项目三普通混凝土试验.docx

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项目三普通混凝土试验

百色职业学院

《建筑材料检测》

校内实训指导书

校内编委：

银金灿李建国蓝太政

企业编委：

韦秀暖黄炳棋

百色职业学院土建教研组

广西大兴建设有限公司2016年联合编制

前　　言

建筑材料实验是重要的实践性教学环节，是建筑材料教学的重要组成部分。

通过实验能够丰富建筑材料的理论知识，加深对材料知识的理解；从而更好地掌握建筑材料知识，为今后从事施工、设计、科学研究打下良好的基础。

本指导书是根据央财支持我院建设特色项目内容编写，结合校企合作、及现有实训室设备专门制定的、符合百色地区、百色职业学院建筑材料检测类的方案，建筑企业工程师指导，以实验目的、实验操作、实验报告为主。

供全校开设建筑材料课的老师、实验室人员及同学使用。

由于本指导书为初次编写，编者水平有限，有不妥之处，敬请批评指正。

学生实验规则

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。

迟到者，不得参加实验。

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指导教师审阅签名。

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。

基础知识

在建筑施工中，要对大量的原材料和半成品进行试验，取得大量数据，对这些数据进行科学的分析，能更好的评价原材料或工程质量，提出改进工程质量，节约原材料的的意见，现简要介绍常用的数理统计方法。

§1平均值

1．算术平均值

这是最常用的一种方法，用来了解一批数据的平均水平，度量这些数据的中间位置。

式中——算术平均值；

Xl，X2，……Xn——各个试验数据值；

∑X——各试验数据的总和；

n——试验数据个数。

2．均方根平均值

均方根平均值对数据大小跳动反映较为灵敏，计算公式如下：

S=

式中S——各试验数据的均方根平均值；

Xl，X2，……Xn——各个试验数据值；

∑X2——各试验数据平方的总和；

n——试验数据个数。

3．加权平均值

加权平均值是各个试验数据和它的对应数的算术平均值。

计算水泥平均标号采用加权平均值。

计算公式如下：

式中X——加权平均值；

Xl，X2，……Xn——各试验数据值；

∑——各试验数据值和它的对应数乘积的总和。

∑g—各对应数的总和。

§2误差计算

1.范围误差

范围误差也叫极差，是试验值中最大值和最小值之差。

例如：

三块砂浆试件抗压强度分别为5.21，5.63，5.72MPa，则这组试件的极差或范围误差为：

5.72-5.21=0.51MPa

2．算术平均误差

算术平均误差的计算公式为：

式中a——算木平均误差；

Xl，X2，……Xn——各试验数据值；

——试验数据值的算术平均值；

n——试验数据个数，

——绝对值。

例：

三块砂浆试块的抗压强度为5.21，5.63，5.72MPa，求算术平均误差。

解：

这组试件的平均抗压强度为5.52MPa，其算术平均误差为：

3．均方根误差（标准离差、均方差）

只知试件的平均水平是不够的，要了解数据的波动情况，及其带来的危险性，标准离差（均方差）是衡量波动性（离散性大小）的指标。

标准离差的计算公式为：

式中S—标准离差（均方差），

Xl，X2，……Xn——各试羞数据值，

——试验数据值的算术平均值；

n——实验数据个数。

例：

某厂某月生产10个编号的325矿渣水泥，28d抗压强度为37.3、35.0、38.4、35.8、36.7、37.4、38.1，37.8，36.2，34.8MPa，求标准离差。

解：

10个编号水泥的算术平均强度

MPa

XlX2X3X4X5X6X7X8X9X10

37.535.038.435.836.737.438.137.836.234.8

0.51.81.6-1.0-0.10.61.31.0-0.6–2.0

0.253.242.561.00.010.361.691.00.364.0

=14.47

标准离差MPa

§3数值修约规则

试验数据和计算结果都有一定的精度要求，对精度范围以外的数字，应按属《数值修约规则》（GB817—87）进行修约．简单概括为：

“四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。

1．在拟舍弃的数字中，保留数后边（右边）第一个数小于5（不包括5）时，则舍去。

保留数的末位数字不变。

例如：

将14.2432修约后为14.2

2．在拟舍弃的数字中保留数后边（右边）第一个数字大子5（不包括5）时，则进一。

保留数的末位数字加一。

例如：

将26.4843修约到保留一位小数。

修约前26.4843修约后26.5

3．在拟舍弃数字中保留数后边（右边）第一个数字等于5，5后边的数字并非全部为零时，则进一。

即保留数末位数字加一。

例如：

将1.0501修约到保留小数一位。

修约前：

1.0501修约后：

1.1

4．在拟舍弃的数字中，保留数后边（右边）第一个数宇等于5，5后边的数字全部为零时，保留数的末位数字为奇数时则进一，若保留数的末位数字为偶数（包括“0”）则不进。

例如：

将下列数字修约到保留—位小数。

修约前0.3500修约后0.4

修约前0.4500修约后0.4

修约前1.0500修约后1.0

5．所拟舍弃的数字，若为两位以上数字，不得连续进行多次（包括二次）修约。

应根据保留数后边（右边）第—个数字的大小，按上述规定—次修约出结果．

例如：

将15.4546修约成整数：

正确的修约是：

修约前15.4546修约后15

不正确的修约是：

修约前一次修约二次修约三次修约四次修约（结果）

15.454615.45515.4615.516

§4可疑数据的取舍

在一组条件完全相同的重复试验中，当发现有某个过大或过小的可疑数据时，按数理统计方法给认鉴别并决定取舍。

最常用的方法是“三倍标准离差法”。

其准则是>3。

另外还有规定>2时则保留，但需存疑，如发现试件制作，养护，试验过程中有可疑的变异时，该试件强度值应予舍弃．

项目一建筑材料力学试验

试验一金属材料拉伸试验

（一）低碳钢与铸铁拉伸试验

[实验目的]

1、测定低碳钢的屈服强度REh、ReL及Re、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。

2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。

3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。

[使用设备]

液压万能试验机、游标卡

[试样]

本试验采用经机加工的直径d=10mm的圆形截面比例试样，其是根据国家试验规范的规定进行加工的。

它有夹持、过渡和平行三部分组成（见图2－1），它的夹持部分稍大，其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构设计，但必须保证轴向的拉伸力。

其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4（试验机配有各种夹头，对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头，夹板表面制成凸纹，以便夹牢试样）。

机加工带头试样的过渡部分是圆角，与平行部分光滑连接，以保证试样破坏时断口在平行部分。

平行部分的长度Lc按现行国家标准中的规定取Lo+d，Lo是试样中部测量变形的长度，称为原始标距。

[实验原理]

按我国目前执行的国家标准GB/T228—2010——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。

将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，实验时，测量软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线（图示）。

应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。

由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

1、低碳钢（典型的塑性材料）

当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲。

保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。

在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。

当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。

低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值FeL作为材料屈服时的力值）。

确定屈服力值时，必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力FeH（上屈服荷载）和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力FeL（下屈服荷载）或首次停止转动指示的恒定力FeL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原始横截面积（S0）便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。

即

ReH=FeH/S0ReL=FeL/S0

屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。

在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力Fm之前，试样标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。

此最大力Fm为材料的抗拉强度力值，由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉强度Rm。

如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图所示。

卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎平行于弹性阶段的直线卸回，这说明卸载前试样中除了有塑性变形外，还有一部分弹性变形；卸载后再继续加载，曲线几乎沿卸载路径变化，然后继续强化变形，就像没有卸载一样，这种现象称为材料的冷作硬化。

显然，冷作硬化提高了材料的比例极限和屈服极限，但材料的塑性却相应降低。

当荷载达到最大力Fm后，示力指针由最大力Fm缓慢回转时，试样上某一部位开始产生局部伸长和颈缩，在颈缩发生部位，横截面面积急剧缩小，继续拉伸所需的力也迅速减小，拉伸曲线开始下降，直至试样断裂。

此时通过测量试样断裂后的标距长度Lu和断口处最小直径du，计算断后最小截面积（Su），由计算公式

、

即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率Z。

2、铸铁（典型的脆性材料）

脆性材料是指断后伸长率A＜5％