强度测定见混凝土。

抗压强度比是掺外加剂的混凝土于基准混凝土的抗压强度之比。 7）抗冻性、

8）抗渗性

9）坍落度增加值

测定水灰比相同的基准混凝土和掺外加剂混凝土拌和物的坍落度，结果以三次试验的平均值之差表示,精确至1mm。

10)坍落度损失(保留)值 拌制不小于40L的掺外加剂混凝土拌和物，立即测定其出罐后的坍落度，余下的混凝土拌和物装入筒内或用塑料布覆盖，测定停放20min、30min、60min时的坍落度，并与 11）膨胀率 12）密度

1)比重瓶法

仪器:比重瓶，25或50mL；分析天平，分度值0.1mg；干燥器；电热鼓风干燥箱;恒温器。 试验条件:被测溶液的浓度为1％或5%；被溶液必须清澈，如有沉淀应滤去。 试验步骤：

①比重瓶容积的校正

比重瓶依次用水、乙醇、丙酮和乙醚洗涤并吹干，塞子连瓶一起放入干燥器内，取出称量比重瓶自重m1,直至恒重。然后将预先煮沸并经冷却的蒸馏水装入瓶中，塞上塞子,使多余的水分从塞子毛细孔流出，用吸水纸吸干瓶外水分，注意不能吸出毛细孔中的水,立即在天平上称出比重瓶装满水后的质量m2。

比重瓶在20℃时容积Vm2m1

0.9982②外加剂溶液密度ρ的测定

19

将校正过的比重瓶洗净、干燥，灌满被测溶液，塞上塞子后浸入20℃±1℃的恒温器中，恒温20min后取出,用吸水纸吸干瓶外水及由毛细孔溢出的溶液后,在天平上称出比重瓶装满外加剂溶液后的质量m3.

结果处理：

外加剂的密度＝m3m10.9982；精确至0。001g/mL。

m2m12）液体比重天平法

仪器：分析天平,分度值0.1mg;液体比重天平；恒温器。 试验步骤：

①将液体比重天平安装在稳固的试验操作台上，在横梁末端钩子上挂上等重砝码，调节天平水平与平衡.

②将等重砝码取下，换上整套测锤，保持天平平衡.

③将已恒温的被测溶液倒入量筒内，将液体比重天平的测锤浸没在被测液体中,加上砝码使天平恢复平衡，即为被测溶液比重数值dt。

结果计算:

被测溶液密度t0.9982dt；精确至0.01g/mL。 3）精密比重计法

仪器:波美双重计;精密比重计 试验步骤：

①将已恒温的外加剂溶液倒入500mL玻璃量筒内,以波美比重计插入溶液中测出该溶液比重。 ②参考波美比重计所测溶液比重，选择这一刻度范围的精密比重计插入溶液中,精确读出溶液凹液面与精密比重计相齐的刻度即为溶液的比重dt。精确至0.001g/mL。

13）细度

仪器：药物天平、试验筛：采用孔径0.315mm的试验筛. 试验步骤：

外加剂应充分拌匀并经100℃~105℃烘干，称取烘干试样10g（m1）倒入筛内，用人工筛样，将近筛完时，必须一手执筛往复摇动，一手拍打,摇动速度每分钟约120次，其间，筛子应向一定方向旋转数次，使试样分散在筛布上,直至每分钟通过不超过0。05g时为止。称量筛余物m2，精确至0。1g。

细度计算：筛余＝

m2100% m114）氯离子含量(电位滴定法）

原理：用电位滴定法，以银电极为指示电极，其电势随Ag＋浓度而变化。以甘汞电极为参比电极，用电位计测定两电极在溶液中组成原电池的电势，银离子与氯离子反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀.在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀,两电极间电势变化缓慢,等当点时氯离子全部生成氯化银沉淀，这时滴入少量硝酸银即引起电势急剧变化，指示出滴定终点。

仪器：电位测定仪或酸度计；银电极、甘汞电极、电磁搅拌器、滴定管、移液管. 试剂：

①0。1000N氯化钠标准溶液：称取约10g分析纯氯化钠,盛在称量瓶中,置于130℃～150℃烘干2h，在干燥器内冷却后准确称取5.8443g，用蒸馏水溶解并稀释至1L，摇匀。

②0.1N硝酸银溶液：称取17g分析纯固体AgNO3，用蒸馏水溶解，放入1L棕色容量瓶中稀释至刻度，摇匀。用0.1000N氯化钠标准溶液对硝酸银进行标定.

20

标定0.1N硝酸银溶液

用移液管吸取10mL0。1000N的氯化钠标准溶液于烧杯中,加蒸馏水稀释至200mL，加4mL1:1硝酸，在电磁搅拌下，用硝酸银溶液以电位滴定法测定终点,当过等当点后，在同一溶液中再加入0。1000N氯化钠标准溶液10mL,继续用硝酸银溶液滴定至第二个终点,用二次微商法计算出硝酸银消耗的体积V01、V02。

10mL0。1000N氯化钠消耗硝酸银的体积：V0=V02—V01

N'V'硝酸银溶液的当量浓度N;

V0N’V’为氯化钠标准溶液的当量浓度和体积. ③硝酸：分析纯（1:1）; ④饱和硝酸铵溶液：分析纯； ⑤氯化钾：分析纯 试验步骤：

⑴准确称取外加剂试样0.5000～5.000g，放入烧杯中，加200mL蒸馏水和1：1硝酸，使溶液呈酸性，搅拌至完全溶解,如不能完全溶解，可用快速定性滤纸过滤，并用蒸馏水洗涤残渣至无氯离子为止。

⑵用移液管加入10mL0.1000N的氯化钠标准溶液，烧杯内加入电磁搅拌子,将烧杯放在电磁搅拌机上，开动搅拌并插入银电极及甘汞电极，两电极与电位计或酸度计相连接，用0.1N硝酸银溶液缓慢滴定，记录电势和对应滴定管读数。当电势发生突变，表示等当点已过，此时，继续滴入硝酸银溶液，直至电势趋向变化平缓。得到第一个终点时硝酸银溶液消耗体积V1。

⑶在同一溶液中，用移液管再加入10mL0.1000N氯化钠标准溶液,继续用硝酸银滴定，直至第二个等当点出现，记录电势和对应的0.1N硝酸银溶液消耗的毫升数V2。

⑷空白试验：不加外加剂，按上述步骤测定蒸馏水的硝酸银消耗体积V01和V02。 结果计算:

(VV01)(V2pV02)外加剂中氯离子所消耗的硝酸银体积V1;

235.45NV外加剂中氯离子百分含量Cl100%

1000m用1。565乘以氯离子的含量，即可获得外加剂中等当量的无水氯化钙的含量. 试样数量不应少于3个,结果取平均值.

15）泡沫度

1）改进罗氏泡沫仪法

仪器：秒表；改进罗氏泡沫仪 试验步骤：

①在20℃±3℃的室内把泡沫仪安装在坚固稳定的支架上，使泡沫仪保持垂直；

②配制1000mL外加剂溶液，浓度为0.5％、1。0％，将配好的溶液放在恒温室内达到室温； ③沿泡沫仪的管壁缓缓加入50mL已恒温的外加剂溶液（注意不要引起泡沫），使溶液流满下刻度线。

④在泡沫移液管中，吸入已恒温的被测溶液200mL，关闭塞子，下端插在泡沫仪上端插口处. ⑤开启瓶的塞子,使液体自由落下与下端的溶液相冲而引起泡沫，至全部200mL溶液流完后，立即开启秒表计时。

⑥读数与记录：

a、记录液体刚流尽时，产生泡沫的最大体积V; b、记录T分钟剩余泡沫的体积(一般为3min)V1； c、记录泡沫全部降至刚露出液面时的时间。

21

结果处理与评定：

起泡力:产生泡沫的能力，用最大泡沫体积表示，mL；

消泡时间：泡沫从最大体积降至刚露出液面的时间，以min或s表示； 剩余泡沫百分率：AV1100%; V起泡力低，消泡时间短的外加剂溶液,无法计算A（％）以消泡时间表示泡沫稳定性。 试样不应少于3个，结果取平均值，测量误差允许±2mL. 2）机摇法

仪器：摇泡机、具塞量筒、容量瓶、移液管、秒表。 试验步骤：

①配制500mL外加剂溶液，浓度为0。5％、1.0％.将配好的溶液放在恒温室内使之达到室温； ②沿具塞量筒内壁装入一定浓度的外加剂溶液20mL，将具塞量筒固定于摇泡机的样品座上； ③开启摇泡机,摇30s静置,立即迅速量出泡沫最大体积,记录从停机开始到泡沫消退至刚露出液面所需的时间。

结果处理与评定:

起泡力等于摇30s后最大泡沫体积与起始体积（20mL）之差; 消泡时间：从停机开始到泡沫消退至刚露出液面的时间; 试验不得少于3次,结果取平均值。

16）pH值

仪器：酸度计、玻璃电极，甘汞电极,复合电极;烧杯；温度计等 试验步骤：

①校正:按仪器出厂说明书校正仪器；

②测量：先用水，再用测试溶液冲洗电极，然后将电极浸入被测溶液中，轻轻摇动试杯,使溶液均匀.待酸度计的读数稳定1min,记录读数。测量结束后，用水冲洗电极，以待下次测量。

结果表示：酸度计测出的结果即为溶液的PH值。

17）固体含量或含水量

仪器:分析天平,分度值0.1mg；电热鼓风恒温干燥箱；带盖称量瓶；干燥器 试验步骤：

①将洁净带盖称量瓶放入烘箱内，于100～105℃烘30min，取出置于干燥器内冷却30min后称量，重复上述步骤至恒重m0。

②将被测试样装入已经恒重的称量瓶内，盖上盖子称出试样及称量瓶的总质量为m1。 试样称量:固体产品1。0000～2.0000g，液体产品3。0000～5。0000g。

③将盛有试样的称量瓶放入烘箱内，开启瓶盖，升温至100～105℃烘干，盖上盖置于干燥器内冷却30min后称重，重复上述步骤直至恒重m2。

结果处理：

固体物含量＝

m2m0mm2100%； 含水量＝1100%

m1m0m1m0取3个试样测定数据的平均值并精确至0.1%。

18）钢筋锈蚀快速试验 见混凝土。 19)净浆流动度

仪器：水泥净浆搅拌机;截锥圆模、玻璃板、秒表、钢直尺、刮刀、天平（称量100g,分度值0.1g，称量1000g,分度值1g）

22

试验步骤：

①将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅均匀擦过,使其表面湿而不带水渍。

②将截锥圆模放在玻璃板的中央，并用湿布覆盖代用。

③称取水泥300g，倒入搅拌锅内，加入推荐掺量的外加剂及87g或105g水,搅拌3min. ④将拌好的净浆迅速注入截锥圆模中，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起,同时开启秒表计时，任水泥净浆在玻璃板上流动,至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。

结果处理与评定：

表达净浆流动度时，需注明用水量、所用水泥的标号、名称、型号及生产厂家和外加剂掺量； 试样数量不应少于3个,结果取平均值，误差为±5mm.

20）砂浆流动度测定

仪器：胶砂搅拌机；跳桌、截锥圆模及模套、圆柱捣棒、卡尺、抹刀、台秤 试验步骤：

①称取水泥450g,标准砂1350g，将水加入锅中，再加入水泥，把锅放在固定架上并上升至固定位置。然后立即开动机器,低速搅拌30s，在第二个30s开始时均匀将砂子加入。高速搅拌30s。停拌90s，在停拌的第一个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中.在高速下继续搅拌60s。

②在搅拌砂浆的同时,用湿布将跳桌的玻璃台面、截锥圆模、捣棒均匀擦过,置于玻璃台面中心，盖上湿布，备用。

③将拌好的砂浆迅速地分两次装入模内，第一次装截锥圆模的三分之二，用抹刀在互相垂直的两个方向各划5次，并用捣棒自边缘向中心均匀捣15次，接着装第二层砂浆，装至高出圆模约2cm，用抹刀划10次，同样用捣棒捣10次。

④取下模套,用抹刀将高出圆模的砂浆刮去并抹平,随即将圆模垂直向上提起，以每秒一次的频率使跳桌连续跳动30次。

⑤跳动完毕用卡尺量出砂浆底部流动直径,取互相垂直的两个直径的平均值为该用水量时的砂浆流动度，用mm表示。

⑥重复上述步骤，直至流动度在180mm±5mm.此时用水量即为基准砂浆流动度的用水量M0. ⑦按上述步骤测出掺外加剂砂浆流动度达180mm±5mm时的用水量M1.

⑧按上述步骤加入推荐的外加剂，测定加入基准砂浆用水量时的砂浆流动度,以mm表示。 结果处理与评定：

①砂浆减水率＝m0m1100%；精确至1%。

m0②注明所用水泥标号、名称、型号及生产厂家。 掌握：相关标准中对外加剂的规定、试验方法并能熟练操作,影响试验的主要因素及试验注意事项。

按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。 相关标准中对外加剂的规定 《水运工程混凝土施工规范》:

①在所掺用的外加剂中,氯离子含量（占水泥重量百分比）不宜大于0.02%。 ②钢筋混凝土、预应力混凝土中不得掺用含氯盐的外加剂。 ③在冷天施工中，掺用外加剂应符合下列规定:

a、 采用三乙醇胺作早强剂时，掺量不得超过水泥用量的0。05%。 b、 素混凝土中，掺用氯盐或以氯盐为主的防冻剂时，氯盐重量总和不得超过水泥重量的2％。 ④对外加剂应检查出厂时附有的技术文件，包括产品名称、型号、主要特性及成分、适用范围及适宜的掺量、性能检验合格证书、贮存条件及有效期、使用方法、注意事项及出厂日期等。

23

5．掺合料

了解：掺合料定义、分类；水运工程主要应用的掺合料的有关规定。

定义:在混凝土拌和物制备时，为了节约水泥，改善混凝土性能，调节混凝土等级而加入的天然的或人造的矿物材料,统称为混凝土掺合物。 分类:非活性矿物掺合料（惰性材料）：磨细石英砂、石灰石、粘土、硬矿渣等。 活性矿物掺合料：粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等. 掺加粉煤灰的规定：

混凝土中掺加的粉煤灰应是质量稳定并附有品质检验书的商品.掺用时，宜同时掺加减水剂或高效减水剂，并应符合下列规定：

①对掺粉煤灰的预应力混凝土、钢筋混凝土以及有抗冻性要求的素混凝土，应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，粉煤灰取代水泥量经试验确定，并不得大于国标有关规定。

②Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度不大于6m的先张预应力混凝土及后张无粘结预应力混凝土。 ③Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和C30及其以上的素混凝土。 ④Ⅲ级粉煤灰只适用于C30以下的素混凝土。

⑤经混凝土抗冻性试验论证后，Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰方可应用于严重受冻地区的有抗冻性要求的混凝土中。 ⑥经强度试验和耐久性试验验证后，方可采用比上述规定低一级的粉煤灰。

熟悉：掺合料的品质及质量指标：烧失量、含水率、细度、三氧化硫含量、氯离子含量、二氧化硅含

量、密度、活性指数、均匀性等；掺合料品质检测项目、试验方法及评定：烧失量、含水率、细度、三氧化硫含量、氯离子含量、二氧化硅含量、密度、活性指数、均匀性等试验（包括目的及适用范围、仪器设备、试验步骤、结果处理及评定)。 港口工程粉煤灰混凝土中粉煤灰技术要求 粉煤灰等级 细度（45μm方孔筛筛余％) 烧失量（％) 需水量比（％） SO3含量（%） Ⅰ ≤12 ≤5 ≤95 ≤3 Ⅱ ≤20 ≤8 ≤105 ≤3 Ⅲ ≤45 ≤15 ≤115 ≤3 掺合料品质检测项目、试验方法及评定： 1)烧失量

仪器:瓷坩锅、坩锅钳、高温炉、分析天平（感量0。1mg），干燥器 试验步骤：

①准确称取1g（G）试样，置于已灼烧恒重的坩锅中，将盖斜置于坩锅上。

②将坩锅放在高温炉内,从低温逐渐升高温度，在950～1000℃下灼烧15~20min，取出坩锅，置于干燥器中冷却至室温，称重。

③如此反复，直至恒重G1。 结果计算及评定：

粉煤灰烧失量XGG1100%

G2）含水率

仪器：烘箱（温度控制在105℃±5℃);天平，感量0.001g；浅口容器;干燥器。 试验步骤:

①由样品中取2份各重10g的粉煤灰,分摊在干燥的浅口容器中，称准至0.001g。 ②将盛装试样的浅口容器置于烘箱内，在105℃±5℃温度下烘60min±5min。 ③将烘毕的试样连同容器一起置于干燥器内冷却至室温称重 含水率以两个样品的百分率平均值为结果。

24

3）细度

仪器:气流筛筛析仪；天平，烘箱等. 试验步骤：

①准确称取烘干试样50g,精确至0.1g。

②倒入0.045mm方孔筛筛网上，调节负压大于2000Pa，筛析3min。 ③筛析过程中，可以轻轻敲打筛盖，以防吸附. ④准确称取筛余量。 4）三氧化硫含量

仪器:高温炉、分析天平(感量0.1mg)、烧杯、漏斗、试管、瓷坩锅、坩锅钳、干燥器、滤纸(中速、慢速）、盐酸(1＋1）、氯化钡溶液(11g/L）、硝酸银溶液（5g/L）。

试验步骤:

①称取0.5g试样（m1）精确至0.1mg,置于300mL烧杯中，加入30~40mL水使其分散. ②加10mL盐酸(1＋1），用平头玻璃棒压碎块状物,慢慢加热溶液，直至样品分解完全。将溶液加热微沸5min。

③用中速滤纸过滤,用热水洗涤10～12次。调整滤液体积至200mL,煮沸，在搅拌下滴加10mL热的氯化钡溶液,继续煮沸数分钟，然后移至温热处静置4h或过夜。

④用慢速滤纸过滤，用温水洗涤,按规定洗涤沉淀数次后，用数滴水淋洗漏斗的下端,用数毫升水洗涤滤纸和沉淀，将滤液收集在试管中，加几滴硝酸银溶液，观察试管中溶液是否混浊，如果混浊，继续洗涤并检查，直至用硝酸银检验滤液不再混浊为止。

⑤将沉淀和滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩锅中，灰化后在800℃的高温炉内灼烧30min，取出坩锅置于干燥器中冷却至室温,称重。反复灼烧,直至恒定m2。

结果计算及评定：

三氧化硫的质量百分率XSO35)氯离子含量

6）二氧化硅含量（采用代用法:氟硅酸钾容量法）

在有过量的氟、钾离子存在的强酸性溶液中，使硅酸形成氟硅酸钾沉淀，经过滤、洗涤及中和残余酸后,加沸水使氟硅酸钾沉淀水解生成等物质的量的氢氟酸，然后以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定.

分析步骤： 称取约0。5g试样（m28），精确至0。0001g，置于银坩锅中,先于650~700℃的高温炉预烧20min，取出冷却后，加入6～7g氢氧化钠，放入高温炉中，从低温升至650～700℃,熔融20min。取出冷却，将坩锅放入已盛有100mL近沸腾水的烧杯中，盖上表面皿，于电热板上适当加热，待熔块完全浸出后，取出坩锅,用水冲洗坩锅和盖，在搅拌下，一次加入25~30mL盐酸，再加入1mL硝酸。用热盐酸（1＋5）洗净坩锅和盖，将溶液加热至沸，冷却,然后移入250mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。

吸取50mL溶液，放入250～300mL塑料杯中,加入10～15mL硝酸，搅拌，冷却30℃以下。加入氯化钾，仔细搅拌至饱和并有少量氯化钾析出，再加2g氯化钾及10mL氟化钾溶液（150g/L），仔细搅拌，放置15～20min。用中速滤纸过滤,用氯化钾溶液（50g/L)洗涤塑料杯及沉淀3次.将滤纸连同沉淀取下，置于原塑料杯中,沿杯壁加入10mL30℃以下的氯化钾－乙醇溶液（50g/L）及1mL酚酞指示剂溶液。用（c(NaOH）=0.15mol/L）氢氧化钠标准滴定溶液中和未洗净的酸，仔细搅动滤纸并随之擦洗杯壁直至溶液呈红色。向杯中加入200mL沸水（煮沸并用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色)，用（c（NaOH)=0.15mol/L）氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色。

25

0.343m1100%

m2结果计算与评定：

二氧化硅的质量百分数XSiO2TSiO2V185m2810001000.5TSiO2V18m28

TSiO2c(NaOH)15.022.253mg/mL

7)密度

8）活性指数、

9）均匀性

10）粉煤灰的需水量比试验：

仪器：胶砂搅拌机、水泥胶砂流动度测定仪（跳桌）；试模，金属捣棒;卡尺；小刀。 样品

①试验样品：90g粉煤灰,210g硅酸盐水泥和750g标准砂； ②对比样品：300 g硅酸盐水泥和750g标准砂。 试验步骤：

按照《水泥胶砂流动度测定方法》,分别测定试验样品和对比样品的流动度达到125～135mm时的需水量。

掌握：有关标准中对掺合料的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注意事

项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

粒化高炉矿渣凡任一项检验结果不符合《用于水泥中的粒化高炉矿渣》中规定的优等品的技术要求时，应降为合格品。凡检验结果不符合标准中规定的最低等级技术要求中的任何一条规定，均为不合格品。

粉煤灰凡任一项检验结果不符合《港口工程粉煤灰混凝土技术规程》(JTJ273）中规定的技术指标,应重新加倍取样进行复验，复验仍不合格应降级处理或作不合格处理。

《港口工程粉煤灰混凝土技术规程》中对粉煤灰的规定： ①应采用成品粉煤灰；

②当粉煤灰中CaO含量大于5％时，应经试验证明安定性合格方可使用； ③必须采用干排法得到的粉煤灰，并且其含水率不宜大于1％；

④海水港浪溅区钢筋混凝土应采用需水量比不大于100%的粉煤灰，即不大于不掺加粉煤灰的用水量。

26

6．钢材

（1）钢筋混凝土用钢材（钢筋、盘条、钢丝、钢绞线） 了解：钢筋混凝土用钢材定义、分类、牌号或强度等级。 1。钢材的定义

钢材是将炼钢生铁和废钢材等原材料在炼钢炉内冶炼而成的铁碳合金的总称。 2.分类

（1）根据所含合金元素的多少不同分：碳素钢、合金钢

（2）根据钢材中含碳量的不同分：低碳钢、中碳钢（含碳量0.25%～0.6％)、高碳钢

（3）根据合金钢材中合金元素的多少分：低合金钢、中合金钢(合金元素总含量5～10％）、高合金钢

（4）根据钢材中所含有害杂质（硫、磷）的多少分： 普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢

(5）根据钢材的用途不同分:结构钢、工具钢、特殊性能用钢（不锈钢、耐酸钢、磁钢等） 3。牌号或强度等级 (1）结构用型钢 ①碳素结构钢

根据钢材屈服强度高低不同,分为：Q195,Q215，Q235，Q255,Q275五个牌号。

根据其杂质含量及性能不同，分为：A、B、C、D四个等级，其中A级质量最差,D级质量最好。 根据脱氧程度不同，分为：F、b、Z、TZ四种。其中表示镇静钢的的符号Z和特殊镇静钢的TZ可省略。如Q215AF，Q235C ②优质碳素结构钢

根据所含碳量的万分数来划分，分为：08F，10F,15F,08,10,15，20,25,30,……85等20个品种。 ③低合金高强度结构钢根据屈服强度不同，分为:Q295，Q345,Q390,Q420，Q460五个牌号。 根据杂质含量和性能不同，分为：A,B,C,D，E五个质量等级。 （2)钢筋混凝土用钢筋 ①热轧钢筋

依据其屈服强度/抗拉强度、伸长率、及冷弯等技术指标划分为：Q215、Q235、R235、HRB335、HRB400、HRB500（前3种为圆形光面，后3种为圆形带肋)。 ②预应力钢筋混凝土用钢丝、钢绞线、 预应力混凝土用钢丝分为:冷拉钢丝(RCD)、

消除应力钢丝（S)（光面钢丝、刻痕钢丝（SI）、螺旋肋钢丝（SH）

熟悉：技术指标：力学性能及工艺性能、化学成分;检验和验收规定;组批规则;取样数量；复验与

判定规定；检验项目、取样方法、试验方法及评定：化学成分分析、力学性能、工艺性能、表观质量(包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）。 力学性能

(1)抗拉性能

低碳钢的受拉过程分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段. （2）冲击韧性

钢材在瞬间动载作用下,抵抗破坏的能力。 硫、磷含量高，冲击韧性差；

冲击韧性随温度的下降而降低，钢材具有冷脆性。 (3）耐疲劳性

疲劳破坏由应力集中引起。 工艺性能

（1）冷弯性能

27

钢材在常温下承受弯曲变形的能力.

冷弯是钢材局部发生的不均匀变形下的塑性,它比伸长率更能很好地揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷.

(2）焊接性能

钢材的可焊性性能与其化学成分及含量有关. 含碳量高，可焊性差; 硫使焊缝处产生热裂纹。 化学成分对钢材性能的影响

碳：含碳量不大于0.8％的碳素钢,含碳量增加，抗拉强度、硬度增加；塑性和冲击韧性降低。 硅：提高钢的强度，提高抗腐蚀能力。

锰：削弱热脆性，提高强度和硬度，降低焊接性能。 磷：提高钢的强度,降低塑性和韧性，具有冷脆性.

硫：降低钢的冲击韧性、疲劳强度和抗腐蚀性,具有热脆性. 氧：降低各种机械性能，降低可焊性。

氮：提高钢的屈服强度、抗拉强度和硬度，降低韧性和可焊性. 钛：提高钢的强度，提高可焊性和抗腐蚀性,塑性略有降低。 钒：提高强度和韧性，可焊性降低.

掌握：相关标准中对钢筋混凝土用钢材的规定、试验方法并能熟练操作,影响试验的主要因素及试验注意事项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告.

（2）钢结构用钢材(圆钢、角钢、槽钢、工字钢和钢板）

了解：钢结构用钢材的品种类型；钢结构防腐蚀保护效果检测。

熟悉:技术指标:力学性能及工艺性能、化学成分；检验和验收规定；组批规则；取样数量及方法；

判定规定；检验项目、取样方法、试验方法及评定:化学成分分析、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等(包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）。

掌握：有关标准中对结构用钢材及钢结构防腐蚀的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主

要因素及试验注意事项.按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

28

7．砌筑（堆筑)材料 （1)石料

了解：石料的种类，在水运工程中的应用范围. 1.石料的种类: 岩浆岩、沉积岩、变质岩 2.力学性质

（1）抗压强度:制成立方体试件进行测试。

（2）耐磨耗性:抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能. (3）冲击韧性 (4)硬度

熟悉:水运工程中使用石料的技术要求：力学性质（抗压强度、抗剪强度、摩擦系数、磨损、磨耗

及冲击韧性等）。

掌握：石料强度（单轴抗压强度）测定试验,包括试件规格、数量，仪器设备,试验步骤，结果处

理及评定。

仪器:压力机，试件破坏荷载应不小于压力机最大吨位的30％,且不大于其80％；承压板及球座；

石料加工设备：锯石机、钻石机、磨平机等;游标卡尺及角尺；石料吸水饱和使用的有关设备。 试件规格、数量:50mm±0.5mm的正立方体或直径与高均为50mm±0.5mm圆柱形试件，每6个作为

一组。对有显著层理的岩石，应取两组试件以分别测定其垂直和平行于层理的抗压强度值。试件与压力机接触的两面，应用磨平机磨平，并保证两面互相平行。试件形状符合下述要求:试件端面平整度为0.02mm，对于试件轴的垂直度不应超过0。25度。 试验步骤：

①用游标卡尺量取试件尺寸,精确至0。1mm。对于立方体试件在顶面和底面上各量取其边长，以各个面上相互平行的两个边长的算术平均值作为宽或高，按此计算面积；对于圆柱体试件在顶面和底面上各量取相互垂直的两个直径，以其算术平均值计算面积。取顶面和底面面积的算术平均值作为计算抗压强度所用的截面积。

②对试件进行饱水处理，最后一次加水深度应使水面高出试件至少20mm。

③试件自由浸水48h后取出,擦干表面，放在压力机上对中，以0.5～1MPa/s的速度加载.测记试件的最大荷载，精度1%，单位N。

结果处理及评定

石料的抗压强度fsc极限破坏荷载/试件的截面积;

取6个试件的算术平均值作为试验结果。如其中任意两个均值与其余4个的强度均值相差3倍以上时，则取试验结果相近的4个试件的算术平均值作为试验结果。

对具有显著层理的岩石,取垂直以及平行层理的试件强度的平均值为试验结果。

29

（2）砖

了解：砖的定义、品种及分类。 1。砖的定义

以砂质黏土、工业废料及其他地方资源为主要原料，按不同工艺制成的，在建筑上用来砌筑墙体的块状材料。 2.砖的品种及分类

烧结砖：普通砖、多孔砖、空心砖（孔洞率大于25％） 蒸氧砖：蒸压灰砂砖(石灰和天然砂为原料）、粉煤灰砖

熟悉:砖的规格尺寸、技术要求：抗压强度、抗冻性、吸水率、饱和系数等.砖质量的试验检测方

法：砖的外观质量检查、抗压强度试验、抗风化性能试验、吸水率及饱和系数试验(包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定)。 普通烧结砖的规格

尺寸：240mmΧ115mmΧ53mm

等级：按抗压强度分为MU30,MU25，MU20,MU15，MU10五 个强度等级. 普通烧结砖的技术要求 （1）尺寸允许偏差 （2）外观质量 （3）强度等级

（4）抗风化能力:用抗冻融试验或吸水率试验来衡量。 （5）泛霜：可溶性盐类在砖表面的析出现象。

（4)石灰爆裂：砖中有生石灰,生石灰遇水膨胀导致砖块裂缝。

30

掌握：相关标准中对砖的技术指标规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注

意事项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

31

8．防水材料 （I)石油沥青

了解:石油沥青命名、分类，化学组成及结构。

(一）石油沥青 1.石油沥青分类

（1)按原油基属不同分:

石蜡基沥青、环烷基沥青、中间基沥青 （2)按常温下的物理状态分:粘稠沥青、液体沥青 （3）按主要用途分:

道路石油沥青、建筑石油沥青、普通石油沥青 2。化学组成

按三组分分析法:油分、树脂、沥青质

按四组分分析法：沥青质、胶质、饱和分、芳香分 3.结构

胶体结构：胶团核心为沥青质,沥青质周围是胶质, 胶团分散于芳香分和饱和分的分散介质中。

熟悉：石油沥青的主要技术性质及技术指标：软化点、延度、针入度等；石油沥青的质量检测方

法:软化点测定试验、延度测定试验、针人度测定试验(包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）. 主要技术性质 （1）粘滞性

反映沥青抵抗其本身相对变形的能力，常表现为沥青的软硬程度或稀稠程度. 对液体石油沥青，用标准粘度来表示； 对粘稠沥青，用针入度表征。 （2）延展性

反映沥青塑性变形能力。用延度指标表示。 （3）温度敏感性

指石油沥青的粘滞性、塑性等物理性能随温度升降而变化的性能.用软化点指标或针入度指数表

示。 （4）粘附性

粘附性是指石油沥青与其他材料的界面粘结性能或抗剥落性能。采用水煮法或水浸法检验。 （5)大气稳定性

大气温度性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能. 用沥青试样加热蒸发前后的蒸发损失百分率、蒸发后针入度比等来评定。 (6）施工安全性

闪点:沥青出现闪火现象时的温度为闪点. 燃点：沥青开始燃烧时的温度为燃点。

软化点试验操作方法

①将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样底板上.将准备好的沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面.室温冷却30min后，用热刮刀刮除环面上超出的部分，使沥青试样与环面齐平.

②将装有试样的试样环连同底板置于5℃±0.5℃的恒温水槽（32℃±1℃甘油的恒温容器）中至少15min；同时将金属支架、钢球、定位环置于相同容器中。 ③向烧杯内注入新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水（预先加热至32℃±1℃的甘油）,液面略低于立杆上的深

32

度标记。

④从恒温水槽中取出盛有试样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环，然后将整个环架放入烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为5℃±0。5℃.环架上任何部分不得附有气泡。将温度计垂直插入，使端部测温头底部与试样环下面齐平。

⑤将安装好的烧杯移至放有石棉网的加热炉上,然后将钢球放在定位环中间试样中央，立即开动振荡搅拌器，并开始加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升5℃±0。5℃. ⑥试样下坠至与下层底板表面接触时,立即读取温度，准确至0.5℃(1℃）。 延度试验的操作方法

①将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的表面,并将试模在底板上装妥；

②将准备好的沥青试样仔细自试模的一端向另一端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模,灌模时应注意勿使气泡混入.试件在室温中冷却30～40min，然后置于规定试验温度±1℃的恒温水槽中，保持30min后取出，用热刮刀刮除高出试模的沥青，使沥青面与试模面齐平。将试模连同底板再浸入规定试验温度的水槽中1～1。5h.

③检查延度仪的延伸速度是否符合规范要求,然后移动滑板使其指针正对标尺零点.将延度仪注水，并保持试验温度±0.5℃。将保温后的试件连同底板移入延度仪的水槽中，然后将试样自底板取下,将试模两端的孔分别套在滑板及槽端部固定板的金属柱上，并取下侧模。水面距试件表面应不小于25mm。 ④开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。当沥青丝浮于水面或沉入水底，应通过加入食盐或酒精的方法调整水的密度，重新试验。

⑤试件拉断时,读取指针所指标尺上的读数，以cm表示。 沥青针入度试验操作方法

①将试样注入盛样皿中，试样的高度应超过预计针入度值10mm。盖上盛样皿盖，以防止落入灰尘。在15℃～30℃的室温中冷却1~1.5h后移入保持规定试验温度±0.1℃的恒温水槽中1～1。5h。

②调平针入度仪，检查针连杆和导轨,确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三氯乙烯清洗标准针，并擦干,将标准针插入针连杆,用螺丝固紧,加上砝码。

③将盛有试样的平板玻璃皿置于针入度仪的平台上,慢慢放下针连杆，使针尖恰好与试样表面接触。指示器调零。

④按下自动测试按钮,记录数显装置显示的读数。

⑤同一试样平行3次试验，对针入度范围在50~149（0。1mm）的沥青，当3次结果的最大值和最小值

之差小于

掌握：有关标准中对石油沥青的规定、试验方法并能熟练操作,影响试验的主要因素及试验注意事

项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。 影响软化点试验的因素：加热升温速度、钢球的重量、测温点的位置.

影响延度试验的条件：温度、拉伸速度、水的密度、仪器的振动及水的晃动 影响沥青针入度试验的条件：温度、测试时间、和针的质量三项关键性条件

(2)防水卷材

了解：卷材的定义和产品分类。 1.定义

沥青防水卷材一般是以原纸、纤维织物或纤维毡等为胎体，浸涂石油沥青或煤沥青，并撒布防粘物料

制成的防水卷材。 2.分类

沥青防水卷材

33

纸质沥青油纸和油毡、沥青玻璃布油毡、沥青玻纤毡油毡

熟悉：卷材质量试验检测方法及评定:不透水性试验、拉力、断裂伸长率试验、耐热性试验、密度

测定、柔度试验、低温弯折试验、粘结性试验、可溶物、固体含量测定(包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定)。

掌握：有关标准中对防水材料的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注意

事项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

34

9．粘结修补材料

了解：粘结修补材料的使用范围、种类和水运工程对其性能要求。 种类：无机材料，以水泥为主;有机材料，以环氧树脂、聚氨酯为主。 性能要求：

①修补材料必须稳定、耐久,能抵抗各种环境侵蚀的作用;

②与老混凝土粘结时,其结合性能良好，结合后粘结强度不得小于所粘混凝土的抗拉强度; ③力学性能必须高于老混凝土,一般抗压强度应提高5～10MPa； ④变形性能应与老混凝土接近； ⑤灌浆用材料抗渗性良好。

熟悉：粘结修补材料性能检测,包括粘结材料性能试验和粘结性能试验两部分。检测项目:粘结材

料性能试验(粘结材料的抗压强度、抗折强度试验、抗拉强度试验、冲击试验、环氧树脂有效收缩性试验);粘结性能试验(混凝土和环氧树脂砂浆粘结面层热相容性试验；水泥砂浆粘结强度试验；混凝土粘结劈裂抗拉强度试验；混凝土粘结抗剪强度试验)（包括仪器设备、试验步骤、结果处理及评定)。 粘结材料性能试验

1）粘结材料的抗压强度、抗折强度试验 符合水泥胶砂试验的仪器设备

2)抗拉强度试验 仪器：材料试验机、“8”字形抗拉夹具、“8\"字形钢试模 试验步骤：

①用粘结材料制作“8\"字形试件3个。

②试件成型后24h脱模，置恒温恒湿室（温度20℃±2℃，相对湿度65％±5％）中养护14天. ③将“8\"字形抗拉夹具安装于材料试验机上,装上“8”字形试件进行抗拉强度试验。

3）冲击试验

仪器：简支式冲击试验机，冲击角度为30°或45°，冲击速度为3～5m/s。

试件制备：试件长120mm±1mm，宽15mm±0。2mm，厚10mm±0。2mm.试件表面应平整，无气泡、

裂纹和机械加工损伤等缺陷。试件应在温度20℃±2℃,相对湿度65％±5％的室中养护14天。每组试件为5个。 试验步骤：

①测量试件中间部位的宽度和厚度，精确至0。05mm。 ②核准试验机零点,每作一组试件核准1次.

③将试件宽面贴紧在支座上,单面加工的试件，加工面应朝向冲击锤，冲击后由刻度尺读取冲断试

件所消耗的功。

④凡试件不破坏或未破断在试件的三等分中间部位，都应另取试件重新测定。 结果处理及评定

抗冲击强度a冲断试件所消耗的功 （kJ/m2）

试件宽度厚度试验结果以每组试件的平均值表示,取三位有效数字.

4)环氧树脂有效收缩性试验

仪器：恒温箱,温度52℃±2℃、23℃±1℃、相对湿度40%±10％；试模、玻璃板、铝盒等. 试验步骤：

①试验用材料和设备用具应提前一天放置在温度为23℃±1℃、相对湿度40%±10％的试验室内.

35

②试模应擦拭干净,玻璃板用洗涤剂和水冲洗干净后，再用面纱蘸丙酮擦拭两遍，以两个试件为1

组。

③准确称量各组份，并仔细拌和均匀，慢慢倒入试模中直至微微高出，小心用玻璃板盖上，避免接

茬面上有气泡。

④在每块玻璃板上放置约225g重物加压，固化24h。

⑤成型后24h拆模并将试件翻转到玻璃板位于底部状态，继续固化6h。

⑥将试件在温度为52℃±2℃、相对湿度40％±10％条件下放置30min后立即放入温度为23℃±

1℃、相对湿度40％±10％的环境中再放置30min为一个循环,连续进行10个循环后,放置室内2h。

结果处理及评定

观察玻璃板，若两块均未破裂，该修补材料收缩性合格，否则不合格。

粘结性能试验

1）混凝土和环氧树脂砂浆粘结面层热相容性试验 仪器：冷冻箱，温度能保持－20℃±2℃; 试验步骤:

①制作尺寸为100mm×100mm×100mm的混凝土试件，以两块为一组。

②成型后24h拆模，标准养护13天后取出,放入室内（温度为23℃±1℃、相对湿度45％～50％）

风干14天。

③将风干后的试件顶面用喷砂法或钢丝刷处理称粗糙面,并保持干净、干燥。 ④将处理完毕的试件顶面四周用木条夹紧，木条上端比试件高出13mm.

⑤先将试件顶面薄薄涂刷一层环氧基液，随后再涂抹13mm厚拟用的环氧砂浆。 ⑥24h后拆去木条，在室内（温度为23℃±1℃)固化10d。

⑦将试件放置冷冻箱（－20℃±2℃）24h后取出，再放入室内（温度为23℃±1℃）24h为一个循

环,连续进行5次循环。 结果处理及评定

如果两个试件上环氧砂浆与混凝土之间均不剥离、或接茬面附近的混凝土不出现水平裂缝，该修补

材料与混凝土热相容性合格，否则不合格.

2）水泥砂浆粘结强度试验

仪器：水泥物理检验电动杠杆试验机、“8”字形抗拉夹具、“8”字形钢试模 试验步骤:

①制作高强（40MPa）“8\"字型水泥砂浆试件，养护28天，室内风干14天,备用.

②将准备进行粘结试验的“8\"字型水泥砂浆试件中间截断或锯断。在试件断面上涂粘结材料，并将

试件按原状在断裂处对接好，外面用橡皮圈箍紧，置于温度为20℃±2℃，相对湿度65％±5%的室内养护14d后取出，在抗拉试验机上进行试验。

③测定硬化砂浆与新拌砂浆的粘结强度时，是将硬化砂浆“8”字形试件的一半置于“8\"字形钢试

模内，在断裂面上涂上粘结材料，然后在“8”字形钢试模的另一半填充新砂浆，并用抹刀充分压实、抹平,置于养护室内，养护28d,在抗拉试验机上进行试验。 结果处理及评定

①用双杠杆抗折试验机测定时，粘结强度fmfm50试件拉断时的最大荷载

“8”字形试件的受拉面积②用单杠杆抗折试验机测定时，粘结强度fmfm10试件拉断时的最大荷载

“8”字形试件的受拉面积3)混凝土粘结劈裂抗拉强度试验 仪器：压力试验机；垫条;垫层；

36

试验步骤：

①在混凝土劈裂面上涂刷粘接材料并应厚薄均匀,不露底,按试件原接茬缝，将混凝土粘接在一起，

平放在平整的台面上，用丙酮擦去溢露的材料，放到恒温恒湿室内养护14d。 ②粘接新拌混凝土时，则将涂刷粘接材料的半边试件置于150mm×150mm×150mm的钢试模内，然后

在试模的另一半浇筑新拌混凝土,待拆模后置于养护室内养护28d。 ③进行劈裂抗拉试验，测定其粘接抗拉强度。 结果处理及评定

2破坏荷载粘接劈裂抗拉强度ftu；计算至0。01MPa. 试件劈裂面面积取3个试件的平均值作为该组的粘接劈裂抗拉强度值。当3个试件测值中有1个与中间值之差超过

中间值的15％时，取中间值。当3个试件测值的最大和最小值与中间值的差值均超过中间值的15％时，该组试验结果无效。

4）混凝土粘结抗剪强度试验

仪器：压力试验机；试模;塑料垫板;混凝土搅拌设备. 试验步骤:

①制作空心的外尺寸为200mm×200mm×200mm混凝土试件，其空心尺寸为100mm×100mm×200mm。

成型后24h拆模,拆模后用钢丝刷将四个内侧面刷成粗糙面，再放入养护室标准养护至28天,取出放入室内风干14d备用。

②制作100mm×100mm×200mm混凝土试件,成型24h后拆模，拆模后用钢丝刷将试件四侧面刷成粗

糙面，再放入养护室标准养护至28天，取出放入室内风干14d备用。

③将塑料板预先涂一层机油，放在空心混凝土试件的底端，然后用粘接剂涂抹试件的四内侧面，将

小试件的四外侧面涂抹粘接剂后插入空心试件中，接茬面应充满粘接剂，刮去多余的浆液，在室内（温度20℃±2℃，相对湿度65％±5％）固化14d，取出塑料板。 ④测定新老混凝土粘接抗剪强度时，把四侧面涂抹粘接剂的100mm×100mm×200mm试件（顶面至以

下20mm不涂抹）置于塑料板上，放入200mm×200mm×200mm的试模中央固定，然后浇筑混凝土成型，标准养护7d拆模,取出塑料板，放在室内（温度20℃±2℃，相对湿度65%±5％）固化至28d。

⑤将试件安放在压力试验机压板上，突出面朝上,进行剪切试验，以三个试件为一组。 结果处理及评定

混凝土粘接抗剪强度fk破坏荷载/粘接面积 ;计算至0。1MPa。

取3个试件的平均值作为该组的粘接抗剪强度值.当3个试件测值中有1个与中间值之差超过中间

值的15％时,取中间值。当3个试件测值的最大和最小值与中间值的差值均超过中间值的15％时，该组试验结果无效.

掌握:相关标准中对修补材料的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验注意事

项。按标准对试验结果进行评定，填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

37

10．土工合成材料

了解：水运工程中对土工织物及相关产品要求；土工合成材料的应用范围；土工合成材料、土工

织物滤层、土工织物加筋垫层定义、分类。 1.水运工程对土工织物及相关产品的要求：

选用聚酯、聚丙烯、聚乙烯等高分子聚合物纤维制造。严禁使用掺有天然纤维的土工织物; 使用的土工带宜选用掺入防老化材料的聚丙烯土工带或复合加筋土工带. 2。土工合成材料应用范围

水利、水电、公路、建筑、海港、采矿、军工等方面。 3。土工合成材料定义

土工合成材料是以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,制成各种类型的产品，

置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。 4。土工合成材料的分类

土工织物、土工膜、特种土工合成材料、复合型土工合成材料等类型。 5.土工织物定义

土工织物是由聚合物纤维或玻璃纤维织成的可透水平面结构材料，在土体中主要起排水、反滤和

加强作用。 6.土工织物分类

分为纺织型、编织型和无纺型三种。

熟悉：土工织物及相关产品的质量要求：单位面积质量、厚度、渗透性、孔径、拉伸率、拉伸强

度、抗滑性.土工织物及相关产品的性能及质量检测试验：土工织物厚度测定、单位面积质量测定、垂直渗透试验、孔径测定、拉伸试验、直剪摩擦试验(包括试样制备、仪器设备、试验步骤、结果处理及评定）。

（1）土工织物及相关产品的质量要求

（2)土工织物及相关产品的性能及质量检测试验： a试样的制备：

①试样不应含有灰尘、折痕、损伤部分和可见疵点。

②每项试验的试样应从样品长度与宽度方向上随机剪取，但距样品边缘至少100mm。

③为同一试验剪取两个以上试样时,不应在同一纵向或横向位置上剪取，如不可避免时应在试验报

告中说明.

④剪取试样应满足精度要求。

⑤剪取试样时,应先制定裁剪计划，对每项试验所用的全部试样，应予编号。

⑥上述原则适用于各种土工布、土工膜和土工复合制品,但不包括土工格栅等专门用途制品。 b试样的调湿与饱和：

试样一般应置于温度为20℃±2℃，相对湿度为65%±2％和标准大气压的环境中调湿24h。 如确认试样不受环境影响，则可不调湿，但应在记录中注明试验时的温度和湿度。 土工织物试样在需要饱和时，宜采用真空抽气法饱和。 c土工织物厚度测定

38

用厚度试验仪测厚度

土工织物厚度一般为0。1～5mm,最厚的可达十几毫米；

土工膜一般为0.25～0。75mm,最厚的可达2～4mm，最薄的只有0.1mm. 仪器:厚度试验仪，由基准板、压脚、杠杆加压装置、百分表(千分表）、秒表 试样制备：

①试样数量不得少于10块,对试样进行编号; ②试样面积为10cm×10cm

③取样方法：按试样的制备剪取试样。 试验步骤

①擦净基准板和压脚，检查压脚轴是否灵活，调整百分表至零读数.

②提起压脚，将试样在不受张力情况下放置在基准板与压脚之间、轻轻放上压脚，稳压30s后记录

百分表读数。

③当需测定厚度随压力的变化时，分别增加砝码对试件施加20kPa±0。1kPa和200kPa±1kPa的压

力，稳压30s后读数. ④除去压力,取出试样。

⑤重复上述步骤，测试完10块试样。 结果处理及评定

①计算每种压力下的厚度平均值，以mm表示。当试样厚度大于0。5mm时，计算精确至0。01mm；

当厚度小于或等于0。5mm时,精确至0。001mm。 ②计算每种压力下的标准差和变异系数。

③在未明确规定压力时，采用2kPa压力下的试样厚度平均值作为试样的厚度。 ④以压力的对数坐标为横轴，厚度平均值为纵轴,绘制厚度与压力的关系曲线。 用无侧限抗压强度试验仪测厚度

仪器：无侧限抗压强度试验仪，由可升降的基准板、压脚、量力系统、百分表（千分表)、秒表 试样制备:

①试样数量为10块，对试样进行编号; ②试样面积为10cm×10cm

③取样方法：按试样的制备剪取试样。 试验步骤

①转动手柄，使基准板上升，待其与压脚接触，调整百分表至零读数。 ②转动手柄使基准板下降,将试样放置在基准板上。

③再转动手柄，使基准板上升,试样受压。一般分别对试件施加2kPa±0.01kPa、20kPa±0。01kPa

和200kPa±0.01kPa的压力，每次加压后稳压30s再读数. ④除去压力，取出试样。

⑤重复上述步骤,测试完10块试样.

⑥土工合成材料的厚度一般指2kPa压力下的厚度测定值，在只需要测定该压力下的厚度时,可只对

试样施加2kPa±0.01kPa的压力。 结果处理及评定

①计算每种压力下的厚度平均值，以mm表示。计算每种压力下的标准差和变异系数。. ②在未明确规定压力时，采用2kPa压力下的试样厚度平均值作为试样的厚度。 ③以压力的对数坐标为横轴，厚度平均值为纵轴,绘制厚度与压力的关系曲线。 d单位面积质量测定

一般土工合成材料的单位面积质量在50～1200g/m. 仪器：剪刀、尺、天平 试样制备：

①试样数量不得少于10块，对试样进行编号；

39

2

②试样面积：对一般土工合成材料，试样面积为10cm×10cm，裁剪和测量精度为1mm;对网孔较大

或均匀性较差的土工合成材料，可适当加大试样尺寸。 ③取样方法:按试样的制备剪取试样. 试验步骤

①将裁剪号的试样按编号顺序逐一在天平上称量m，精确到0。01g（现场测试可精确到0。1g） 结果处理及评定

每块试样的单位面积质量M=m/A； 计算平均值、标准差及变异系数. e垂直渗透试验

仪器：常水头渗透仪 试验步骤

①将试样浸泡在水中并饱和，将饱和的试样装入渗透仪，有条件的可在水下或装好试样后将渗透仪

抽气饱和。

②调节供水管阀门,使进入常水位装置的水量多于经渗透仪流出的水量,溢水管始终有水溢出,以保

证筒中水面不变。

③关闭调节管止水夹，检查测压管水位,待测压管水位齐平，并与溢水孔水位一致。

④将调节管固定在某一高度，造成上下游一定的水位差，打开调节管止水夹，水即渗过试样，经调

节管流出，在渗流过程中注意保持常水位. ⑤测压管水位稳定后，测记各管水位。

⑥开动秒表,同时用量筒接取一定时间内的渗透水量，接取时，调节管管口不得浸于水中. ⑦测记进水与出水处水温，取平均值。 ⑧重复⑤～⑦步骤三次。 ⑨改变调节管管口高度，以改变水力梯度,重复⑤～⑧。作渗透流速v与水力梯度i的关系曲线v~i曲线,取线性范围内的试验结果计算平均渗透系数.

⑩如需测定不同法向压力下的渗透系数，则对同一试样逐级加压，在每种压力下重复步骤⑤～⑨。 重新安装一个试样，按步骤①～⑩进行平行试验，直至全部试样进行完毕. 结果处理及评定

①标准温度（20℃)时试样的渗透系数k20Q•t

Ath20t

20试验水温与20℃时水的动力粘滞系数比②计算同一压力下不同试样渗透系数的平均值. f孔径测定

1．筛分法：

适用于无纺织物及孔径较小的有纺织物。

仪器:标准分析筛、振筛机、天平、秒表、剪刀等。 试验步骤：

①将试样放在孔径为2mm的细筛上,并固定好；

②称量某级标准颗粒材料50g，均匀撒布在筛中的试样表面；

③将筛、上盖、底盘一起固定在振筛机上筛析，振筛时间为20min; ④停机后,用天平称量留在底盘上的颗粒,准确至0。01g；

⑤用刷子将筛框上的表面颗粒清理干净，更换试样，采用同级标准颗粒材料，平行试验5次； ⑥完成另外4组标准颗粒材料的5次平行试验,其中有一组筛余率在95％左右。 结果处理及评定

40

①计算某级标准颗粒的筛余率; ②计算5次筛余率的平均值;

③以分级标准颗粒粒径平均值为横坐标，筛余率平均值为纵坐标绘制孔径分布曲线， ④曲线上纵坐标为95％的点对应的横坐标定义为等效孔径O95，单位mm。 2．显微镜测读法：

适用于孔径较大、较规则的有纺土工织物。

仪器：有双坐标读数的测量显微镜和光源；试样方框；剪刀、直尺等。 试验步骤:

①将试样夹紧在试样框中，记录25。4mm长度内试样经向和纬向纤维根数n1×n2，操作中尽量避免

移动纤维的位置。

②将试样框固定在显微镜的载物台上,调节光源和显微镜焦距，使织物可清晰观测到.

③转动微调手轮，用十字丝竖丝分别对准长方孔平行的两边,并测读初读数a1和终读数a2。 ④转动另一微调手轮，用十字丝模丝分别对准长方孔的另外两边，并测读初读数b1和终读数b2。 ⑤重复上述步骤，完成25。4mm×25。4mm范围内所有孔的测读。 结果处理及评定

①计算土工织物每孔的缝宽和孔径：Xa1a2；Yb1b2;O2(XY)/； ②计算小于某孔径孔数的累积频率f小于某孔径的孔数100％；

总孔数③以孔径的数值为横坐标，以累积频率f为纵坐标绘制孔径累积频率曲线； ④曲线上纵坐标为95％的点对应的横坐标即为等效孔径O95，单位mm。 ⑤两次平行试验，取O95的算术平均值，允许平行差值为10％。 g拉伸试验

1）条带拉伸试验：

仪器：拉力机、夹具、动力装置、测量和记录装置 试样制备：

①试样数量:分别以土工合成材料纵向和横向作试样长边，剪取试样各6块; ②试样尺寸：

a、 宽条试样:裁剪试样宽度200mm，长度至少200mm，实际长度视夹具而定，必须有足够的长度使

试样伸出夹具，试样计量长度为100mm。对于有纺织物,裁剪试样宽度210mm，再在两边拆去大约相同数量的纤维，使试样宽度达到200mm。

b、 窄条试样：裁剪试样宽度50mm，长度至少200mm，必须有足够的长度使试样伸出夹具，试样计

量长度为100mm。对于有纺织物，裁剪试样宽度60mm，再在两边拆去大约相同数量的纤维，使试样宽度达到50mm.

③对于土工格栅、土工网等大孔径材料,其拉伸试样的宽度和长度方向应包括一个或多个完整的肋

或者是一个或多个完整的网孔，在裁剪时，应从肋间或网孔间对称剪取，土工格栅等大孔径材料拉伸试验尺寸可不受①②条限制。

④除测干态强度外，还要求测定湿态强度时，则裁剪两倍的长度，然后剪为二块，一块测干强度，

另一块测湿强度.

⑤对湿态试样，要求从水中取出到上机拉伸的时间间隔不大于10min。 试验步骤：

①调整两夹具的初始间距到100mm，两个夹具中要求其中一个的支点能够自由旋转或为万向接头，

保证两个夹具平行并在一个平面内。

②选择拉力机的满量程范围，使试样的最大断裂荷载在满量程的10％～90%范围内. ③将试样对中放入夹具内，夹紧夹具。

41

④对土工格栅、土工网等大孔径材料，试样夹持位置在格栅的肋中间或土工网网眼中间。 ⑤测读试样的初始长度L0.

⑥开动试验机,以拉伸速率50mm/min进行拉伸，同时启动记录装置，连续运转直到试样破坏时停机；

对延伸率较大的试样，应拉伸至其拉力明显降低时停机。

当试样在钳口内打滑或大多数试样在钳口边缘断裂，可采取下列改进措施： a、 钳口内加衬垫;

b、 钳口内的土工合成材料用固化剂加强； c、 改进钳口面。 ⑦测量伸长量。 结果处理及评定 ①抗拉强度：

a、 土工织物或小孔径土工网的抗拉强度Ts最大拉力试样宽度；

或网孔的个数 b、 土工格栅或大孔径土工网Ts最大拉力1m范围内格栅的肋的根数试样宽度范围内格栅的个数或网孔的个数②延伸率pL0Lf；

L0③拉伸模量：a、初始拉伸模量E，b、偏移拉伸模量E0,c、割线拉伸模量ES；

④计算抗拉强度、延伸率及各拉伸模量的平均值、标准差和变异系数。 2）握持拉伸试验：

仪器：拉力机、夹具、动力装置、测量和记录装置

试样制备:试样宽100mm，裁剪长度为200mm,长边平行于荷载作用方向，在长度方向上试样两端伸

出夹具至少10mm。其余同条带拉伸。 试验步骤:

①调整两夹具的初始间距到75mm。

②选择拉力机的满量程范围，使试样的最大断裂荷载在满量程的10%~90%范围内. ③将试样对中放入夹具内,夹紧夹具，使试样在两端伸出的长度大致相等。

④开动试验机,以拉伸速率100mm/min进行拉伸,连续运转直到试样破坏，读取最大抗拉力。 结果处理及评定

①握持强度TS：计算全部试样最大抗拉力的算术平均值，以N表示； ②握持延伸率：pL0LfL0

③分别计算握持强度和延伸率的标准差及变异系数。 h直剪摩擦试验

仪器：应变控制式直接剪切仪，由剪切盒、垂直加载系统、剪切传动装置、测力计和位移量测系统

组成。 试样制备：

①取样方法：按试样的制备剪取试样. ②试样数量不少于5块 ③试样尺寸：裁剪试样宽度和实际长度视剪切盒尺寸与固定方式而定，必须有足够的长度保证试样

的固定。对于有纺土工织物，裁剪试样宽度应大于要求尺寸10mm，再在两边拆去大约相同数量的纤维，使试样达到规定宽度。

④若下盒内填土，则将含水量符合要求的土料填入下盒,分层压密至规定的密实度，并且土面固结

后不低于下盒顶面。

⑤将试样平放于土面，使其一端固定于受推力一端下盒侧壁。若下盒内放置刚性垫板，则将试样用

42

粘结剂平贴在垫板顶面上，然后放入盒内。

⑥放置上盒，调整上、下盒缝隙，缝宽为1～1.5mm加上试样的厚度，使上、下盒边框不与试样相

接触；插入固定销钉,使上、下盒连为一体。

⑦将含水量符合要求的土料填入上下盒，分层压密。在土面上放透水石及加压板。 试验步骤

①将剪切盒对准施加垂直荷载的装置，依次装上垂直和水平位移量测装置，对试样施加一微量垂直

荷载,使土样接触好，将垂直位移表读数调整为零。 ②施加要求的垂直荷载，待土样固结。

③启动施加水平荷载的装置，待水平位移百分表指针一转动便停机，调整百分表读数为零； ④拔出固定上下盒的销钉;

⑤移动传动装置，施加水平荷载，每隔一定试件测记水平荷载T一次,直至剪损。 ⑥试验进行至出现下列情况时方可结束：

a、 如果水平荷载出现峰值,试验进行至获得稳定值。

b、 如果水平荷载始终随水平位移增大而增大,试验应进行至水平位移打20mm为止。 ⑦改变垂直荷载P，重复上述步骤,完成各级荷载下的试验。 结果处理及评定

①计算界面上的垂直应力σ=P/A和剪应力τ=T/A； ②计算界面上的摩擦系数f；

③以剪应力τ为纵坐标，剪切位移ΔL为横坐标，绘制τ－ΔL关系曲线； ④绘制τ－σ曲线，求取界面摩擦强度指标。

掌握：相关标准中对土工合成材料的规定、试验方法并能熟练操作，影响试验的主要因素及试验

注意事项。按标准对试验结果进行评定,填写试验记录和报告或编制和审核试验检测报告。

43

(二）混凝土

1．混凝土概念及基本理论

了解：混凝土概念、分类、组成和结构；混凝土用水泥、集料、水、外加剂、混合料的种类和质量验

收标准。 混凝土：它是以水泥为胶凝材料，与水和集料按适当比例配合拌制成拌和物，经硬化后得到的人造石材。 分类：

按其表观密度大小可分为:重混凝土、普通混凝土、轻混凝土

按其功能分:结构混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土等 组成：水泥、水、细集料、粗集料

水泥和水组成水泥浆填充砂子间的空隙并包裹砂子形成砂浆，砂浆又填充石子间的空隙，并把石子包裹

起来.因此可以把砂浆称作分散介质，石子称作分散相。

2．混凝土技术性质

了解：混凝土变形性能的概念及影响因素。

1．湿胀干缩 • 湿胀干缩是由其内部水分变化引起的.混凝土在水中其体积会略有增长,在干燥环境中会因水分

蒸发而缩小其体。 • 干缩变形不能完全消除，即不完全可逆。其值约3×10—4～5×10-4。 • 危害：使混凝土表面开裂，进而影响强度和耐久性。 • 影响因素：用水量，水灰比，水泥品种，集料粒径及级配，早强剂 2．温度变形 – 混凝土具有热胀冷缩的性质，其温度变形系数约为1。0×10-5/℃。温度变形对大体积混凝土

会产生较大的温度应力.这是很不利的。 3．自身体积变形 – 是指水泥水化后的化学收缩.不会对混凝土产生不利影响. 2)变形模量

其用途是计算钢筋混凝土的变形、裂缝开展及温度应力。由于E是变量，应用不方便，实用上常采用静

力弹性模量Eh

混凝土的弹性模量的影响因素有：

混凝土强度、集料的含量及集料的弹性模量及测试时试件的湿度。

混凝土强度越高，其弹性模量越大。集料的含量多且弹性模量高，混凝土的弹性模量就大 3)徐变与松弛

徐变：混凝土在一不变的荷载作用下，其变形随时间延长而增长的现象。

松弛：对混凝土施加一定荷载后产生变形，在其变形保持不变时，混凝土内部的应力随时间延长而减小

的现象。

掌握：混凝土拌和物性质、强度、耐久性的概念及影响因素。

• • • • • •

（一）和易性的概念

和易性是指混凝土拌和物(fresh concrete）在一定的施工条件下,便于施工操作并能获得质量均匀、密实混凝土的性能。它包含如下的含义:流动性、粘聚性、保水性

拌和物具有较好的和易性是指其流动性、粘聚性和保水性都较好地满足具体施工工艺的要求。 （二）和易性指标及测定方法

至今尚无能全面反映混凝土拌和物和易性的确切指标.流动性可定量描述，粘聚性和保水性只能根据经验定性判断。

流动性可用坍落度筒法或维勃稠度仪来测定。

44

• • •

坍落度筒法适用于塑性混凝土.

坍落度（slump）的单位:mm；坍落度大表明其流动性好。

维勃稠度仪适用于干硬性混凝土，维勃稠度（Vebe—consistency）的单位:s；维勃稠度大表明其流动性差。

影响拌和物和易性的主要因素：

①水泥浆的数量：越多，流动性越大，

②水泥浆的稠度：越大,流动性越小，凝聚性好，泌水少

③砂率：在水泥浆一定时,过大，流动性越小;过小,流动性也小 ④水泥品种与集料的性质;应当强调,用级配、数量相同的卵石来替代碎石，能使混凝土拌和物的流动性

增加，和易性改善。 ⑤外加剂； ⑥时间和温度。

• 初凝时间是混凝土施工操作的极限时间,超过该时间就不能再进行施工了。 • 终凝时间是混凝土强度开始快速增长的起始点。

• 应该强调，混凝土的凝结时间与水泥的凝结时间有关，但又有区别。混凝土的凝结时间是随具体的

施工条件和配合比而变化的，而水泥的凝结时间是在规定的相同条件下来测定的。 影响混凝土拌和物凝结时间的因素： ①水泥的品种；

②水灰比：大，凝结时间长；小，凝结时间短 ③外加剂的品种及掺量；

④气温：高，凝结时间短；低,凝结时间长； 强度

• 混凝土有不同的强度，其中以抗压强度为最大. （一）抗压强度compression strength

• 它可分为立方体抗压强度和轴心抗压强度 1．立方体抗压强度与强度等级

• 混凝土立方体抗压强度fcu-—以边长150mm的立方体标准试件（一组三个），用标准方法成型，在

标准养护条件下养护28d龄期,用标准试验方法测得的极限抗压强度。

• 混凝土立方体抗压强度标准值fcu，k——在混凝土立方体抗压强度总体分布中，具有95%保证率的

抗压强度。

• 强度等级——是根据混凝土立方体抗压强度标准值的大小人为划分的若干个等级。以C+ fcu，k表

示 。如C30、C50等等。 2．轴心抗压强度标准试件尺寸：

• 150mm×150mm×300mm，一组三个.fcc =(0.7～0.8)fcu （二）混凝土的抗拉强度

• 混凝土的抗拉强度比较低，大约只有抗压强度的7~14％.测试方法有轴心抗拉法和劈裂法。其结果

的离散性均较大. （三）混凝土抗折强度

• 混凝土抗折强度大约为抗压强度的1/6，试验方法分中间受一集中力加荷和三分点加荷两种。标准

试件尺寸： 150mm×150mm×550mm，一组三个 强度影响因素： ①水灰比和水泥标号 ②集料的种类及级配 ③温度和湿度 ④龄期

耐久性的定义：混凝土在所处的使用环境中经久耐用，不破坏也不严重降低其原有性能的性质。

45

1．抗渗性water tightness

• 定义：混凝土抵抗压力水渗透作用的能力.

• 混凝土抗渗性的好坏主要取决于混凝土的密实性和内部孔隙特征 。(W/C，引气剂） • 表示方法：抗渗等级或渗透系数. 2．抗冻性frost resistance

• 定义:混凝土在水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能. • 混凝土抗冻性的好坏主要取决于混凝土的密实性和内部孔隙特征 .（W/C，引气剂） • 表示方法:抗冻等级。用快速冻融法确定抗冻等级.

• 应当指出，抗冻性好的混凝土，其抵抗温度变化、干湿变化等物理作用的能力就比较强。 3．其他耐久性要求： • 耐磨性及抗气蚀性

• 耐磨性：混凝土抵抗磨损和磨耗作用的性能。 • 抗气蚀性：混凝土抵抗气蚀破坏的性能。

• 影响混凝土耐磨性的主要因素是混凝土强度,原材料的特性和混凝土配合比。 • 抗侵蚀性 ：混凝土抵抗环境介质侵蚀的能力。

• 主要影响因素：混凝土本身的密实性，混凝土中氢氧化钙含量的高低，环境中含有腐蚀介质

• 碱集料反应 ：水泥中的碱（K2O及Na2O)与含有活性氧化硅的集料发生化学应，使混凝土发生不均

匀膨胀产生裂缝，造成强度和弹性模量下降等不良现象。

• 影响因素：有活性的集料超过一定的数量；混凝土中含碱量较高（水泥含碱当量超过0.6%或混凝土

含碱量超过3.0kg/m3）；有水分.

• 碳化 ：空气中的CO2通过混凝土中的毛细孔，由表及里向内容扩散,在有水分存在的条件下，与水

泥石中的Ca（OH）2反应生成CaCO3,使混凝土中Ca（OH）2浓度下降。

• 影响因素：水泥品种及水泥用量，水灰比，混凝土的密实性，孔隙率及孔隙特征，施工质量，掺加

掺和料和蒸汽养护会加速混凝土的碳化. (二）提高混凝土耐久性的主要措施

• 影响混凝土耐久性的主要因素是组成材料的品质和混凝土的密实性。为此其主要措施有： • 1）严格控制W/C。W/C不得大于：“水灰比最大允许值”； • 2）原材料品质应符合规范要求； • 3）合理选择粗细集料的级配； • 4）掺用减水剂或引气剂及掺合料； • 5）搅拌透彻，振捣密实,加强养护。 抗冻性影响因素: ①水灰比和水泥用量 ②水泥品种

③集料的级配和品质 ④构件的成型质量 ⑤养护条件

⑥混凝土中孔隙的特征和孔隙尺寸的大小 ⑦使用环境

抗渗性影响因素： ①水灰比和水泥用量 ②水泥细度 ③水泥品种

④集料的级配和品质 ⑤成型质量 ⑥养护条件

46

⑦周围介质

3．混凝土质量及混凝土构件外观质量检验

熟悉:水泥混凝土施工过程中质量控制方法；水泥混凝土构件的一般表面缺陷检测方法。

水泥混凝土施工过程中质量控制方法 1原材料质量检测

– 水泥：在正常保管情况下，三个月至少检查一次；对于库存超过三个月、快硬硅酸盐水泥超过一个

月、有潮结现象的水泥，使用前必须进行复检;对水泥质量有怀疑时,应随时试验检测。检测内容：强度、安定性、凝结时间、细度等。

– 水：如使用非饮用水时,开工前应检查其质量。如水源有怀疑时,应及时检查。检查内容：水中氯离

子含量，pH值，硫酸盐含量。

– 砂子:每批或每周检查一次，内容：细度、级配含泥量、含水量；当有怀疑时，还应检查砂子中水

溶性硫酸盐及硫化物的含量、有机质含量、蛋白石及其他无定形二氧化硅的含量、坚固性等。 – 石子：每批或每周检查一次,内容:压碎值、颗粒级配、针片状含量，含泥量、含水量；当有怀疑时，

还应检测石子中的软弱颗粒含量,水溶性硫酸盐信硫化物含量、有机物含量、碱活性集料含量、坚固性等.

– 外加剂：外加剂质量检查以2吨为一检查单位。不足2吨者也作为一个检查单位。液态减水剂的固

形物含量三个月至少检查一次。

– 引气剂：水溶液的泡沫度每月至少检查一次。 2施工配合比换算与检查

– 拌制混凝土时应按配料单进行配料，不得任意更改.但现场粗、细骨料的含水量会因天气变化而发

生较大的变化，必须进行施工配合比的换算。

– 施工过程中骨料含水量检测，每工作班至少2次.当含水量有显著变化时，应增加测定次数并及时

调整.

原材料称量允许偏差 材料名称 水泥，掺合料 粗、细骨料 水、外加剂 允许偏差 / % ± 2 ± 3 ± 2 3拌和物的坍落度、含气量检测:

– 应在浇筑地点取样检测，每一工作班对坍落度至少检查2次，含气量至少检查1次。如果混凝土拌

和物从搅拌机出料至浇筑入模的时间不超过15分钟时,也可在拌制地点取样检测。 4硬化混凝土的质量检查

– 评定混凝土强度、抗渗性的试件，应在标准条件或20±2℃水中养护至标准龄期。评定抗冻性的试

件，应在 20±2℃水中养护28天。

– 确定结构构件拆模、吊运、张拉、放松或加荷时混凝土强度的试件,应采用与结构构件同条件养护。 – 用于检查结构构件混凝土质量的试件，应在混凝土的浇筑地点随机取样制作。混凝土抗压强度标准

试件的留置应不低于下列规定:

– 连续浇筑厚大结构的混凝土时,每100m3取一组，不足100m3者也应取一组。 – 浇筑预制构件时,单个构件小于40m3者，每20m3或每工作班取一组；大于40m3时按上款要求留置。 – 现场浇筑混凝土时,每30m3取一组，每一工作班不足30m3也取一组。 – 当配合比有变动时，每一配合比均应留置试件。 – 制作试件时试样应取自同一罐混凝土.

水泥混凝土构件的一般表面缺陷检测方法

蜂窝面积、麻面砂斑面积、砂线长度、露筋、空洞、缝隙夹渣的检测方法：观察和用尺量,必要时凿开

47

检查或进行超声波探伤、压水试验。

裂缝：用刻度放大镜，必要时进行超声波或压水试验。

掌握：混凝土质量标准、检验方法及评价方法,需熟练掌握的检验方法包括：泌水性、凝结时间、含

气量、密度、坍落度、抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量、抗冻、抗渗、抗钢筋锈蚀。混凝土构件外观形状尺寸检验方法.

海港工程混凝土结构必须进行防腐蚀耐久性设计，保证混凝土结构在设计使用年限内的安全和正常使用

功能。

海水环境不同暴露部位混凝土最低强度等级

地区 南方 北方 大气区 C30 C20 浪溅区 C40 C35 水位变动区 C30 C30 水下区 C25 C25 混凝土表面涂层的试验内容包括： • 耐碱性试验、抗氯离子渗透性试验、粘结力试验 • 混凝土结构防腐耐久性设计，应针对结构预定功能和所处环境条件，选择合理的结构形式、构

造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质混凝土；对于处于浪溅区的混凝土构件，宜采用高性能混凝土,或同时采用特殊防腐蚀措施.

海港工程混凝土结构的特殊防腐措施有：

混凝土表面涂层、混凝土表面硅烷浸渍、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂 阻锈剂质量验证试验项目有： 钢筋在砂浆中的阳极极化试验、盐水浸烘试验、掺阻锈剂与未掺阻锈剂的优质或高性能混凝土抗压强度比、掺阻锈剂与未掺阻锈剂的水泥初凝时间差和终凝时间差、掺阻锈剂与未掺阻锈剂的优质混凝土抗氯离子渗透性试验. 混凝土质量控制标准

水位变动区混凝土抗冻等级选定标准 海水环境 建筑物所处环境 严重受冻地区（最冷月月平均气温低于—8℃） 受冻地区(最冷月月平均气温在-4～-8℃之间） 微冻地区（最冷月月平均气温在0～-4℃之间） 有抗冻要求的混凝土必须掺加适量引气剂

混凝土强度等级

普通混凝土 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C70 C80 引气混凝土 C15 C20 C25 C30 C35 C40 淡水环境 钢筋混凝土及预素混凝钢筋混凝土及素混凝应力混凝土 土 预应力混凝土 土 F350 F300 F250 F300 F250 F200 F250 F200 F150 F200 F150 F100 海水环境混凝土部位划分

大气区 浪溅区 水位变动区 水下区 设计高水位加1.5m设计高水位减1.0m设计低水位减1。0m设计高水位加1。5m 至设计高水位减1。至设计低水位减1。以下 0m之间 0m之间 淡水环境混凝土部位划分

水上区

水下区 48

水位变动区 设计高水位以上 设计低水位以下 混凝土抗渗等级选定标准

水上区与水下区之间 最大作用水头与混凝土壁厚之比 ＜5 5～15 11～15 16～20 ＞20 海水环境混凝土的最大允许水灰比

环 境 条 件 大气区 浪溅区 严重受冻 水位 变动区 受冻 微冻 偶冻、不冻 不受水头作用 水 下 区 受水 头作用 最大作用水头与混凝土壁厚之比<5 最大作用水头与混凝土壁厚之比5~10 最大作用水头与混凝土壁厚之比>10 抗渗等级 W4 W6 W8 W10 W12 钢筋混凝土预应力钢筋混凝土 北方 0.55 0。50 0。45 0。50 0。55 0.60 0。60 0.55 0。50 南方 0.50 0.40 0。50 0。60 素混凝土 北方 南方 0.65 0.65 0。65 0。65 0。45 0.50 0.55 0。65 0。65 0。65 淡水环境混凝土的最大允许水灰比 环境条件 水上区 受水汽积聚或通风不良 不受水汽积聚或通风良好 严重受冻 水位变动区 受冻 微冻 偶冻、不冻 不受水头作用 最大作用水头与混凝土壁厚之比〈5 水下区 受水头 最大作用水头与混凝土壁厚之比5～10 作用 最大作用水头与混凝土壁厚之比>10 海水环境混凝土的最低水泥用量,kg/m3

环境条件 大气区 浪溅区

钢筋混凝土预应素混凝土 力钢筋混凝土 0.60 0。65 0。55 0。60 0.65 0.65 0.65 0.60 0。55 0.50 素混凝土 北方 280 280 南方 280 280 0。70 0.70 0。55 0。60 0.65 0.70 0.70 钢筋混凝土预应力钢筋混凝土 北方 300 360 49

南方 360 400 F350 水位变动区 F300 F250 F200 水下区 395 360 330 300 300 360 300 395 360 330 300 280 280 280 注:①有耐久性要求的大体积混凝土，水泥用量应按混凝土耐久性和降低水泥水化热综合考虑； ②掺加掺合料时,水泥用量可适当减少,但应符合有关规定;

③掺外加剂时，南方地区水泥用量可适当减少，但不得降低混凝土的密实性;

④对于有抗冻性要求的混凝土，浪溅区范围内下部1m应随同水位变动区按抗冻性要求确定其水泥用量.

混凝土拌和物中氯离子的最高限值（按水泥质量％计)

环境条件 海水环境 淡水环境 预应力钢筋混凝土 0。06 0。06 钢筋混凝土 0。10 0.30 素混凝土 1。30 1.30 混凝土所用骨料经检验表明具有活性时，对于淡水环境，每立方料混凝土的总含碱量应不大于3。0kg；

对于海水环境不得采用活性骨料。 • 混凝土拌合物质量指标的检验应符合下列规定： – (1)各种混凝土拌合物均检验其稠度； – (2）有抗冻要求的混凝土拌合物检验其含气量; – （3)流动性和大流动性混凝土拌合物检验其稠度损失； – （4）根据需要检验混凝土拌合物的均匀性； – （5）有温度控制要求的混凝土拌合物，检测其温度。

• 混凝土强度的评定验收 – 混凝土强度的评定验收应分批进行.同一验收批应由强度等级相同,配合比和生产工艺基本相同

的混凝土组成。对现浇混凝土结构构件,宜分项工程划分验收批；对预制混凝土构件，宜按月划分验收批. – 对同一验收批的混凝土强度，应以该批内按规定留置的所有标准试件组数强度代表值,作为统计

数据进行评定,除非查明确系试验失误，不得任意抛弃一个强度代表值. – 评定验收分为统计法和非统计法两种。 • 当批内试件组数n≥ 5 时，按统计法评定，统计数据满足下列两条时即可判该批混凝土强度合

格。

mfcusfcufcu,k fcu,minfcu,kC0

系数C值 n C 强度等级 0(Mpa) 5～9 0.7 50

mfcufcu,kD fcu,minfcu,k0.5D

• •

式中D为常数，其取值等于0

当混凝土强度合格评定结论持怀疑时，可采用超声—回弹综合法，并辅以取芯校核，对结构或构件中的混凝土强度重新进行评估,作为是否需要作出处理的依据。必要时，还可进行构件荷载试验。

混凝土抗冻性质量控制及合格标准 • 试件留置组数：一个单位工程的每个有抗冻要求的混凝土分项工程，留置试件不少于3组。跨

年度施工时，或技术条件有变化时相应增加。 • 合格标准： • 1）试件的实际抗冻等级,每3组中有2组及其以上达到抗冻等级; • 2）最低一组的实际抗冻等级，当F ≤ 250 时，不低于F-50；当F ≥ 300时，不低于F-100。 混凝土抗渗性质量控制及合格标准 • 试件留置组数： • 一个单位工程有抗渗要求的混凝土分项工程,留置试件3组。技术条件有变化时相应增加. • 合格标准： • 各组试件的抗渗等级均达到设计抗渗等级.

1)泌水性

适用于骨料最大粒径不大于40mm的混凝土拌和物泌水测定 （1)常压泌水

仪器：试样筒（容积5L，带盖）；抹灰刀；50mL量筒，吸管；振动台，捣棒. 试验步骤：

a、 先用湿布润湿容器后立即称容器重量（G0)； b、 按下法将混凝土拌和物装入筒内：

①振动台振实法。将试样一次装入试样筒,开启振动台，振动持续至表面出浆为止，避免过振； ②用捣棒捣实。将混凝土拌和物分两层装入,每层用捣棒由边缘向中心螺旋式插捣25次,插捣下层时应贯穿整个层面，插捣上层时应插至下层表面。每一层插捣完毕后用橡皮锤轻轻沿筒外壁敲打5～10下，直至表面插捣孔消除并不见大气泡为止.

试样装入后应低于筒口30mm±3mm，抹平后计时并称量筒加试样重量(G1），加盖防止水分蒸发. c、吸泌水，自抹面开始计算时间，在前60min每隔10min吸出泌水一次，以后每隔30min吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前2min应将筒底一侧垫高35mm，使筒倾斜，以便吸水。每次吸出的水注入带塞的量筒内，最后计算出总的泌水量Vw，精确至1mL。

结果计算与评定:

泌水率＝

VwWGGw100%Vw(G1G0)•WG100%,计算精确至1％；

W/G－拌和物的用水量与拌和物总的重量比。 泌水率值取3个试验的算术平均值。如其中一个与中值之差大于中值的15％时,则以中间值为试验结果，如两个与中值之差均大于中值的15％则试验无效。

（2)压力泌水率比

仪器：压力泌水仪，工作活塞压强为3。2MPa；捣棒，量筒 试验步骤：

①将混凝土拌和物分两层装入试料筒内，每层用捣棒均匀捣实20次,插捣由边缘向中心螺旋

51

进行，插捣下层时应贯穿整个层面,插捣上层时应插至下层表面.每一层插捣完毕后用橡皮锤轻轻沿筒外壁敲打5～10下，消除表面插捣孔.拌和物表面应低于筒口以下约30mm，用抹刀抹平.

②将容器外表擦干净，按规定将仪器安装好，立即将混凝土加压至3.2MPa，打开泌水管阀门，同时开始计时，并保持恒压，将泌出的水装入200mL量筒内,加压10s后读出泌水量V10，加压140s后读取泌水量V140。

结果计算与评定：

压力泌水率BP2）凝结时间

仪器:贯入阻力仪、测针、试模、钢制捣棒、5mm标准筛、其他:铁制拌和板、吸液管和玻璃片 试验步骤：

①取混凝土拌和物代表性试样,用5mm筛尽快筛出砂浆，经人工拌和均匀后一次分别装入三个试模，做

三个试验。取样混凝土坍落度不大于70mm时，宜用振动台振实；大于70mm时，采用捣棒人工振实砂浆.用振动台振实时，振动持续至表面出浆为止,不得过振；人工捣实时，用捣棒由边缘向中心螺旋式插捣25次,插捣完毕后用橡皮锤轻轻敲打筒外壁，直至表面插捣孔消失为止。砂浆表面应低于筒口以下约10mm，盖上试样筒盖.

②砂浆试样制备完毕后，编号后并置于温度为20℃±2℃的环境中或现场同条件下待试。

③凝结时间测定从水泥与水开始接触的时间开始计时.根据拌和物的性能，确定试验时间，以后每隔30min测试一次，在临近初凝和终凝时，可增加测试次数。 ④在每次测试前2min应将筒底一侧垫高20mm，使筒倾斜,用吸管吸去表面泌水，吸水后平稳地复原。

2

⑤贯入阻力测试时，先用100mm的测针，将测针端部与砂浆表面接触，然后在10±2s内将测针垂直均匀地贯入砂浆25±mm深度,记录贯入压力，精确至10N，记录测试时间，精确至1min,记录环境温度，精确至0.5℃.贯入阻力值达3.5N/mm2以后，换用断面为50mm2的贯入阻力试针,贯入阻力

22

值达20N/mm以后，换用断面为20mm的贯入阻力试针。

2

⑥每个试样作贯入阻力试验应不少于6次，最后一次的贯入阻力应不小于28 N/mm。 ⑦每个测点间净距应大于试针直径的2倍且不少于15mm，试针距容器边缘不小于25mm。 试验结果处理:

贯入阻力f=（P/A）×10-2＝（贯入深度达25mm时所需的净压力/贯入度试针断面面积)×10-2 凝结时间通过线形回归方法确定。将贯入阻力f和时间t分别取自然对数，然后把ln（f)作自变量,ln（t)作因变量作线形回归得到回归方程式:

ln（t)=A+Bln(f）

按上式求得贯入阻力为3.5MPa时为初凝时间；贯入阻力为28MPa时为终凝时间。

凝结时间也可以采用采用绘图拟合法确定。以贯入阻力为纵坐标，测试时间为横坐标，绘制贯入阻力与时间关系曲线。以3。5N/mm2和28N/mm2划两条平行横坐标的直线，直线与曲线交点的横坐标值即为初凝和终凝时间。

凝结时间取3个试样的平均值，当有一个测值与中值之差超过中值的10％时，取中值为试验结果，若两个均超过中值的10％，则此次试验无效。 3）含气量

适用于测定骨料最大粒径不大于40mm的混凝土拌和物含气量测定。 仪器：含气量测定仪、捣棒、振动台、台秤、橡皮锤等. 试验步骤:

⑴根据含气量测定仪的容积计算每个试样的粗、细骨料的质量mg、ms。

⑵在容器中先注入1/3高度的水然后把通过40mm的筛网的质量为mg、ms的粗、细骨料称好、拌匀，慢

慢倒入容器.水面每升高25mm左右,轻轻插捣10次,并略予搅动,以排除空气。加料过程中应始终保持水面高出骨料的顶面.骨料全部加入后，应浸泡约5min，再用橡皮锤轻敲容器外壁，排净气泡，

52

V10100%，精确至1%。 V140除去水面泡沫，加水至满，擦净容器上口边缘；装好密封圈，加盖拧紧螺栓。

⑶关闭操作阀和排气阀,打开排水阀和加水阀，通过加水阀，向容器内注水；当排水阀流出的水流不含

气泡时，在注水的状态下，同时关闭加水阀和排水阀。

⑷开启进气阀,用气泵向气室内注入空气,使气室内的压力略大于0.1MPa，待压力表显示稳定；微开排

气阀，调整压力至0。1MPa，然后关紧排气阀.

⑸开启操作阀,使气室的压缩空气进入容器，待压力表示值稳定后记录示值Pg1，然后开启排气阀,压力

表示值应回零.

⑹重复⑷⑸步骤，测得Pg2.

⑺若Pg1和Pg2的相对误差小于0.2％时，则取Pg1和Pg2的算术平均值，按压力与含气量关系曲线查

得骨料的含气量（精确至0。1％）；若不满足，则应进行第三次试验,测得压力值Pg3(MPa）。当Pg3与Pg1、Pg2中较接近一个值的相对误差小于0。2%时,则取二者的算术平均值;仍大于0.2％时，此次试验无效。

⑻用湿布擦净容器和盖的内表面,装入混凝土拌和物试样.当拌和物坍落度不大于70mm时，宜用机械振

捣；大于70mm时，采用捣棒人工振实砂浆。

用机械振实时,一次装满试筒，并在振实过程中随时添加，振动持续至表面平整、出浆为止，不得过

振；在施工现场测定时，应采用与施工振捣频率相同的机械方法振实。

人工捣实时，应将混凝土拌和物分3层装入，每层捣实后高度约为1/3容器高度，每层用捣棒由边

缘向中心螺旋式插捣25次，捣棒应插透本层厚度,插捣完毕后用橡皮锤轻轻敲打筒外壁，直至表面插捣孔消失为止。 ⑼用刮尺刮平，抹光。然后在正对操作阀孔的混凝土拌和物表面贴一小片塑料薄膜，擦净容器上口边缘，

装好密封圈，加盖拧紧螺栓。

⑽按⑶～⑺步骤测得混凝土拌和物的含气量A0. 结果计算与评定:

混凝土拌和物的含气量A=A0—Ag，计算精确至0。1％； 4）密度：GB/T50080-2002方法（括号内为水运方法) 适用于测定混凝土拌和物捣实后的单位体积质量。 仪器：容量筒、台秤、振动台、捣棒等. 容量筒容积的标定：

采用一块能够覆盖住容量筒顶面的玻璃板，先称出玻璃板和容量筒的质量，然后向筒中注入清水,当水

接近筒口时,一边不断加水，一边把玻璃板沿筒口徐徐推入盖严，应注意使玻璃板下不带入任何气泡；然后擦净外壁的水分，称量筒、水和玻璃板重；两次质量差（kg）即为筒的容积L. 试验步骤：

①用湿布把容量筒内外擦干净，称出容量筒质量w1，精确至50g；

②装入混凝土拌和物试样。当拌和物坍落度不大于70mm时，宜用振动台振实;大于70mm时，采用捣棒

人工振实砂浆。（水运未具体要求）

用振动台振实时，一次装满试筒，并在振实过程中随时添加,振动持续至表面出浆为止；（水运：筒上

加模套,一次加入混凝土拌和物并稍高出筒顶)

人工捣实时，应根据容量筒大小决定分层与插捣次数。对于5L容量筒，应将混凝土拌和物分2层

装入，每层插捣25次;大于5L的筒，每层混凝土拌和物高度不应大于100mm，每层插捣次数应按10000mm2截面不小于12次计算。插捣由边缘向中心螺旋式进行，捣棒应插透本层厚度，每一层插捣完毕后用橡皮锤轻轻敲打筒外壁,直至表面插捣孔消失并不见大气泡为止。（水运按粒径大小决定筒的大小,粒径≤40mm，用5L筒，插捣次数25次;最大粒径63mm采用15L筒，插捣次数55次.分三层装入，每层高度约为1/3筒高）

③用刮尺将筒口多余的混凝土拌和物刮去,填补平整;将容器外壁擦净，称出混凝土与容量筒的总重量

w2,精确至50g。 计算:

53

混凝土拌和物表观密度＝W2W11000 （kg/m3）,精确至10kg/m3 V5)坍落度

对于骨料最大粒径不大于40mm的混凝土拌和物，当坍落度不小于10mm时，可以采用坍落度与坍落扩展

度测定稠度；维勃稠度在5～30s之间的采用维勃稠度法；坍落度不大于50mm或干硬性混凝土和维勃稠度大于30s的特干硬性混凝土拌和物的稠度可采用增实因数法测定稠度。

6）抗压强度

7）轴心抗压强度

8）弹性模量GB/T50081—2002方法（括号内为水运方法）

试验采用的试验设备应符合下列规定： ⑴压力试验机应符合本标准中的规定。

⑵微变形测量仪应符合本标准的规定.

静力受压弹性模量试验步骤应按下列方法进行：

⑴ 试件从养护地点取出后先将试件表面与上下承压板面擦干净. ⑵ 取3个试件按本标准的规定,测定混凝土的轴心抗压强度(Fcp）。另3个试件用于测定混凝土的弹性模量。

⑶ 在测定混凝土弹性模量时,变形测量仪应安装在试件两侧的中线上并对称于试件的两端.

⑷应仔细调整试件在压力试验机上的位置，使其轴心与下压板的中心线对准。开动压力试验机，当上压板与试件接近时调整球座,使其接触匀衡。

⑸加荷至基准应力为0。5MPa的初始荷载值F0,保持恒载60s并在以后的30s内记录每测点的变形读数ε0.应立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度Fcp的1/3的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa。所用加荷速度应符合如下的规定。（0。4倍的Fcp，加载下载读数方式为恒载30s后）

⑹当以上这些变形值之差与它们平均值之比大于20%时(15％)，应重新对中试件后重复本条第5款的试验。如果无法使其减少到低于20％时（15%），则此次试验无效.

⑺在确认试件对中符合本条第6款规定后,以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0．5MPa（F。)，恒载60s；然后用同样的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒载(F。及F。）至两次反复预压。在最后一次预压完成后，在基准应力0.5MPa（Fo）持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数ε0；再用同样的加荷速度加荷至Fa,持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa，

⑻ 卸除变形测量仪，以同样的速度加荷至破坏，记录破坏荷载;如果试件的抗压强度与Fcp之差超过Fcp的20%时，应在报告中注明。

5) 混凝土弹性模量试验结果计算及确定按下列方法进行： ⑴ 混凝土弹性模量值应按下式计算： ECFaF0L An 式中 EC—-混凝土弹性模量(MPa,）；

Fa-—应力为1/3轴心抗压强度时的荷载(N）；

54

Fo——应力为0。5MPa时的初始荷载（N)； A—-试件承压面积（mm2）； L——测量标距(mm）； △n=εa-ε0

式中 △n ——最后一次从F。加荷至Fa时试件两侧变形的平均值（mm）； εa--——Fa时试件两侧变形的平均值（mm); ε0-——-Fo时试件两侧变形的平均值（mm)。 混凝土受压弹性模量计算精确至100MPa;

⑵ 弹性模量按3个试件测值的算术平均值计算。如果其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者的20％时，则弹性模量值按另两个试件测值的算术平均值计算；如有两个试件超过上述规定时，则此次试验无效。 9）抗冻

一般规定:

– 试件尺寸100mm×100mm×400mm，一组三个 – 一次冻融循环的指标应符合的要求:

– 试件中心冻结温度—15℃（允许偏差—2℃） – 试件每次循环降温历时1。5～2.5h – 试件中心最高融解温度8±2℃

– 试件每次循环的升温历时1.0～1.5h – 一次冻融循环历时2.5～4.0h

– 试件中心与表面的温度差小于28℃ 试验步骤：

用于海水介质的试件的处理：2个2昼夜

试验前饱和面干试件的准备：称取质量、测量尺寸、测量动弹性模量 试件要装入桶底和桶壁均衬有橡皮的试件桶

每经历25次或50次冻融循环后,应对试件分别进行动弹模和质量检查，并进行外观评级.每次检查完毕

装桶时应将试件调头。

氯化钙冷冻液的密度应为1。27kg/L. 试验结果计算：

相对动弹模：Pfn100%

f0三个试件试验结果的平均值为测定值，但当最大值或最小值之一与中值之差超过中值的20%时，剔除此值，取余下两值的均值；当两个值均超过中值的20％时，取中值为测定值。 质量损失率:SW0Wn100%

W0三个试件试验结果的均值为测定值。当三个值均为负值时，均值取0;一个或两个为负值时，正值之和除以3；三个为正值时,检验与中值的相对误差（1％），一个超过取未超过误差的两个值的均值,两个超过取中值为测定值。 试验结果评定:

以相对动弹性模量下降至75%或质量损失率达5%，认为试件破坏，并以相应的冻融循环次数为混凝土抗冻等级。

如达到设计抗冻等级，试件仍未破坏,试验可停止. 10）抗渗

55

试件尺寸：上口175mm，下口185mm，高150mm，一组6个。 试验步骤：

①试件成型后24h后拆模,要用钢丝刷刷去两端面的水泥浆。 ②试件养护到期后取出，擦干表面用钢丝刷刷净两端面,等表面干燥后，在试件侧面滚涂密封材料,然后在螺旋加压器上将试件压入经过预热的试模中，使试件模底平齐。等试件冷却后即可解除压力。

③试验时，压力从0.1MPa开始,每隔8h增加压力0。1MPa,当6个试件中有3个试件出现渗水，试验可停止。

④试验结果处理：

以每组6个试件中4个未发现有渗水现象时的最大压力为混凝土的抗渗等级。 W=10H-1

11)钢筋腐蚀快速试验

（1）混凝土中钢筋腐蚀快速试验(海水)

• 目的和适用范围：

比较海工混凝土防止钢筋腐蚀的性能.适用于浪溅区和水位变动区钢筋混凝土。 • 试验基本原理:

模拟海工浪溅区和水位变动区混凝土中钢筋的腐蚀环境，即海水干湿交替，并且用适当提高温度的方法，加速腐蚀速度。 • 试验设备和化学药品：

– 电热鼓风箱：101-4型，鼓风与加热同步;

– 塑料箱：尺寸可采用500 × 500 × 900mm，带盖； – 分析天平:称量100g，感量0。1mg;

– 试模：断面尺寸100 × 100mm,长度200~400mm; – 工业盐酸、碳酸钠、食盐等。 • 试验步骤：

①钢筋的准备：把直径6mm的未锈钢筋用木锤敲直，按每根100mm长剪断，挑选比较光滑平直的作为钢筋试样,然后进行酸洗.用细钢丝刷（或砂布）磨擦钢筋表面，使之光亮。在天平上称得钢筋初始重，最后移入干燥箱中备用。

②试件成型：每种技术条件制作4个试件（为了在试验过程中观察情况，对比基准组一般多制作4～6个).试件尺寸为100× 100× 200mm，分两次浇制。先用混凝土浇制100mm的中间段。浇制时，两头采用端点板和木楔固定钢筋，以保证钢筋的保护层为30mm或40mm。

混凝土装入试模后，在振动台上振动至出浆。接着卸去端点板和木楔，在两头浇灌水灰比小于中间混凝土的富配比砂浆，用油灰刀仔细插捣密实。（粗骨料的最大粒径与混凝土保护层厚度之比不得大于3/4）试件成型后，在20±5℃的温度下盖湿布养护24h然后拆模.把试件放入标准养护室再养护13d后进行试验.（比较水泥品种不同的混凝土时,试件应养护28d，比较水泥品种相同的混凝土时，试件可养护至14d ）。

③浸烘循环：试件养护后放入烘箱，在80±2 ℃的温度下烘4d.冷却后放入塑料箱中，用浓度为3。5%

的食盐水浸泡24h后取出,再放入烘箱，在60±2 ℃的温度下烘13d。从开始泡盐水至烘毕,共历时14d，为一次循环。以后照此循环不断往复。经过一定循环(4～5次）后，劈开一块对比基准组试件，观察钢筋锈蚀情况，如未生锈,仍应继续进行浸烘循环；如已生锈（锈积率大于15%），则对试件进行检查。塑料箱中的食盐水浓度须经常检查使保持恒定。 ④检查项目：

a、混凝土保护层厚度：沿钢筋劈开试件，用钢尺量测钢筋两端的混凝土保护层厚度（精确至1mm)，取其平均值作为该试件的混凝土保护层厚度。

b、锈积率：取出钢筋，用玻璃纸描绘钢筋表面的锈蚀面积，然后复印在方格纸上，计算锈蚀面积.锈积

56

率按下式计算：PSn100%

S0c、失重率:先酸洗钢筋,把腐蚀产物洗掉。酸洗时，洗液中放入两根尺寸相同的同类无锈蚀钢筋作空白校正。酸洗、烘干后，称重。钢筋失重率按下式计算:

MW0WW01W1W02W22W0100％

W01、W02——分别为空白校正用的两根钢筋的初始重量（g）;

W1、W2——分别为空白校正用的两根钢筋酸洗后相应的重量（g); W0——试验钢筋的初始重量（g); W02—-试验后钢筋的重量（g）。

试验结果分析:

混凝土保护层厚度小于原设计试件保护层厚度的80%,该试件作废。根据试验所得同组4个试件的钢筋锈蚀率、失重率平均值的大小，比较各组试件防止钢筋锈蚀的性能。

酸洗：

将钢筋泡入酸洗液中，待表面氧化皮溶解后取出。每根钢筋依次放在水、中和液中摇动几下,再放入另一盘中和液中浸泡。然后取出用水冲洗，再用干毛巾擦干,放入已预先升温至105±5℃的烘箱内烘5分钟。至此酸洗完毕.

酸洗液（用工业盐酸:水=1:1。另加纯盐酸量的2%~3%的六次甲基四胺配制）,中和液（用3%碳酸钠溶液配制）。 （2）混凝土中钢筋腐蚀快速试验(淡水)

目的和适用范围：

比较淡水港工混凝土防止钢筋腐蚀的性能。适用于水上和水位变动区钢筋混凝土。 试验基本原理:

模拟淡水环境和水位变动区混凝土中钢筋的腐蚀环境,即混凝土碳化和淡水干湿交替，并且用适当提高温度的方法，加速腐蚀速度. 试验设备和化学药品： – 电热鼓风箱：101-4型，鼓风与加热同步； – 塑料箱：尺寸可采用500 × 500 × 900mm，带盖； – 分析天平：称量100g，感量0。1mg； – 试模：断面尺寸100 × 100mm,长度200～400mm； – 碳化箱：带有密封盖或门的密闭容器，容器的容积至少应为预定进行的试件体积的两倍.箱内应

有架空试件的搁架,二氧化碳引入口，分析取样用不着气体引出口，箱内气体对流循环装置，温湿度测量以及为保持箱内恒温恒湿所需设备.必要时可设玻璃观察口以对箱内的温湿度进行读数。 • 气体分析仪:能分析中二氧化碳浓度，精确到1%。 • 二氧化碳供气装置：包括气瓶、压力表及流量计。 • 玻璃转子流量计、干湿温度计、钢尺等； • 工业盐酸、碳酸钠和1%酚酞乙醇溶液（含20％的蒸馏水）、10%硫酸溶液、33％苛性钾溶液、变

色硅胶等。 试验步骤：

①钢筋的准备：把直径6mm的未锈钢筋用木锤敲直，按每根100mm长剪断，挑选比较光滑平直的作为钢筋试样，然后进行酸洗。用细钢丝刷（或砂布）磨擦钢筋表面，使之光亮。在天平上称得钢筋初始重,最后移入干燥箱中备用。

②试件成型:每种技术条件制作4个试件（为了在试验过程中观察情况,对比基准组一般多制作4~6个）。试件尺寸为100× 100× 200mm，分两次浇制.先用混凝土浇制100mm的中间段。浇制时，两头采用端

57

点板和木楔固定钢筋，以保证钢筋的保护层为30mm。

③试件碳化：试件养护到龄期后，放入烘箱，在60 ± 2 ℃的温度中烘24h.然后,放入碳化箱进行人工碳化。通入二氧化碳气体，用气体分析仪测定箱内二氧化碳浓度，调节转子流量计，使箱内二氧化碳浓度保持为50±3%.碳化3个月。

④浸烘循环：试件碳化后先在80 ℃的烘箱中烘4d。冷却后放入塑料箱中，在自来水中浸泡24h,再放

入烘箱，在60 ± 2 ℃的温度下烘13d。从浸水至烘毕，共历时14d，为一次循环。以后照此循环不断往复。经过一定循环（6～7次）后,劈开一块对比基准组试件，观察钢筋锈蚀情况，如未生锈，仍应继续进行浸烘循环；如已生锈（锈积率大于15%),则对试件进行检查. ⑤检查项目:

a、混凝土保护层厚度：沿钢筋劈开试件，用钢尺量测钢筋两端的混凝土保护层厚度（精确至1mm），取

其平均值作为该试件的混凝土保护层厚度. b、混凝土保护层碳化深度:用酚酞酒精溶液测量劈开面上混凝土保持层的碳化深度，量测等距离4个点

的碳化深度，取其平均值作为试件的碳化深度值。 – 锈积率和失重率：计算方法同前. • 试验结果分析： – 混凝土保护层厚度小于原设计试件保护层厚度的80％,该试件作废。根据试验所得同组

4个试件的混凝土保护层碳化深度和钢筋锈蚀率、失重率平均值的大小，综合比较各组试件防止钢筋锈蚀的性能。 12)混凝土构件外观形状尺寸检验方法 • • • • • • • • • • • •

预制矩形沉箱:

长度和宽度,顶面对角线:用钢尺量 ; 高度:用钢尺或水准仪检查四角

外壁厚度：用钢尺量每墙三分点处；

顶面平整度：用2米靠尺和塞尺检查，外墙量三分点处，内墙量中部 外壁竖向倾斜度：用经纬仪或吊线和钢尺量两侧面。

外壁平整度:用2米靠尺和塞尺检查每侧面中部垂直两方向，取大值 外壁侧向弯曲矢高：拉线用钢尺量,取大值 隔墙厚度:用钢尺量每墙中部

分段浇筑相邻段错牙：用钢尺量每面,取大值

预埋件、预留孔位置，预埋件与混凝土表面错牙:用钢尺量垂直两方向，取大值 其他见《港口工程质量检验评定标准JTJ221—98》表10.2。1～表10.3。12

58

4．混凝土配合比设计

了解：混凝土配合比设计的原则、基本要求。

• • • • •

应具有与施工条件相适应的和易性; 混凝土硬化后应达到设计要求的强度； 混凝土硬化后应达到设计要求的耐久性;

在满足上述要求的前提下，应经济合理，节约成本. 对大体积混凝土尚应考虑低热性的要求。 用量的规定。

1)混凝土配合比的计算及试验方法

1、W/C

确定原则:在满足强度和耐久性的前提下，尽可能采用较大的W/C，以节约水泥。当混凝土强度等级很低时,还应考虑和易性的要求。 方法：

⑴按强度要求确定（W/C）1 ;用建立强度与水灰比关系曲线的方法求得，或用下式求得.

Cfcu0.46fce0.07

W掌握:混凝土配合比的计算及试验方法;为满足不同使用环境中混凝土耐久性的要求，对水灰比和水泥

⑵按耐久性要求确定(W/C）2

以上按耐久性要求确定的W/C不得大于施工规范规定的最大允许W/C ⑶比较（W/C）1和(W/C）2，取二者中的小值作为配合比设计的W/C。 2选择单位用水量WW

确定原则：以满足施工（设计）要求的混凝土拌和物的流动性要求为准。

方法：对大型工地，应事先根据实际使用的材料,试验得出流动性指标与用水量W之间的关系曲线，并

在曲线上直接查得W。小型工地,可按使用的粗集料种类和最大粒径、坍落度大小查表初步确定； 3确定最佳砂率γ(体积砂率)

– 确定原则：采用最佳砂率。确定方法：查表与试拌法。

– 由于影响因素多，不能用计算的方法准确求得最佳砂率，故通常按粗集料的种类和最大粒径、水灰比或水泥用量在施工规范的有关表格选取数种不同砂率,在保持水泥用量和其它条件相同的情况下，拌制混凝土拌和物，并测定其坍落度，其中坍落度最大的一种拌和所用的砂率为最佳砂率。 4确定水泥用量

– 按选定的水灰比和已确定的最佳砂率，拌制数种水泥用量不同的混凝土拌和物，测定其坍落度，并绘制坍落度和水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的的水泥用量。对于海水环境有耐久性要求的混凝土，上述过程应在不掺加减水剂的情况下进行，并不得低于施工规范规定的相应环境条件下的最低水泥用量。小型工地可直接用下式计算：

WW5确定砂石用量：V1000(10.01A)Wc

Wc砂子用量：WfaVfs； 石子用量：WcaV(1)ca

6确定基准配合比：按以上确定的配合比和施工要求的和易性，经试拌校正，得出经济合理的配合比。

7校核配合比设计：按确定的配合比制作试件，根据指定的要求,对混凝土强度、抗冻性和抗渗性等进行试验校核。通常可选取三个不同的W/C来同时进行，以节约时间.

2）为满足不同使用环境中混凝土耐久性的要求，对水灰比和水泥用量的规定。 规定了水灰比最大允许值和最小水泥用量

59

5．混凝土非破损检测方法

了解：混凝土非破损检测定义；港口工程中对混凝土非破损检测的规定。

混凝土非破损检测定义

指在不影响结构或构件受力性能或其他使用功能的前提下，直接在结构或构件上通过测定某些适当的物

理量,并通过这些物理量与混凝土强度的相关性，推定混凝土的强度、均匀性、连续性、耐久性等一系列性能的检测方法。

港口工程中对混凝土非破损检测的规定

熟悉：混凝土非破损检测(回弹法、超声法、超声回弹法、取芯法）方法的基本原理;混凝土非破损强

度检测(回弹法、超声回弹法、取芯法）试验及评定方法并能熟练操作；超声法测缺陷、测裂缝的试验及评定方法。

混凝土非破损检测（回弹法、超声法、超声回弹法、取芯法）方法的基本原理

回弹仪的率定，分4次旋转弹击杆，每次转90°，弹击6次；共计弹击24次。率定值对中型回弹仪应

为80±2,对重型应为63±1。

只有在回弹仪的三个装配尺寸和主要零件质量检验合格的前提下，钢砧率定值才能作为校验仪器是否合

格的一项标准。

混凝土非破损强度检测（回弹法、超声回弹法、取芯法)试验及评定方法并能熟练操作

超声法测缺陷、测裂缝的试验及评定方法

60

6．砂浆

了解：砂浆的概念、分类方法。

砂浆：它是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成的建筑材料。 分类：

– 按胶凝材料不同分：水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆

– 按其用途不同分:砌筑砂浆 、抹面砂浆、装饰砂浆及特种砂浆（绝热、防水、耐酸、小石子砂

浆等）

熟悉:砂浆配合比计算和性能试验方法.

1)砂浆配合比计算

一、对于砌筑密实不吸水基底的砂浆的配合比设计，根据强度等级，沉入度的要求，可事先设定不同的

灰砂比和计算的水灰比，用试验法来确定。

二、对于砌筑多孔吸水基底的砂浆的配合比设计,其步骤如下： • ⑴计算砂浆的配制强度fm,o=fm+0。645σ • ⑵按下式计算每立方米砂浆的水泥用量QC，QC小于200kg时取QC =200kg. •

fm,o3.03fceQc15.09 1000• ⑶按下式计算掺合料(以沉入度120mm的膏体为准）用量：QD=350－QC • ⑷确定砂子用量：QS=1×γs干 • ⑸初步确定用水量:混合砂浆260～300kg，水泥砂浆270～330kg • 配合比试配、调整与确定

配合比试配、调整与确定的方法与步骤如下： – 1．所用材料、拌和方法应与实际生产时相同；

– 2．按以上计算的配合比进行试拌，测定拌和物的沉入度和分层度，不满足要求时应调整用水量或

掺合料,直至满足要求，得到基准配合比；

– 3．以基准配合比、基准配合比的水泥用量±10%这样三个配合比,按规定方法进行强度、耐久性等

试验（和易性不满足要求时可适当调整用水量），测定28天的抗压强度。

– 4．以强度、耐久性试验值满足设计要求且水泥用量较少的配合比作为试验室配合比。 2）砂浆性能试验方法主要有: – – – – –

稠度试验（分层度、沉入度试验） 密度试验泌水性试验 抗压强度试验 凝结时间试验 抗渗试验等。

掌握:砂浆质量标准、检验方法及评价方法，需熟练掌握的检验方法包括:分层度、沉人度、凝结时间、

抗压强度、抗渗等. 1）分层 `

目的与泌水性试验相同,是为了测试砂浆在运输及停放时的保水性能.以10～20mm为好. 仪器：分层度测定仪:内径150mm，上节高度200mm下节高度100mm。捣棒、铁铲等 试验步骤：

①将拌好的砂浆,立即灌入分层度仪,分两层装入，每层均匀插捣25次,抹平后测定其稠度K1； ②将试样静置30min，去掉上面的200mm砂浆,把下面100mm砂浆重新拌和后，再测其稠度K2. 结果处理：

砂浆的分层度K＝K1－K2；取两次试样结果的平均值作为测定值,精确至1mm。

61

2）沉人度

适用于稠度小于120 mm的水泥砂浆 仪器：砂浆稠度仪；捣棒、铁铲等。 试验步骤：

①将拌好的砂浆试样一次分别装入两个砂浆试筒内,砂浆表面比筒口低约10mm，用捣棒由筒边至中心螺

旋线插捣25次，再将砂浆筒轻轻振动至表面平整。

②将砂浆试筒置于砂浆稠度测定仪上，放下滑杆与圆锥体，使锥尖和砂浆表面接触,并对准中心，拧紧

固定螺栓，读出刻度盘上的指针读数。

③突然松开固定螺栓,使锥体自由下沉入砂浆中,10s后再拧紧螺栓，在刻度盘上读出指针的刻度，准确

至1mm。

④测试完毕，立即将圆锥提起，擦净锥体. 结果评定:

以两个试样结果的算术平均值作为测定值，计算至1mm。如两次测定值之差大于20mm，应重新配料测定。 3)凝结时间

灌浆用新拌水泥（砂）浆凝结时间试验 目的及适用范围：

测定灌浆用的水泥(砂)浆凝结时间，适用于用维卡仪测定的灌浆所用水泥(砂）浆拌和物. 试验设备: • 水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪（维卡仪）； • 养护室或养护箱：能保持温度20±3 ℃ ，湿度90％以上 • 试验步骤：

– 使维卡仪圆锥环和底板密封；

– 水泥（砂）浆拌和后的2分钟内，将水泥（砂）浆注入圆锥环并与环顶齐平；然后用刀口锋利的

抹刀，以与环顶成小角度斜刮一次,将水泥（砂）浆刮平。如有必要，可用抹刀尖端轻抹几下，将水泥（砂）浆抹平。在斜刮和抹平过程中不能挤压试样.应将加水搅拌的时间作为测定凝结时间的开始时间.

– 试件在养护室或养护箱中养护。

– 按水泥凝结时间试验的测定步骤测定凝结时间，但应在浇注试件后的3±1/4h读取第一个读数。

4)抗压强度

用于测定砂浆的强度,并以此确定其标号。

仪器:试模（分有底和无底，内壁边长为70。7mm的立方体金属试模)；压力机:量程50～300kN；捣棒

及刮尺等。 试验步骤：

①试件制备。每组试件数目为3个。

当用于密实基层的砂浆,采用带底试模。砂浆分两层装入试模，每层约厚4cm,并用捣棒每层插捣12次。

面层捣实完毕后，沿模壁面，用镘刀插捣6次。砂浆试件成型后1～2h内，用刀刮去多余的砂浆并抹平表面。

用于多孔吸水基底的砂浆，采用无底试模，将试模置于铺有一层吸收性较好的湿纸的砖上，（砖的含水

率不大于2％，其吸水率不小于10％）试模内壁涂一薄层机油，一次装满砂浆，并使其高出模口。然后用捣棒捣实25下，再用刮刀沿试模壁插捣数次,待砂浆表面出现麻斑后，将高出模口的砂浆刮去，抹平表面。

②试件应覆盖表面，在20±5℃的条件下放置24h后脱模. ③拆模编号，将试件立即送入养护室中养护.

④强度试验：将养护到规定龄期的试件取出后，马上将试件表面刷净擦干，及时进行强度试验，（以免

62

试件的温度和湿度发生显著的变化。）试件的加压方向垂直于试件的捣实方向,将试件置于压力机下压板的中心位置,开动压力机进行加荷，直至破坏，记录破坏荷载。加荷速度为0.3MPa/s. 试验结果处理：

以三个试件抗压强度的算术平均值作为测定值，计算至0。1MPa。当单个试件的测值与平均值之差超过

中间值的±20％时，则取中间值，,当最大值与最小值与中间值之差均超过中间值的20％时,该组试验结果无效。 5）抗渗

目的： • 比较不同水泥砂浆的防水性能。 试验设备: • 砂浆渗透仪 • 截头圆锥金属试模：上口直径70 mm,下口直径80 mm，高30 mm; • 捣棒:直径12 mm，长250 mm,一端为弹头形； • 抹刀等. 试验步骤： • 将试模放置于厚玻璃板上，将拌和好的砂浆一次装满试模，用捣棒轻轻插捣以除去气泡。1～2h

后，刮去多余砂浆。经两昼夜脱模。三个试件为一组。 • 脱模后的试件均保持在养护室同条件下养护到规定龄期，取出并待表面干燥后,用密封材料密封

装入渗透仪中，进行透水试验。 • 水压从0。2MPa开始，保持2h,增至0。3MPa，以后每隔1h增加水压0.1MPa，直到所有试件顶

面均渗水为止。记录每个试件的最大水压力和保持最大水压力的时间t（h)。如果水压增至1.5MPa,而试件仍未透水,则不再升压，持荷6h 后，停止试验。 试验结果处理：

– 当试验的砂浆与空白砂浆进行对比试验时，水泥砂浆不透水性提高的百分率按下列公式计算：

KI1I0100% I1IPiti

式中：

K-—不透水性提高率，%；

• I0-—空白砂浆试件不透水性系数(MPa·h）；

• I1——试验的砂浆试件不透水性系数（MPa·h）; • Pi—-试件的每一压力阶段所受水压力（MPa） • ti——相应的恒压时间（h）.

• 注:计算I0和I1时应取三个试件的平均值。

63

(三）土工试验

1．土工试验基础知识

了解：土的成因和三相组成；土中液态水的类型；土的击实原理；土的渗透性质;土中应力的概念，对

自重应力、地基附加应力、基底压力和基底附加压力、有效应力和孔隙水应力有较清楚的认识；有效应力原理；加荷速率、排水条件对抗剪强度试验结果的影响，清楚直剪和三轴试验的原理；土样的采样和试样的制备。 1）土的成因和三相组成

土是由地壳表面的岩石经过物理风化、化学风化、和生物风化作用之后的产物，还受到各种自然力的作用下经过多次搬运、沉积的产物。我国大部分土形成于第四纪或新三级。按形成土的最后一次地质营力和沉积条件，将第四纪沉积物划分为沉积土和运积土。 固相:无机矿物颗粒和有机质 液相：固态、液态和气态水

气相：与大气连通的自由气体、与大气隔绝的封闭气体（气泡） 2)土中液态水的类型

结合水、自由水（毛细水、重力水）,含水量测定法测的是结合水和自由水两者之和. 3)土的击实原理

击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新排列紧密，对于粗粒土因颗粒的紧密排列，增强了颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力；对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的分子引力，从而使土在短时间内得到新的结构强度。 4）土的渗透性质

土孔隙中的自由水在水头差作用下,透过土体孔隙在其中流动的性能,称为土的渗透性质。

5）土中应力的概念,对自重应力、地基附加应力、基底压力和基底附加压力、有效应力和孔隙水应力

有较清楚的认识

土中应力是指由于土的自重和荷载作用而在土内引起的应力，包括自重应力、附加应力。 自重应力：土自身重量产生的应力；

附加应力:指在荷载作用下,土中产生的应力； 基底压力：建筑物传给地基表面的压力；

有效应力原理

土体所受到的总应力＝有效应力＋孔隙水压力

加荷速率、排水条件对抗剪强度试验结果的影响，清楚直剪和三轴试验的原理 莫尔圆（三轴剪切原理) 在三轴压力作用下，在土体内任何一个平面上都作用着一个合应力，可以分解法向应力σ和切向应

力τ，如果某一个平面上只有法向应力而没有切向应力，则该平面称为主应力面.由材料力学可知：一个微小单元体（立方体）的三个主应力面是正交的，则三个主应力σ1、σ2、σ3也是正交的。其中最大最小的主应力分别就是σ1、σ3(利用P18公式可进行换算）。利用大小主应力可以画出莫尔圆。

库仑定律（直剪试验原理）

土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律,近似直线表示： τ＝C+σtgΦ 通过剪切试验可以得到不同法向应力σ下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上,得到直线的截距和倾角就是该土的C和Φ。 土样的采样和试样的制备

64

土样的采样

原状土:用铁皮筒或取土器（直径大于100mm)取土. 扰动土:用四分法取样。

扰动土样的制备程序:风干、碾散、过筛、匀土、分样和贮存。

①将扰动土样进行土样描述，必要时测定含水量；

②将块状扰动土放在橡皮板上用木碾碾散，但切勿压碎颗粒；

③根据试验所需土样数量，将碾散后的土样过筛。物理性试验如液限、塑性、缩限等试验，需过0。5mm筛；水理及力学试验土样,需过2mm筛；击实试验土样，需过5mm筛.取出足够数量的代表性土样,分别装入容器中，标以标签备用。 扰动土样试件的制备程序:

①根据试件高度要求分别选用击实法和压样法，高度小的采用单层击实法,高度大的采用压样法. ②击实法:

按试件要求的干质量、含水量制备湿土样，浸润备用; 测定浸润试样不同部位的含水量，要求差值不大于1％； 根据工程要求，称制备好的湿土样质量,选用相应的夯击功;

将称量好的试样分三层倒入装有环刀的击实器，击实至所需的密度; 试件制备硬尽量迅速,以免水分蒸发.

试件制备的数量视试验需要,一般应多制备1～2组备用。同一组试件或平行试件的密度、含水量与制备

3

标准之差值，应控制在±0.01g/cm或2%范围内。 ③压样法：

称取一定质量的试样，倒入装有环刀的压模内,拂平土样表面，以静压力将土压入环刀内，使其达到规定的压实度。其余同上。 原状土试件制备程序：

①按土样上下层次小心开启原状土包装皮,将土样取出放正，整平两端。在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在试样上，无特殊要求时，切土方向与天然土层层次垂直。

②用切土刀将试件削成略大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直向下压，边压边削，至土样伸出环刀为止，削平环刀两端，擦净外壁，称环土合质量，并测定环刀两端所削下土样的含水量。

③视试件本身和工程要求，决定试件是否进行饱和，如不立即进行试验则将试件暂存于保湿器内。 试件饱和方法：

内浸水饱和；砂类土：可直接在仪器

渗透系数大于104cm/s时，采用毛细管饱和；较易透水的粘性土：即不易透水的粘性土：即渗透系数小于104cm/s时，采用真空饱和法。1)浸水饱和法：砂性土

-4

2)毛细管饱和法：渗透系数大于10cm/s的土，注意两端放滤纸和透水石，水面不要淹没试样，时间

不少于2昼夜。

—4

3）抽气饱和法:渗透系数小于等于于10cm/s的土，需要凡士林密封,粘性土需静置10小时,饱和度不

应低于95％。

熟悉：粒径级配曲线、不均匀系数、曲率系数的含义和应用；碎石土、砂土、粉土、粘性土、淤泥性

土和人工填土的定义；室内压缩试验的特点，压缩曲线和压缩性指标的含义和应用；土体固结的概念；土的应力历史、排水条件对压缩固结的影响;极限平衡状态和土的强度理论；抗剪强度指标的几种试验测定方法。

65

粒径级配曲线、不均匀系数、曲率系数的含义和应用

粒径级配曲线：采用半对数坐标，横坐标（按对数比例尺）为某一粒径d，纵坐标表示小于某一粒径的土粒的累计百分含量，可以直观地判断土中各粒组的分布情况。 不均匀系数Cu＝d60d10,代表土级配好坏的指标,反映大小不同粒组的分布情况。Cu越大，表示土粒大

小分布范围大，土的级配良好；

2曲率系数CC＝d30d10d60是描述累计曲线的分布形状，反映累计曲线的整体形状.

当同时满足Cu≥5和Cc＝1~3时,土为级配良好的土,否则级配不良。

碎石土、砂土、粉土、粘性土、淤泥性土和人工填土的定义 碎石土 砂土 粉土 粘性土 按照大于2mm粒径进行再分类 按照小于2mm粒径进行再分类，用Cc、Cu表示组成特征,密实度可由标贯击数判定。 按照大于0。075mm粒径和粘粒含量以及塑性指数(小于10）进行再分类. 按照小于0.075mm粒径以及塑性指数（大于10)进行再分类。 天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1.0的粘性土为淤泥性土 填土 由人类活动堆积的土 室内压缩试验的特点，压缩曲线和压缩性指标的含义和应用

室内压缩试验：土样连同金属环刀装于容器内，在无侧胀条件下对土样分级施加竖向压力，测记每级压力下不同时间的土样竖向变形ht以及压缩稳定时的变形量Δh，据此计算并绘制不同压力p时的ht—t曲线和Δh—p关系曲线或者孔隙比e与压力p的关系曲线。

压缩系数ae;a不是常数，一般随压力p的增大而减小；表示当压力变化不大时，孔隙比变化与压力

p变化成正比;

压缩模量Es1e1;表示土体在无侧胀条件下竖向应力与竖向应变的比值；

a压缩指数

ee2Ce1plg2p1；表示孔隙比变化与压力的对数值变化成正比。

土体固结的概念

由于应力作用引起土的应变随时间变化的过程叫固结。

土的应力历史、排水条件对压缩固结的影响

极限平衡状态和土的强度理论

如果利用土体试验数据可以得到库仑定律直线，那么根据土体存在的状态数据画出的莫尔圆与直线相切

则是极限状态，相交则已经破坏. 土的强度理论：

①任一平面上的抗剪强度是该面上法向应力的函数,在一定应力范围内，可用直线近似表示； ②土的剪切破坏只有在莫尔应力圆与强度线相切之后方能发生；

66

③土中某点处于剪切破坏时,剪破面与大主面的夹角＝45＋;

2④抗剪强度与土中的中主应力σ2无关。 抗剪强度指标的几种试验测定方法

直剪试验 三轴试验无侧限抗压强度试验 掌握：土的物理性指标的定义和意义,进行物理性质指标换算;砂土相对密度的定义与判别；粘性土

的界限含水量、塑性指数(IP)和液性指数(IL）的概念和应用；达西渗透定律及其适用条件和起始水力坡降的概念;直剪和三轴试验测定抗剪强度指标的三种试验方法。 土的物理性质指标及指标换算 ①土的密度mmsmammwms wVVsVvVsVwVa②土粒密度sms Vs③土的含水量mw；mw指结合水和自由水（包括毛细水和重力水）

ms④干密度dmsV

⑤饱和密度satmsVvw

VmsVswsatw

V⑦孔隙比eVvGS1

Vsd⑥浮密度⑧孔隙率nVve 100%V1eVv⑨饱和度SrVw100%

satd

砂土相对密度的定义与判别

Dremaxe

emaxeminDr＝0即e＝emax，表示砂土处于最疏松状态； Dr＝1即e＝emin，表示砂土处于最紧密状态.

Dr≥2/3，密实土；1/3≥Dr＞2/3,中密土；Dr＜1/3，疏松土。 粘性土的界限含水量、塑性指数(IP)和液性指数（IL)的概念和应用 液限wL:土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量

塑限wP:土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量

缩限wS:土达到塑限后继续变干，土的体积随含水量的减少而收缩，但达某一含水量后，土体积不再收缩，这个含水量称为缩限。

塑性指数IP：液限与塑限之差值，即土处于塑性状态的含水量变化范围,反映粘性土的塑性大小。

67

液性指数IL：表示天然含水量与界限含水量关系的指标.ILP＝P

LPIP当IL=1.0,即ω＝ωL，土处于液限；

当IL=0，即ω＝ωP，土处于塑限； 因此按IL可区分土的各种状态：

IL＜0 为坚硬、半坚硬状态 0≤IL＜0.5 为硬塑状态 0.5≤IL＜1.0 为软塑状态 IL≥1.0 为流塑状态

达西渗透定律及其适用条件和起始水力坡降的概念

达西渗透定律：水在土中的渗透速度与水力坡降成正比。V=ki一般只适用于砂土。 克服结合水的粘滞阻力所需要的水力坡降，称为粘性土的起始水力坡降

直剪和三轴试验测定抗剪强度指标的三种试验方法

粘质土的抗剪强度试验；慢剪试验－适用于测定渗透系数小于106cm/s的粘质土；直接剪切试验固结快剪试验－适用于

系数小于106cm/s的粘质土；快剪试验－适用于渗透直剪试验－适用于砂类土。根据土样固结排水的不同条件，三轴试验可分为下列三种基本方法：

①不固结不排水剪（UU试验)； ②固结不排水剪（CU试验)； ③固结排水剪(CD试验）

68

2．含水量试验

了解：含水量的定义和意义，该试验方法适用的土类. 含水量指土中水分的重量与土粒重量的比值。

含水量对粘性土的工程性质有极大的影响,测定土的含水量，可以了解土的含水情况，是计算土的孔隙

比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。 适用于粘性土、砂性土及有机质土类。

熟悉:含水量的几种常用试验方法，仪器设备；试验的精度控制要求。

①烘干法、酒精燃烧法、红外线照射法、比重法（适用于砂类土）、微波加热法、碳化钙气压法 ②烘干法是测定含水量的标准方法,适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类.

③细粒土取样15～30g，烘干时间不得少于8h；砂类土取样50g,烘干时间不得少于6h，有机质土取样50g，含有有机质超过5％的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘干。 ④含水量测定的允许平行差值： 40％以下时，1％;40％以上时，2％. ⑤酒精燃烧法得酒精纯度为95％；滴管加入，燃烧三次。

⑥碳化钙气压法采用的吸水剂为纯度80.66％的碳化钙,在仪器关闭之前，切勿将土样与吸水剂接触. ⑦含石膏土和有机质土宜用真空干燥箱在近乎1个大气压作用下将土干燥，或将烘箱温度控制在60～70℃，干燥8h以上。无机结合料稳定土宜提前将烘箱温度升高到105～110℃再放入土样。

掌握:烘干法和酒精燃烧法的基本原理、试验操作方法和数据整理方法。

烘干法试验步骤：

①选取有代表性的土样，细粒土取样15～30g，砂类土取样50g，分别装入两个铝盒中，盖上盒盖； ②在天平上,分别称量铝盒加土的质量，精确至0。01g；

③打开盒盖，置于烘箱内,在105～110℃的恒温下烘干，粘性土不少于8h，砂性土不少于6h；

④将铝盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称量盒加干土的质量，准确至0.01g。

69

3．界限含水量试验

了解：不同界限含水量所对应的土的状态；塑限和液限的定义;试验方法适用的土类;试验

成果的应用.

液限wL：土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量 塑限wP：土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量 液塑限联合测定法适用于粒径不大于0.5mm的土。

熟悉：仪器设备；试验精度控制要求。

分析天平:称量200g，感量0.01g；液塑限联合测定仪（质量为76g）,试样杯，烘箱，干燥器，筛、铝

盒、调土刀等。

含水量测定准确至0。1%，塑性指数保留整数，且不含％号。

掌握:液塑限联合测定仪的基本原理、数据整理方法和试验操作方法.

基本原理：根据极限平衡理论，当圆锥角为30度时，圆锥入土深度与含水量在双对数坐标上呈直线关系. 试验步骤：

①取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。将土中大于0。5mm的土粒用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm筛。取0.5mm筛下代表性土样200g，分开放入三个盛土皿中,加入不同数量的蒸馏水，使土样的含水量分别控制在圆锥入土深度在17mm左右(a点）、3～4mm（c点)和二者的中间状态（b点）。用调土刀调匀，盖上湿布放置18h以上。

②将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入试样杯中，试杯装满后,刮成与杯边齐平。

③将圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样面刚好接触，然后将仪器调零，按动落锥开关，测记5s锥的入土深度h。 ④去掉锥尖入土处的凡士林，测盛土杯中土的含水量ω。 ⑤重复上述步骤，对已制备的其他两个含水量土样进行测试。 结果整理：

在二级双对数坐标纸上，以含水量ω为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h—ω图，连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线,在下沉为2mm处查得相应的两个含水量，当两个含水量差值小于2％时,以该两点含水量的平均与a点连成一直线。当两个含水量的差值大于2％时，应重做试验.

在h—ω图上,查得纵坐标入土深度h＝17mm所对应的横坐标含水量ω，即为该土样得液限ωL。 查得纵坐标入土深度h＝2mm所对应的含水量，即为该土样的塑限ωP。 计算： IP=ωL—ωP

ILPP ＝LPIP我国 《建筑地基基础设计规范》用塑性指数划分细粒土。（Ip>17为粘土，10< Ip 〈17为粉质粘土。 用液性指数判别粘土的状态。（坚硬：IL ≤0； 可塑:0＜ IL ≤ 1。0； 流动：IL＞1.0）

70

4．密度试验

了解：该试验方法适用的土类和常用的试验方法;试验成果的应用。

环刀法适用于细粒土;蜡封法适用于易破裂土和形状不规则的坚硬土；灌砂法适用于现场测定细粒土、

砂性土和砾类土的密度。

熟悉：环刀法、灌砂法的仪器设备. 环刀法：环刀(截面积30，高2cm）；分析天平（称量200g，感量0.01g）；调土刀、钢丝锯、凡士林等 灌砂法:

掌握：环刀法、灌砂法的基本原理、试验操作方法和数据整理方法。 环刀法操作方法： ①制备土样.

②选取有代表性的试样,其直径和高度应大于环刀，整平两端，放在平台上。

③称量环刀的质量,在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在试样面上，然后将环刀垂直向下压，边压边削周围土样，至土样上端伸出环刀为止，削平环刀两端土样表面，擦净外壁. ④称环土合质量,准确至0。01g。并测定环刀两端所削下土样的含水量. 灌砂法试验操作方法：

5．土粒比重试验

了解:比重的常用试验方法；比重瓶法适用的土类；试验成果的应用。 比重的常用试验方法：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法

比重瓶法适用于土粒径小于5mm的土;浮称法适用于粒径大于5mm的土，其中粒径为20mm的土质量小于总土质量的10％；虹吸筒法适用于粒径大于5mm的土，其中粒径为20mm的土质量大于总土质量的10%。

熟悉：比重瓶法的仪器设备。

比重瓶、天平(称量200g，感量0。001g)，恒温水槽、沙浴、真空抽气设备、温度计、烘箱、筛等。

掌握：比重瓶法的基本原理、数据整理方法和操作方法。

操作方法:

①将比重瓶烘干，称烘干试样15g（50mL比重瓶为10g）装入比重瓶，称试样和瓶重，准确至0.001g。 ②向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于

30min，粘土、粉土不得少于1h.沸腾后应调节砂浴温度,比重瓶内悬液不得溢出。

③如系长颈比重瓶，用滴管调整液面至刻度处，擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土总

质量，准确至0.001g.如系短颈比重瓶，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出,将瓶外水分擦干后,称瓶、水、土总质量mbws，准确至0。001g。立即测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。 ④根据测得的温度，从温度与瓶水总质量的关系曲线上查得瓶和水的总质量。或者洗净比重瓶，注入煮

沸过并冷却至试验时同温度的蒸馏水,按步骤③测定瓶、水总质量mbw，准确至0.001g。 ⑤如系砂土，允许用真空抽气法排除土中空气。

⑥对含有某一定量可溶盐、不亲水胶体或有机质的土，必须用中性液体测定，并用真空抽气法排除土中

气体. 数据处理:

md土粒比重Gs•Gt；Gt为t温度时水或中性液体的比重。

mbwmdmbws 71

6．砂土相对密度试验

了解：相对密度试验的适用性和注意事项；试验成果的应用。

熟悉:仪器设备。

33

量筒、长颈漏斗、锥形塞、砂面拂平器、电动最小孔隙比仪、金属容器:容积250cm、1000cm；振动仪、

击锤。

掌握:相对密度试验的基本原理；最大、最小干密度试验操作方法和数据整理方法；砂土密实度的评

价。

Dremaxe

emaxemin最大、最小干密度试验操作方法和数据整理方法

最大孔隙比的测定（最小干密度）：

①取代表性土样约1.5kg，充分风干(或烘干），用圆木棍在橡皮板上碾散,并拌和均匀。

3

②将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口，一并放入体积1000cm量筒中,使其下端与量筒底相接。

③称取试样700g(m),准确至1g，均匀倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面约1～2cm,使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中.

④试样全部落入量筒后取出漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，勿使量筒振动，然后测读砂样体

3

积，估读至5cm.

⑤用手掌或橡皮塞堵住量筒口，将量筒倒转，缓慢地转动量筒内的试样,并回到原来位置，重复几次，

3

记下体积的最大值，估读至5cm。

⑥取上述两种方法测得的较大体积值Vmax，计算最大孔隙比。emaxwVmaxGsm1wGsVmax7001

最小孔隙比的测定(最大干密度):

①取代表性土样约4kg，充分风干(或烘干)，用圆木棍在橡皮板上碾散，并拌和均匀. ②分三次倒入容器进行振击，先取上述试样600～800g（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3)

3

倒入1000cm容器内，开动电动最小孔隙比试验仪,直至砂样体积不变为止. ③按上述步骤进行后2次加土的振击,第三次加土时应先在容器口安装套环. ④最后一次振毕，取下套环，用修土刀齐容器顶面削去多余试样，称量(m），准确至1g。 ⑤计算最小孔隙比。emin计算相对密实度：DrwGsVminm11000wGs1

memaxe0(dmin)dmax demaxemin(dmaxdmin)ddmaxmVmin dminmVMAXd天然干密度或填土的相应干密度。

72

7．颗粒分析试验

了解：土的颗粒分级的概念；试验的适用土类及应用;试验误差引起的原因.

筛分析法适用于粒径小于60mm,大于0。075mm的土； 静水沉降分析法适用于小于0.075mm的土。 对于混合土则联合使用筛分与密度计法。

熟悉：筛分析法、密度计法的仪器设备。

筛分析法：标准筛、摇筛机、天平（5000g,5g;1000g，1g;200g，0。2g）、烘箱等 密度计法：甲种土壤密度计：刻度为-5°～50°，最小分度值0.5°。 乙种土壤密度计（以20℃时悬液密度表示）：刻度为0。995～1.020，最小分度值为0。0002. 量筒（1000mL)、洗筛漏斗、天平（称量100g,感量0.1g;称量200g，感量0.01g)、温度计、煮

沸设备、搅拌器、烘箱、锥形瓶、蒸发皿、秒表、试剂等。

掌握：筛分析法、密度计法和移液管法的基本原理；筛分析法、密度计法的数据整理方法和试验操作

方法.

密度计法试验原理：粒径为d的颗粒以速度v经过时间t后，下降距离为L=vt,粒径大于d的下降距离肯定大于L,所以L平面以上只有粒径小于d的颗粒，测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于d的颗粒百分数.（颗粒越大下沉越快)

移液管法试验原理：按照固定的几组粒径颗粒在某一深度(10厘米或者5厘米）处所需要的时间，计算颗粒含量。

筛分法试验操作方法：

从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样： 小于2mm的颗粒的土100～300g; 最大粒径小于10mm的土300~900g； 最大粒径小于20mm的土1000g~2000g; 最大粒径小于40mm的土2000～4000g； 最大粒径大于40mm的4000g以上. 对于无凝聚性的土：

⑴按规定称取试样，将试样分批过2mm筛;

⑵将大于2mm的试样从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛，将留在筛上的土分别称量。 ⑶2mm筛下的土如数量过多,可用四分法缩分至100～800g。将试样从大到小的次序通过小于2mm的各级细筛。

⑷由最大孔径的筛开始,顺序将各级筛在白纸上轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1%为止.筛下的土并入下一级筛内,将筛上的土样用软毛刷刷净，分别称重。 ⑸筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1％。

⑹如2mm筛下的土不超过试样总质量的10％,可省略细筛分析；如2mm筛上的土不超过试样总质量的10％，可省略粗筛分析。 对于含有粘土粒的砂砾土:

⑴将土样放在橡皮板上，用木碾将粘结的土团充分碾散,拌匀、烘干、称重。 ⑵将试样置于盛有清水的瓷盆中,浸泡并搅拌，使粗细颗粒分散.

⑶将浸泡后的混合液过2mm筛，边冲边洗过筛,直至筛上仅留大于2mm以上的土粒为止。然后将筛上洗净的砂砾风干称重。按上述方法进行粗筛分析。

⑷通过2mm筛下的混合液存放在盆中，待稍沉淀，将上部悬液过0。075mm洗筛，用带橡皮头的玻璃棒研磨盆中浆液，再加清水，搅拌、研磨、静置、过筛，反复进行,直至盆内悬液澄清。最后，将全部土粒倒在0。075mm筛上，用水冲洗,直到筛上仅留大于0。075mm净砂为止。

73

⑸将大于0。075mm的净砂烘干称重，并进行细筛分析。

⑹将大于2mm颗粒及2～0。075mm颗粒质量从原称量的总质量中减去，即为小于0。075mm颗粒质量。 ⑺如果小于0。075mm颗粒质量超过总土质量的10％，有必要时，将这部分土烘干、取样，另做比重计或移液管分析。 密度计法试验步骤：

①对试样进行分散处理，当试样中易溶盐含量大于0。5%时，还应洗盐过滤，然后风干备用； ②取代表性土样100g左右，测定试样的风干含水量；

③称风干试样30g倒入锥形瓶，注入纯水200mL，浸泡过夜；

④将悬液过0.075mm筛，把留在筛上的试样用水冲洗入蒸发皿，倒去清水,烘干，称烘干试样重。用筛

分法进行筛析。过筛的悬液倒回锥形瓶，煮沸，试件为40min.

⑤悬液冷却后倒入量筒，将纯水注入量筒，加入4％的六偏磷酸钠10mL,再注入纯水至1000mL；

⑥用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌1min，往返各30次,使悬液均匀分布。取出搅拌器，立

即开动秒表，测记0.51、5、15、30min、1、2、4和24h时密度计读数。每次读数前10～20s将密度计小心放入悬液适当深度，读数以后，取出密度计，放入盛有清水的量筒中.

⑦密度计读数均以弯液面上缘为准。甲种密度计应精确至0.5，乙种应精确至0。0002。每次读数后，

应测记相应的悬液温度，精确至0。5℃。 结果整理：

①计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比： a、 甲种密度计:X100CG(RmT)

msb、 乙种密度计：X100VxCG(Rm1)Tw20

ms②土粒直径按司笃克公式计算;

1800104Ld

(GsGwt）t③以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标,粒径对数为横坐标，绘制粒径级配曲线，求出各粒组质量

百分数，以整数表示。如系与筛分析法联合分析，应将两段曲线绘制成一平滑曲线。

74

8．击实试验

了解：击实试验的目的,试验成果对实际工程的指导意义。

获得最大干密度和最优含水量，以便于指导工程施工.

熟悉：仪器设备；击实功能对最佳含水量和最大干密度的影响.

标准击实仪、天平、烘箱、干燥箱、削土刀、5mm标准筛。 对同一种土，击实功越大，干密度越大，最佳含水量越小。 最大干密度:干法大于湿法 最优含水量:干法小于湿法。 粘土试样不宜用烘干试样

掌握：试验的基本原理；土样制备、操作方法和数据整理方法.

试验的基本原理：击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新排列紧密，对于粗粒土因颗粒的紧密排列，增强了颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力；对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的分子引力,从而使土在短时间内得到新的结构强度。

75

9．渗透试验

了解:土的渗透系数的定义；试验成果的应用。

渗透系数为水力坡降为1时的渗透速度。

不仅可以用于评价土的渗透性，还在水坝稳定与地基的渗流分析、基坑开挖的降水排水、软弱地基的

固结沉降计算等方面有重要意义.

熟悉：仪器设备；常水头和变水头试验的适用土类。

常水头渗透仪，木锤、秒表、天平等；适用于粗粒土（如砂类土)或含少量砾石的无粘性土。 变水头渗透仪、切土器、温度计、削土刀、秒表、钢丝锯、凡士林等。适用于细粒土。

掌握：常水头和变水头渗透试验的基本原理、试验操作方法和数据整理方法。

1）常水头渗透试验的试验操作方法：

①安装常水头渗透仪，接通供水管和调节管,使水进入仪器底部,水位略高出金属孔板； ②取有代表性土样3～4kg,称量，准确至1g，并测其风干含水量；

③将土样分层装入仪器，每层2～3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制空隙比。如试样中粘粒

含量较多，应在金属孔板上加铺约2cm厚的粗砂作缓冲层。

④每层试样装好后，从渗水孔慢慢向圆筒充水至试样顶面,使试样逐渐饱和。

⑤如此分层装入试样并饱和，至试样表面高出上测压孔3~4cm为止,量出试样顶面至筒顶高度，计

算试样高度，称剩余土重，准确至0。1g，计算装入试样的总质量.在试样上面铺1～2cm砾石作缓冲层，放水，至溢水孔有水流出. ⑥调节供水管阀门，使进入渗透仪的水量多于流出的量，溢水管始终有水溢出,确保筒中水面不变。 ⑦关闭调节管止水夹，检查测压管水位，待测压管水位齐平,并与溢水孔水位一致。 ⑧将调节管固定在某一高度，造成上下游一定的水位差,打开调节管止水夹,水即渗过试样，经调节

管流出，在渗流过程中注意保持常水位。 ⑨测压管水位稳定后，测记各管水位.

⑩开动秒表，同时用量筒接取一定时间内的渗透水量，并重复一次。接取时，调节管管口不得浸于

水中.

错误!测记进水与出水处水温,取平均值。

○，12改变调节管管口高度，以改变水力梯度,重复⑧～○，11进行测定。 数据处理与分析:

m⑴干密度和孔隙比计算：dms；eGS1

AhAh(1)d⑵渗透系数计算：KTQLAHt

⑶标准温度下渗透系数的计算：KKT

20T20⑷绘制孔隙比与渗透系数的关系图。

2）变水头渗透试验

⑴将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧,要求密封至不漏气不漏水。进行抽气饱和。

⑵将渗透容器的进水口与变水头管连接，将供水瓶中的水渗入渗透容器，打开排气阀,至溢出水中无气泡,关闭排气阀，放平渗透容器。

⑶向变水头管注水,使水升至预定高度，待水位稳定后开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记，记录起始水头和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间变化，并测记出水口的水温。 ⑷将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定后再进行测记水头和时间变化,类似试验做5~6次. 成果整理:渗透系数计算：K2.3T

HaLlog(1)

A(t2t1)H276

10．固结试验

了解：试验的加荷和排水条件;仪器变形校正；试验成果的应用。

试验的加荷和排水条件

试样应处于上下面或一面能自由排水，其流向与压力作用方向一致,形成单向固结。同时受力作用的压

缩变形与压力方向一致，且无侧向膨胀. 试验成果的应用

可以得到单位沉降量与压力的关系曲线，孔隙比与压力的关系曲线。

熟悉：仪器设备；固结稳定标准。

仪器：固结容器、加荷设备、变形量测设备、环刀、天平、秒表、烘箱等。

-5

固结稳定标准:一般情况以24h测记试样高度变化为固结稳定标准。当试样的渗透系数大于10cm/s时，允许以主固结完成作为相对稳定标准。

掌握：压缩固结试验的基本原理、操作方法和数据整理方法。

基本原理

地基土在外荷载的作用下，水和空气逐渐被挤出，图的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。

试验的加荷形式为应力控制式，通常采用杠杆加荷和滚动膜式气压固结仪. 操作方法：

①根据工程需要制备扰动土样或切取原状土。用钢丝锯将土样修成略大于环刀直径的土柱，然后用手轻轻将环刀垂直压下，边压边修，直至环刀装满土样为止.然后用刮土刀修平两端.擦净环刀外壁，称环刀与土合重，准确至0。1g,并取环刀两端修下的土样测定含水量。 ②在固结容器内装上切土环刀，土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再用提环螺丝将导环置于固结容器内，然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球.

③将压缩容器置于加压框架正中，密合传压活塞及横梁，预加1.0kPa的压力，使固结仪各部密切接触，装好百分表，并调整读数至零。

④去掉预加荷载，立即加上第一级荷载50kPa,在加上砝码的同时开动秒表。荷载等级一般规定为50、100、300和400kPa。

⑤对饱和试样，则在施加第一级荷载后，立即向容器内注水至满；对非饱和试样，须以湿棉纱围住上下透水面四周，避免水分蒸发.

⑥确定原状土的先期固结压力时,荷载率宜小于1，可采用0.5或0.25倍,最后一级荷载应大于1000kPa。 ⑦测定沉降速率、固结系数等指标时，一般按15s、60s、135s、240s、375s、540s、735s、960s、1215s、1500s、1815s、36min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止,再加下一级荷载。

当不需测定沉降速率时，则施加每级压力后24h，测记试样高度变化作为稳定标准。当试样的渗透

—5

系数大于10cm/s时，允许以主固结完成作为相对稳定标准。

⑧试验结束后吸去容器中的水，拆除仪器，取出土样,测定含水量，并将仪器洗干净。 数据整理方法

①计算试验开始时试样的孔隙比：e0Gs(10.010)1

s②计算单位沉降量:Shi1000 （mm/m）

ih0③计算各级荷载在变形稳定后的孔隙比，绘制e-p曲线。eie0(1e0)Si

1000

77

④计算某一荷载范围的压缩系数：aeiei1

Pi1Pi⑤计算某一荷载范围内的压缩模量Es和体积压缩系数mv。

EsPi1Pi1ei (Si1Si)/10001e01a Es1eimv⑥计算压缩指数Cceiei1

lgPi1lgPi⑦计算垂直向固结系数Cv和水平向固结系数CH

0.848H2(时间平方根法) Cvt900.197H2（时间对数法） Cvt500.335R2(时间平方根法） CHt90固结时间t与时间因数T、土层厚度H、固结系数Cv之间的关系有:

2

t = T H/ Cv

如果是双面排水，H应取土层厚度的一半。固结度相同时，时间因数T也相同。 可见固结时间与试样厚度平方成正比。因此单面排水是双面排水时间的4倍。

78

11．直接剪切试验

了解：土的抗剪强度的含义；试验的排水和加荷条件；试验成果的应用。

土的抗剪强度的含义

土在外力作用下,其一部分对另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。

熟悉:仪器设备；快剪、固结快剪的适用条件。

应变控制直剪仪，环刀、百分表、秒表、天平、烘箱、修土刀、推土器等。 粘质土的抗剪强度试验；慢剪试验－适用于测定渗透系数小于106cm/s的粘质土； 固结快剪试验－适用于系数小于106cm/s的粘质土；快剪试验－适用于渗透直剪试验－适用于砂类土。掌握：直接剪切试验的基本原理、操作方法和数据整理方法。

基本原理：

土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律，近似直线表示： τ＝C+σtgΦ

通过剪切试验可以得到不同法向应力σ下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上，得到直线的截距和倾角就是该土的C和Φ。 操作方法

粘质土的直接剪切试验步骤： 慢剪:

①对准剪切容器上下盒,插入固定销，在下盒内放透水石和滤纸,将带有试样的环刀仞向上，对准剪盒口，在试样上放滤纸盒透水石，将试样小心地推入剪切盒内。

②移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,依次加上传压板、加压框架，安装垂直位移量测装置，测记初始读数。

③根据工程实际及土的软硬程度施加各级垂直压力。然后向盒内注水；当试样为非饱和时，应在加压板周围包以湿棉纱。

④施加垂直压力，每1h测记垂直变形一次.试样固结稳定时的垂直变形值为：粘质土垂直变形每1h不大于0.05mm.

⑤拔去固定销,以小于0。02mm/min的速度进行剪切,并每隔一定时间测记测力计百分表读数,直至剪损。 ⑥当测力计百分表不变或后退时，继续剪切至剪切位移为4mm时停止,记下破坏值。当剪切过程中测力计百分表无峰值时，剪切至剪切位移达6mm时停止。

⑦剪切结束后，吸取盒内水，退掉剪切力和垂直压力，取出试样，测定其含水量。 固结快剪：剪切速度为0.8mm/min，其余步骤同慢剪。

快剪:①②③施加垂直压力,拔去固定销，立即开动秒表,以0。8mm/min剪切速度进行，⑥⑦. 砂类土的直剪试验：

①对准剪切容器上下盒，插入固定销，放入透水石。

②将试样倒入剪切容器内,放上硬木块，用手轻轻敲打，使试样达到预定干密度，取出硬木块，拂平砂面。

③其余同固结快剪。

79

12．无侧限抗压强度试验

了解:无侧限抗压强度定义；试验成果的应用.

主要用于测定饱和软粘土的无侧限抗压强度及灵敏度。

度。灵敏度越大，表示土的结构对灵敏度St是表示土结构对强度影响的指标，S原状土的无侧限抗压强t重塑土的无侧限抗压强度土体强度影响也越大。以灵敏度小于2、2～4、4~8和大于8将粘性土划分为灵敏、中等、灵敏和高灵敏。

注意事项：

（1）在试样两端以及侧面涂凡士林。 （2）试验时如有峰值出现，则剪到3%—5％轴向应变时可停止,如无峰值出现则应剪到25％轴向应变时

停止，取轴向应变15％处的应力作为该试件的无侧限抗压强度。

(3）破坏面是沿最软弱面(但直剪试验不是）.对于脆性土，破坏面与水平面的夹角α＝45＋Φ/2。 （4）如果是饱和软粘土（Φ＝0），则其不排水抗剪强度是无侧限抗压强度的1/2。

熟悉：仪器设备.

应变控制式允许膨胀压缩仪,切土器,重塑筒,天平、秒表等.

掌握：无侧限抗压强度试验的基本原理、操作方法和数据整理方法。

因为只有竖向的压力作用,是三轴试验的特例.也就是说σ3=0,σ1的最大值就是无侧限抗压强度q。

80

13．三轴剪力试验

了解：适用土质条件和土样制备；试验成果的应用。

适用于粘性土和砂性土。 土样制备：

①制备3～4个土样；

②试验尺寸:最小直径35mm，最大101mm,试样高度宜为试样直径的2～2.5倍; ③原状土试样的制备：根据土样的软硬程度,分别用切土盘和切土器切成圆柱形试样，试样两端应平整,

并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动,并取余土测定试样含水量.

④扰动土样的制备：根据预定的干密度和含水量，按扰动土制样规定备样后,在击实器内分层击实，粘

性土分5—8层制样，粉质土分3—5层制样，各层土样数量相等,各层接触面应刨毛。

⑤对于砂类土，应先在压力室底座上依次放上不透水板、橡皮膜和对开圆膜。将砂料填入对开圆膜内，

分三层按预定密度击实.当制备饱和试样时，在对开圆膜内注入纯水至1/3高度。将煮沸的砂料分三层填入，达到预定高度。放上不透水板、试样帽，扎紧橡皮膜。对试样内部施加5kPa负压，使试样能站立，拆除对开膜. ⑥对制备好的试样，量测其高度和直径.试样的平均直径D0D12D2D3

4熟悉：仪器设备；试验方法分类。

仪器：应变控制式三轴压缩仪，附属设备，百分表，天平，橡皮膜等。 根据土样固结排水的不同条件,三轴试验可分为下列三种基本方法: ①不固结不排水剪（UU试验）； ②固结不排水剪(CU试验）; ③固结排水剪（CD试验）

掌握：三轴剪力试验的基本原理和数据整理方法。

（1）不固结不排水试验（UU）

在试验中不允许排水，可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。其强度包线不是直线。 试验时如测力计出现峰值则剪切到5％轴向应变就可停止，如无峰值应剪切到15%—20％的轴向应变。

（2）固结不排水试验(CU）

试样在某一压力下固结，然后在不排水情况下剪切破坏。可得到总的或有效的强度参数和孔隙水

压力。

(3)固结排水试验（CD)

试验中允许排水固结，可得到有效的强度参数。剪切过程中应打开排水阀排水. 注意事项：

1）试样饱和分三种方法：抽气法、水头法、反压力法. 2）粘性土分5—8层制样，粉质土分3—5层制样。 3）剪切速率问题:

UU试验速率对强度影响不大（0.5％—1.0％);CU试验相对要慢,并且粘性土(0。05％—0。1%)要比粉质土 (0。1%—0.5％）慢；CD试验要缓慢的剪切(0。003％—0.012%)。也就是说：UU〉CU>CD。 4)当主应力差无峰值时,采用15％的轴向应变时的应力差值作为破坏值。 5)在CD试验中，孔隙水压力消散95％时算作固结完成。

81

14．土的动力特性试验

了解：动荷载的特点;土的动力特性的试验方法；砂土液化势的评价。

动荷载的特点:

土的动力特性的试验方法：

①室内试验方法：动三轴、单剪，共振柱，振动台或离心模型 ②现场试验：原位波速法，振动模型试验,脉动观测 ③原型观测及实际检测 ④模拟实际现象及问题 砂土液化势的评价:

①孔压等于初始固结压力；

②轴向动应变的全峰值接近甚至超过经验限度（5％）； ③振动循环数值达到预估地震相应的限值。

熟悉：动三轴试验的基本原理；利用动三轴确定动模量和动阻尼。

动三轴试验是圆柱试样在三轴应力下固结(固结一般大于12小时)后在不排水条件下做振动试验。 1、小应力作用

用来确定剪切（动)模量和阻尼比（两者为双曲线关系）。施加逐渐增大（荷载率为1）的各级

荷载，记录每级荷载下应力—应变曲线或滞回圈，每级荷载振动尽可能少，模拟强震时n=10—15,考虑动力机器时n＝50-60当应变波形不对称或孔压较大时停止。 2、大应力作用

用来确定土的动强度和抗液化强度。当应变达到5%或孔压达到侧压时停止。注意施加的荷载

不能太小也不能太大，防止试样不能破坏或破坏太早。

掌握：动三轴试验中动强度的确定。

（1）试样在围压σ3－1下固结，用三个不等的动应力分别得到不同振动周数下的应变值,直到达到应

变破坏(一般为5％），得到曲线.见图1。

（2）在5％破坏应变下得到三组动应力( σd ）与破坏周数（lgn)的关系，大致成直线.同样绘制在围

压σ3－2、围压σ3－3下的直线。见图2。

（3）得到在某一破坏周数下的破坏动应力（即动强度)σd1、 σd2、 σd3。绘制振动应力圆即可得到

动强度指标。见图3。

注意事项：

1）振动试验中荷载是等幅的拉压对称的正弦波，一般为1HZ。

2）测量的孔压对于砂土才有意义，粘性土传递消散慢不能准确反应动孔压变化。 3）液化判定原则(P86）：孔压等于初始固结压力；应变峰值超过5％;破坏时振动次数超过预估

的限值。即应力、应变和孔压判定。

82