专 业
班 级
姓 名
指导教师
河南工程学院土木工程实验中心
前 言
建筑材料试验是建筑材料课程的重要组成部分，它是由感性认识到理性认识的重要过程。通过试验预期达到三个目的：一是熟悉、验证、巩固所学的理论知识；二是了解所使用的仪器设备，掌握所学建筑材料的试验方法；三是可让学生更深刻地掌握各种材料的技术性能，对常用的材料具有独立进行质量检验的能力。
通过建筑材料试验，同学们不仅对主要建筑材料的技术要求，试验基本原理和操作技能有所了解和掌握，同时还可以巩固和丰富理论知识，提高分析和解决问题的能力，培养严肃认真，实事求是的工作作风。
建筑材料试验是一门与生产密切联系的科学技术，作为未来的工程技术人员，必修具备一定的建筑材料试验知识和技能，才能正确评价材料质量，合理而经济地选择和使用材料。
试验前进行预习，明确实验目的，是上好试验课的前提和保证，试验中的记录和数据分析是整个试验过程中的重要一环，必须注意观察出现的各种现象，认真做好记录，以便正确处理试验数据（对平行试验应注意取得一个有意义的平均值）和正确分析试验结果（包括分析试验结果的可靠程度，说明在即定试验方法下，所得成果的适用范围，将试验结果与材料质量标准相比较并作出结论）。
本实验讲义内容包括两部分：第一部分实验须知；第二部分各实验内容。
目 录
第一部分 实验规则……………………………………………3
第二部分 实验指导书及报告…………………………………4
实验一 建筑材料的基本性质实验（体积密度试验）…………4
实验二 水泥标准稠度用水量测定 ……………………………6
实验三 水泥胶砂强度检验方法（成型、抗折、抗压） ……8
实验四 混凝土坍落度测定……………………………………13
实验五 砂的颗粒级配试验……………………………………16
第一部分 实验规则
一、学生实验前，必须按实验指导书的要求做好预习，明确实验目的、方法和步骤，做好准备工作，经教师检查后方可进行实验。
二、学生听从教师指导，严肃认真地进行实验，实事求是地做好实验记录。实验结束时把实验记录交教师审阅签名并交资料室存档。
三、实验时不准动用与实验无关的仪器设备，不得动用他组的仪器、工具、元件与材料。
四、实验时要注意安全，严格遵守操作规程进行实验，遇到事故要立即采取安全措施，并及时向指导教师报告。
五、做完实验必须整理好仪器、设备，清扫实验场所，经教师检查后，方可离开实验室。
六、实验报告必须自己独立完成，不符合要求的实验报告退回重做。
七、因无故旷课、迟到缺做的实验，一律不予补做，成绩为零。
八、实验室内必须保持安静，不准高声喧哗，不准吸烟，不准随地吐痰和乱抛纸屑杂物。
九、爱护仪器、设备和工具。节约水、电和材料。因责任事故损坏仪器、设备和工具者，均应检查其原因，做出书面检查报告，并视具体情节按规定赔偿。
十、凡违反实验室有关规定者，教师将提出批评，必要时令其停做实验。情节严重者，教师要及时向有关领导报告，以便作出处理。
第二部分 实验指导书及报告
实验一 体积密度实验
一.实验目的
了解普通烧结粘土砖在烘干状态下的体积密度（干表现密度），即单位体（包括材料的绝对密实体积与内部封闭孔隙体积）的质量。利用表现密度可以估计材料的强度、吸水性、保温性，亦可用来计算材料体积和结构质量。
二.仪器设备
鼓风干燥箱；台秤（分度值5g）；钢直尺或砖用卡尺（分度值1mm）。
三.试样
按试验GB2542规定，抽取砖样20块；密度测定每次试验为5块，所取试样应外观完整。
四.实验步骤
1. 清理试样表面，并注写编号，然后将试样置于105~110℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，称其质量G。，并检查外观情况，不得有缺棱、掉角等破损。如有破损者，须重新换取备用试样。
2. 将干燥后的试样按国家标准GB/T2542—92的规定，测量其长、宽、高尺寸各两个，分别取其平均值。长度应在砖的两个大面的中间处分别测量两个尺寸；宽度应在砖的两个大面的中间处分别测量两个尺寸；高度应在两个条面的中间处分别测量两个尺寸。
五.结果计算与评定
1.体积密度ρ按下式计算，精确至0.1㎏/㎡
ρ=G./(L×B×H) × 109
式中： ρ---体积密度（Kg/M³）;
G．-----试样干质量（㎏）
L -----试样长度（㎜）
B -----试样宽度（㎜）
H -----试样高度（㎜）
2.实验结果以试样密度的算术平均值表示，精确至1（㎏/㎡）；
实 验 报 告
实验项目： 实验时间：
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实验砖 |
长（mm） |
宽（㎜） |
高（㎜） |
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试验砖编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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测序 |
（1） |
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（2） |
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实验砖平均值 |
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实验砖
质量G0
（㎏） |
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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实验砖
体积密度
（㎏/立方米） |
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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实验结果
（㎏/立方米）
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班级： 姓名： 成绩： 指导教师：
实验二 水泥标准稠度用水量测定
一.实验目的
水泥的凝结时间和安定性与用水量有关，水泥净浆标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需的加水量，以水与水泥质量之比的百分数表示。
二.仪器设备
稠度测定仪、水泥净浆搅拌机、天平（称量1000g，精度0.1g）
1、实验前必须作到
（1） 测定仪的金属棒能自动滑动：
（2） 调整至试杆接触玻璃板时指针对标尺起点位；
（3） 搅拌机运行正常；
（4） 水泥净浆搅拌机的筒壁几及叶片用湿部擦抹。
2.实验方法及步骤
（1）将称好的500g水泥试样，倒入平底搅拌锅内。
（2）拌和用水量采用调整水量方法。
（3）将装有试样的锅放在搅拌机锅座上，升至搅拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和水，慢速搅拌120s，停拌15s，接着快速搅拌120s后停机。
（4）拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆，抹平后迅速将试模和底板移到测定仪上，并且中心定在试杆下。
（5）将试杆降至净浆表面,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，在试杆停止沉入或释放试杆30S时，记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净，整个操作应在搅拌后1.5min内完成。
三、结果计算与确定
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，其拌和用水量即为该水泥的标准稠度用水量（P）（按水泥质量的百分比计）。如超出范围，须另称试样，调整水量，重新试验，直至达到6mm±1mm时为止。
水泥实验原始记录（实验报告）
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试样编号： 水泥品种： |
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水泥标准稠度用水量、凝结时间、安全性 |
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试验日期 年 月 日 |
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标准
稠度
用水
量（％）
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注入
时分 |
试验
加水量
（ml） |
下沉刻度（nm） |
标准稠度用水量（％） |
实验室 |
所 用
试 验
设 备
及状况 |
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温度
(℃)
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湿度
(％) |
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凝结
时间 |
初凝
时分 |
终凝
时分 |
初凝
时间 |
终凝
时间 |
养护箱 |
所用试验
设备
及状况 |
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温度
(℃) |
湿度
(％) |
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安
定
性 |
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班级： 姓名： 成绩： 指导教师：
实验三 水泥胶砂强度检验方法
本方法适用于硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，砂渣水泥，火山灰水泥以及粉煤灰水泥的抗折与抗压强度检验。
一、 检验目的
检验水泥各龄期强度以确定标号；或已知标号，检验强度是否满足标准GB175—92中规定的各龄期强度数值。
二、 仪器设备
1、 胶砂搅拌机
2、 胶砂振动台
3、 试模及下料漏斗
4、 抗折实验机
5、 抗压实验机及抗压夹具
6、 刮平刀
三、 材料及实验条件
1、水泥试样应充分搅匀，当取水泥式样至试验要保持24h以上时，应把它储存在基本装满和气密的容器里边，这个容器应不与水泥起反应。
2、标准砂应符合《水泥强度实验用标准砂》（GB178—77）质量要求。
3、实验用水必须是清洁的淡水
4、实验室温度17˚C--25℃（包括强度实验室）相对湿度大于50℅。水泥试样标准砂，拌和水及试模等的温度与室温相同。
5、养护箱温度20±3℃，相对湿度大于90℅。养护水的温度20±2℃。
四、 试件成型
1、试件成型实验步骤
（1）将试模擦干净，四周模板与底板接触面上应涂黄油，紧密装配，防止漏浆。内壁均涂刷一层机油。
（2）水泥与标准砂的质量比1：3。水灰比按水泥品种确定，硅酸盐水泥、普通水泥、砂渣水泥、复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥为1.5。
（3）每成型3条试件需称量的材料及用量见下表
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试件材料用表 |
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材 料 |
用 量（g） |
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水泥 |
450g |
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标准砂 |
1350±5g |
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拌和水：
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
砂渣硅酸盐水泥
复合硅酸盐水泥
粉煤灰硅酸盐水泥 |
225±1ml |
（4）胶砂搅拌时，先把水加入锅里，再加称好的水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30s后在第二个30s开始的同时，均匀地将沙子加入。把机器转至高速再拌30s。停止90s，在第一个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s停机后，切断电源，取下搅拌锅。
（5）胶砂制备后立即进行城乡。将空试模和模套固定在振动台上，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，每个曹里约放300g胶砂，用大播料器来回将料层播平，再振实60次。
（6）振动完毕，取下试模，用刮平刀轻轻刮去高出试模的胶砂并刮平，接着在试件上编号，编号时应将试模中的三条试件分在两个以上的龄期内。
（7）试件尺寸应是40mm×40×mm×160mm的棱柱体。
（8）实验前或更换水泥品种时，应将搅拌锅，叶片和下料漏斗等用湿布抹干净。
2、养护
（1）脱膜前的处理和养护
试模标记后，将试模放入养护箱的水平架上养护，湿空气能与试模各边接触。一直养护到规定的脱膜时间时取出脱膜，脱膜前用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号。二个龄期以上的试体在编号时应将同一试模中的三条试体在二个以上龄期内。
（2）脱膜
脱膜时应小心地用塑料锤或橡皮榔头使试体脱离模具，以免试体损伤。
如经24h养护，会因为脱膜对强度造成损害时，可以延迟至2 h以后脱膜，但在实验报告中应与说明。已确定作为24 h龄期实验或其他不下水直接作实验的已脱膜试体，应用湿布覆盖至作实验时为止。
（3）水中养护。
试体脱膜后，立即放入水槽中养护，养护水温应为20±2℃。试体之间应留有间隙。试体水平放置时应刮平面朝上，水面至少高出试件5 mm，养护水每两周换一次。
五、 强度实验
1、一般规定
各试体龄期的试件必须在下表规定的时间内进行强度实验。（试体龄期是从水泥加水搅拌开始实验时算起）。
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各龄期强度测定时间规定 |
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龄期（d） |
时间（h） |
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1d |
24±15min |
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2d |
48±30min |
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3d |
3d±45min |
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7d |
7d±2h |
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28d |
28±8h |
2、抗折强度测定
（1）实验步骤：
a、各龄期取出三条试件先做抗折强度测定。测定前须擦去试件表面的水分和砂硕，请除夹具上圆柱表面粘着的杂物，试件放入抗折夹具内，应使试件侧面与圆柱接触。
b、采用杠杆式抗折实验机时，在试件放入之前，应使杠杆成平衡状态。试件放入后，调整夹具，使杠杆在试件折断时尽可能地接近平衡位置。
c、抗折强度测定时的加荷速度为50±10N/S
（2）、实验结果
a、抗折强度按下式计算，精确到0.1Mpa
Rƒ = 1.5Fƒ L/ b³
式中：Rƒ ----抗折强度（Mpa）
Fƒ ----破坏荷载（N）
L -----支撑圆柱中心距，100mm
b ----试件面的宽与高，均为40mm
b、抗折强度测定结果取三块试件平均值作为试验结果。当三个强度值中有超过平均值的±10％时，应予剔除，以其余两个数值平均作为抗折强度实验结果。
3、抗压强度测定
（1）实验步骤：
a、抗折实验后的两个断块应立即进行抗压实验。抗压实验须用抗压夹具进行，试件受压面为40 mm×40 mm。实验前后应清除试件受压面与压板间的砂硕或杂物。实验时以试件的侧面作为受压面，试件的低底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。
b、压力机加荷整个过程中以2400N/S±200N/S的速率均匀地加荷至破坏。
（2）实验结果
a、抗压强度按下式计算，精确到0.1MP a
Rc=Fc /A
式中：Rc -----抗压强度（MP a）
Fc ----破坏荷载（N）
A------受压面积40×40（mm2）
b.以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为实验结果。如果六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应中再有超出它们平均值±10%的，则此组结果作废。
水 泥 强 度 实 验 报 告
一、抗折强度测试数据及计算结果：
1、 Rƒ1= 1.5Fƒ1L/b³=0.00234 Fƒ1
2、Rƒ2= 1.5Fƒ2L/b³=0.00234 Fƒ2
3、Rƒ3= 1.5Fƒ3L/b³=0.00234 Fƒ3
4、
二、抗压强度测试数据及计算结果：
1、RC1= FC1/A= FC1/(40·40)
2、RC2= FC2/A= FC2/(40·40)
3、RC3= FC3/A= FC3/(40·40)
4、
班级： 姓名： 成绩： 指导教师：
实验四 普通混凝土坍落度试验
一、实验目的
通过测定骨料最大粒径不大于37.5mm、坍落度值不小于10mm的塑性混凝土拌合物坍落度，同时评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，为混凝土配合比设计、混凝土拌合物质量评定提供依据；掌握GB/T50080—2002《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。
二、主要仪器设备
1.混凝土搅拌机 2.磅秤 3.天平 4.拌和钢板等
5.坍落度筒 6.捣棒 7.直尺、小铲、漏斗等。
三、混凝土拌和方法
按所选混凝土配合比备料。拌和间温度为（20±5）℃。
1.人工拌和法
（1）干拌 将拌和钢板与拌铲用湿布润湿后，将砂平摊在拌和板上，再倒入水泥，用拌铲自拌和板一端翻拌至另一端，如此反复，直至拌匀；加入石子，继续翻拌至均匀为止。
（2）湿拌 在混合均匀的干拌和物中间作一凹槽，倒入已称量好的水（约一半），翻拌数次，并徐徐加入剩下的水，继续翻拌，直至均匀。
（3）拌和时间控制 拌和从加水时算起，应在10min内完成。
2.机械拌和法
（1）预拌 拌前先对混凝土搅拌机挂浆，即用按配合比要求的水泥、砂、水及少量石子，在搅拌机中搅拌（涮膛），然后倒出多余砂浆。其目的是防止正式拌和时水泥浆挂失影响到混凝土的配合比。
（2）拌和 向搅拌机内依次加入石子、水泥、砂子，开动搅拌机搅动2～3min。
（3）将拌和物从搅拌机中卸出，倒在拌和钢板上，人工拌和1～2min。
四、试验步骤
1.每次测定前，用湿布湿润坍落度筒、拌和钢板及其他用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩住2个脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。
2.取拌好的混凝土拌和物15L，用小铲分3层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒沿螺旋方向在截面上由外向中心均匀插捣25次。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口，插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时加料，顶层插捣完毕后，刮去多余混凝土，并用镘刀抹平。
3.清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在5～10s内完成。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应150s内完成。
五、试验结果确定与处理
1.提起坍落度筒后，立即量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌和物的坍落度值。混凝土拌和物坍落度以mm为单位，结果精确至1mm。
2.坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样再测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌和物和易性不好，应予记录备查。
3.观察坍落后的混凝土试体的粘聚性和保水性。粘聚性的检查方法是用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌和物中稀浆析出的程度来评定。如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌和物保水性良好；坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出且锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌和物的保水性能不好。
4.和易性的调整
1）当坍落度低于设计要求时，可在保持水灰比不变的前提下，适当增加水泥浆量。
2）当坍落度高于设计要求时，可在保持砂率不变的条件下，增加集料的用量。
3）当出现含砂量不足，粘聚性、保水性不良时，可适当增加砂率，反之减小砂率。
试验记录与报告
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序号 |
坍落度（mm） |
粘聚性 |
保水性 |
和易性综合评价 |
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班级： 姓名： 成绩： 指导教师：
实验五 砂的颗粒级配实验
一、试验结果确定与处理
测定实验用砂的颗粒级配，计算细度模数，评定砂的粗细程度
二、仪器设备
1.套筛：9.5㎜ 4.75㎜ 2.36㎜ 1.18 ㎜ 0.6 ㎜
2.天平：称量1000g 感量1g
3.烘箱：温度控制在105℃±5℃
4.摇筛机：筛摇动次数221次/分，震动次数147次/分
5搪瓷盆、毛刷等
三、试样制备
将四分法缩取5㎏砂样，先筛除大于9.5㎜的颗粒，并在105℃±5℃的温度下烘干至恒重,冷却至室温后使用，如砂样含泥量超过5%，则应先用水洗后，拌匀，分份，烘干和恒重、冷却至室温待用。
四、试验步骤
1、准确称取试样500 g
2、将标准筛按孔径大小顺序排列套筛，加底盘后，将试样倒入最上层4.75mm筛内，加盖后，置于摇筛机上，摇筛10min
3、然后，将整套筛自摇筛机上取下，按筛孔大小顺序，逐个用手在洁净的搪瓷盘上进行筛分，直至每分钟的筛出灵不超过试样总量的0.1%为止。通过颗粒并入下一号筛，顺序过筛，直至筛完0.15mm筛为止。
4、试样在各号筛上的筛余量均不得超过按下式计算的量：
质量仲裁 G=A
生产控制检验市时G=A
式中G——对应每一个筛上的筛余量（g）
d——筛孔尺寸（mm2）
A——筛的面积（mm2）
否则应将该筛余试样用四分法缩分为两份，再次进行筛分，并以两份筛余量之和作为该号筛的筛余量。
5、分别称量各筛余量（精确到1 g），所有各筛的分计筛余量和最后一个筛的通过量的总和与筛分前试样总量相比，共差制值不得超过1%。
五、试验结果鉴定
1、分计筛余百分率：各号筛上的筛余量与试样总量之比，精确到0.1%。
2、累计筛余百分率：该号筛上的分计筛余百分率与大于该号的各筛分百分率之和，精确至0.1%。
3、计算细度模数，精确至0.1
式中 Mx—细度模数
A1、A2…A6—分别为4.75mm、2.36mm、0.15mm孔筛上的累计筛余百分率
4、取两次试验测定值的算术平方值作为测定结果。两次所得细度模数之差大于0.2，应重新进行试验。
砂的颗粒级配试验报告
试验日期 年 月 日
一、砂的筛分析原始记录
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筛孔尺寸
（㎜） |
分计筛余 |
累计筛余 |
|
（g） |
A（%） |
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4.75 |
|
|
|
|
2.36 |
|
|
|
|
2.18 |
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
0.15 |
|
|
|
|
く0.15 |
|
|
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二、细度模数
三、按Mx属于 砂
四、级配属于 区
五、级配情况
班级： 姓名： 成绩： 指导教师：