“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

河 南 省 “十 四 五 ”普 通 高 等 教 育 規(guī) 劃 教 材

高 等 學(xué) 校 土 木 工 程 專 業(yè) “十 四 五 ”系 列 教 材

土木工程材料實(shí)驗(yàn)

(第三版)

白憲臣 主編

“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

河 南 省 “十 四 五 ”普 通 高 等 教 育 規(guī) 劃 教 材

高等學(xué)校土木工程專業(yè)“十四五”系列教材

土木工程材料實(shí)驗(yàn)

(第三版)

白憲臣 主編

*

中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版、發(fā)行 (北京海淀三里河路9號(hào))

各地新華書(shū)店、建筑書(shū)店經(jīng)銷

北京紅光制版公司制版

印刷廠印刷

*

開(kāi)本:787毫米×1092毫米 1/16 印張:15 字?jǐn)?shù):365千字

2022年5月第三版 2022年5月第一次印刷

定價(jià):48.00元 (贈(zèng)教師課件)

ISBN978-7-112-27222-8

(39011)

版權(quán)所有 翻印必究

如有印裝質(zhì)量問(wèn)題,可寄本社圖書(shū)出版中心退換

(郵政編碼100037)

圖書(shū)在版編目 (CIP)數(shù)據(jù)

土木工程材料實(shí)驗(yàn)/白憲臣主編.—3版.— 北京:

中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2022.4

“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 河南

省 “十四五”普通高等教育規(guī)劃教材.高等學(xué)校土木工程

專業(yè) “十四五”系列教材

ISBN978-7-112-27222-8

Ⅰ.①土… Ⅱ.①白… Ⅲ.①土木工程-建筑材料實(shí)驗(yàn)-高等學(xué)校-教材 Ⅳ.①TU502-33

中國(guó)版本圖書(shū)館CIP數(shù)據(jù)核字 (2022)第041999號(hào)

本書(shū)為 “十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,河南省 “十四

五”普通高等教育規(guī)劃教材。全書(shū)共12章,內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、

鋼筋實(shí)驗(yàn)、水泥實(shí)驗(yàn)、骨料實(shí)驗(yàn)、混凝土拌合物實(shí)驗(yàn)、混凝土力學(xué)性能實(shí)

驗(yàn)、混凝土耐久性能實(shí)驗(yàn)、砂漿實(shí)驗(yàn)、瀝青實(shí)驗(yàn)、磚實(shí)驗(yàn)、土的基本物理

性能實(shí)驗(yàn)和基于Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,每章都附有復(fù)習(xí)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)

告樣表。

本書(shū)適用于高等學(xué)校土木工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、城市地下

空間工程、道路橋梁與渡河工程等土建類本科專業(yè)教學(xué)用書(shū),也可供從事

土木工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、科研等相關(guān)人員學(xué)習(xí)參考。

為了更好地支持教學(xué),我社向采用本書(shū)作為教材的教師提供課件,有需

要者可與出版社聯(lián)系,索取方式如下:建工書(shū)院http://edu.cabplink.com,

郵箱jckj@cabp.com.cn,電話 (010)58337285。

* * *

責(zé)任編輯:仕 帥 吉萬(wàn)旺 王 躍

責(zé)任校對(duì):姜小蓮

第 三 版 前 言

土木工程材料實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校土建類專業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),同時(shí)材料實(shí)驗(yàn)也是分

析研究土木工程材料的基本方法。教材編寫組依據(jù)高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)

制定的 《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》,按照大土木學(xué)科背景和應(yīng)用型人才培

養(yǎng)目標(biāo),圍繞專業(yè)規(guī)范要求的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域中知識(shí)單元和核心知識(shí)點(diǎn),結(jié)合多年

的教學(xué)實(shí)踐,于2009年3月,在國(guó)內(nèi)率先編寫出版了 《土木工程材料實(shí)驗(yàn)》教材單行本,

填補(bǔ)了同類教材空白,該教材2012年被教育部評(píng)為 “十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)

規(guī)劃教材。

2016年2月,《土木工程材料實(shí)驗(yàn) (第二版)》出版以來(lái),國(guó)家及土建行業(yè)相繼修訂

或制定了部分土木工程材料及實(shí)驗(yàn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),如鋼材料、混凝土材料、磚材料、建筑石灰

等,因此,教材編寫組按照最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程,對(duì)教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了

適時(shí)修訂和補(bǔ)充,編寫出版教材 《土木工程材料實(shí)驗(yàn) (第三版)》。

教材第三版仍按照土木工程材料種類編寫章節(jié),包括實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、鋼筋實(shí)驗(yàn)、水泥

實(shí)驗(yàn)、骨料實(shí)驗(yàn)、混凝土拌合物實(shí)驗(yàn)、混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)、混凝土耐久性能實(shí)驗(yàn)、砂漿

實(shí)驗(yàn)、瀝青實(shí)驗(yàn)、磚實(shí)驗(yàn)、土的基本物理性能實(shí)驗(yàn)和基于Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,每章都

附有復(fù)習(xí)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣表。教材內(nèi)容全面、體系完整,語(yǔ)言簡(jiǎn)練、文圖并茂。

土木工程材料的種類和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程也經(jīng)常在變化之中,

作為高校教材,其內(nèi)容不包括土木工程材料實(shí)驗(yàn)的全部。不同專業(yè)可根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn)和培

養(yǎng)目標(biāo)要求適當(dāng)取舍實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但重點(diǎn)都應(yīng)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的強(qiáng)化和實(shí)驗(yàn)方法的掌握。通過(guò)實(shí)

驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練,能夠使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理融會(huì)貫通,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知其所以然,并能夠舉一反

三,以著實(shí)提高學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力。本書(shū)作為實(shí)驗(yàn)課教材可單獨(dú)使用,也可

與 《土木工程材料》教材配套使用。

本書(shū)由白憲臣主編,劉鳳利、范孟華任副主編,參加編寫的還有岳建偉、王永鋒、楊

衛(wèi)紅等課程組成員。在編寫過(guò)程中,參考了嘉興市春秋建設(shè)工程檢測(cè)中心有限責(zé)任公司的

相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo)書(shū)以及參考文獻(xiàn)所列資料,在此表示衷心感謝。書(shū)中疏漏與不妥之處在

所難免,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編 者

2022年1月

3

第 二 版 前 言

土木工程材料實(shí)驗(yàn)是高校土建類專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)材料實(shí)驗(yàn)也是分析

研究土木工程材料學(xué)的基本方法,為了進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),逐步實(shí)施實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)設(shè)

置學(xué)分的教學(xué)體系改革以及拓寬專業(yè)口徑的教學(xué)要求,課程組依據(jù)高等學(xué)校土木工程學(xué)科

專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)制定的指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范,在多年土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究工作積累的

基礎(chǔ)上編寫而成。本書(shū)在內(nèi)容安排上力求語(yǔ)言簡(jiǎn)練、內(nèi)容全面、重點(diǎn)突出、自成體系。本

書(shū)作為實(shí)驗(yàn)課教材可單獨(dú)使用,也可與 《土木工程材料》教材配套使用。

全書(shū)共12章,按照土木工程材料的種類編排章節(jié),由于土木工程材料實(shí)驗(yàn)是土建類

專業(yè)較早開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,因此,第1章首先對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)、測(cè)量與誤差、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

分析方法等實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)作了必要介紹。第2~11章,分別就鋼筋、水泥、骨料、混凝土

拌合物、混凝土力學(xué)性能、混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能、砂漿、瀝青、磚和土工材料等,

主要從材料的性能指標(biāo)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備及技術(shù)指標(biāo)要求、試件制備、實(shí)

驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算與分析等方面的內(nèi)容進(jìn)行介紹。第12章,利用計(jì)算機(jī)技術(shù),介紹基于

Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序。為使參加實(shí)驗(yàn)的每個(gè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)

題能夠深入思考,指導(dǎo)教師能夠客觀、全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī),每章都附有復(fù)習(xí)思考

題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣表。

土木工程材料的種類和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程也經(jīng)常在變化之中,

作為高校教材,本書(shū)盡可能遵照最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程,其內(nèi)容不包括土木工程材

料實(shí)驗(yàn)的全部,不同專業(yè)可根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)要求適當(dāng)取舍實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但重點(diǎn)都

應(yīng)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的強(qiáng)化和實(shí)驗(yàn)方法的掌握。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練,能夠使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理融會(huì)

貫通,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知其所以然,并能舉一反三,著實(shí)提高學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能

力,是編寫組始終追求的目標(biāo)。

本書(shū)由白憲臣教授主編,范孟華、劉鳳利任副主編,參加編寫的還有岳建偉、蔡基偉

等課程組成員。在編寫過(guò)程中,參考了嘉興市春秋建設(shè)工程檢測(cè)中心有限責(zé)任公司的相關(guān)

實(shí)驗(yàn)方法以及作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和書(shū)末參考文獻(xiàn)中所列的資料,在此表示衷心感謝。限于水平,

書(shū)中疏漏和不妥之處一定難免,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編 者

2015年7月

4

第 一 版 前 言

土木工程材料實(shí)驗(yàn)是高校土建類專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)材料實(shí)驗(yàn)也是分析

研究土木工程材料學(xué)的基本方法。為了進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),滿足實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)設(shè)置學(xué)

分的教學(xué)體系改革和拓寬專業(yè)口徑的教學(xué)要求,課程組依據(jù)全國(guó)土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)

制定的專業(yè)教學(xué)大綱,在多年土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究工作積累的基礎(chǔ)上編寫本書(shū),

在體系和內(nèi)容安排上力求語(yǔ)言簡(jiǎn)練、重點(diǎn)突出、內(nèi)容全面、自成體系。本書(shū)作為實(shí)驗(yàn)課教

材可單獨(dú)使用,也可與 《土木工程材料》理論教材配套使用。

全書(shū)共11章,按照土木工程材料的種類編排章節(jié),由于土木工程材料實(shí)驗(yàn)是土建類

專業(yè)較早開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,因此,第1章首先對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)、測(cè)量與誤差、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

分析方法等實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)作了必要介紹。第2~10章,分別就鋼筋、水泥、骨料、混凝土

拌合物、混凝土力學(xué)性能、砂漿、瀝青、磚和土工材料等,主要從材料的性能指標(biāo)、技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備及技術(shù)指標(biāo)要求、試件制備、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算與分析等方

面的內(nèi)容進(jìn)行介紹。第11章,利用計(jì)算機(jī)技術(shù),介紹基于 Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序。

為使參加實(shí)驗(yàn)的每個(gè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題能夠深入思考,指導(dǎo)教師能

夠客觀、全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī),每章都附有復(fù)習(xí)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣表。

土木工程材料的種類和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程也經(jīng)常在變化之中,

作為高校教材,本書(shū)盡可能遵照最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程,其內(nèi)容不包括土木工程材

料實(shí)驗(yàn)的全部。不同專業(yè)可根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)要求適當(dāng)取舍實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,但重點(diǎn)都

應(yīng)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的強(qiáng)化和實(shí)驗(yàn)方法的掌握。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練,能夠使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理融會(huì)

貫通,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知其所以然,并能舉一反三,著實(shí)提高學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能

力,是編寫組始終追求的目標(biāo)。

本書(shū)由河南大學(xué)白憲臣主編,范孟華、鮑鵬任副主編,參加編寫的還有岳建偉、楊國(guó)

忠、孔德志等課程組成員。在編寫過(guò)程中,得到了河南省教育廳、河南大學(xué)等單位的大力

支持,參考了書(shū)末所列文獻(xiàn)和嘉興市春秋建設(shè)工程檢測(cè)中心的實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo),在此表示衷

心感謝。限于水平,書(shū)中疏漏與不妥之處在所難免,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編 者

2009年1月

5

目 錄

第1章 實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)………………………………………………………………………… 1

1.1 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ……………………………………………………………… 1

1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法 …………………………………………………………… 2

復(fù)習(xí)思考題 ……………………………………………………………………………… 12

第2章 鋼筋實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………………… 13

2.1 概述………………………………………………………………………………… 13

2.2 鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 17

2.3 鋼筋冷彎實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 20

2.4 鋼筋沖擊韌性實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 23

2.5 鋼筋焊接接頭實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 25

復(fù)習(xí)思考題 ……………………………………………………………………………… 27

鋼筋實(shí)驗(yàn)報(bào)告 …………………………………………………………………………… 28

第3章 水泥實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………………… 29

3.1 概述………………………………………………………………………………… 29

3.2 水泥密度實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 31

3.3 水泥細(xì)度檢驗(yàn)……………………………………………………………………… 32

3.4 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時(shí)間實(shí)驗(yàn)…………………………………………… 36

3.5 水泥安定性檢驗(yàn)…………………………………………………………………… 40

3.6 水泥膠砂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 42

3.7 水泥膠砂流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 46

復(fù)習(xí)思考題 ……………………………………………………………………………… 47

水泥實(shí)驗(yàn)報(bào)告 …………………………………………………………………………… 48

第4章 骨料實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………………… 50

4.1 概述………………………………………………………………………………… 50

4.2 骨料篩分析實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 56

4.3 骨料含泥量實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 59

4.4 骨料中泥塊含量實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 61

4.5 骨料堅(jiān)固性實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 62

4.6 骨料表觀密度實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 67

4.7 骨料堆積密度與空隙率實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 69

4.8 粗骨料中針、片狀顆?？偤繉?shí)驗(yàn)……………………………………………… 71

4.9 粗骨料含水率實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 72

6

復(fù)習(xí)思考題 ……………………………………………………………………………… 73

骨料實(shí)驗(yàn)報(bào)告 …………………………………………………………………………… 74

第5章 混凝土拌合物實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………………… 76

5.1 概述………………………………………………………………………………… 76

5.2 混凝土拌合物稠度實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 77

5.3 混凝土拌合物表觀密度實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 81

5.4 混凝土拌合物凝結(jié)時(shí)間實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 82

5.5 混凝土拌合物泌水實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 83

5.6 混凝土拌合物含氣量實(shí)驗(yàn)………………………………………………………… 86

5.7 混凝土拌合物配合比分析實(shí)驗(yàn)…………………………………………………… 88

復(fù)習(xí)思考題 ……………………………………………………………………………… 91

混凝土拌合物實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………………………………………………………………… 92

第6章 混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn) ……………………………………………………………… 94

6.1 概述………………………………………………………………………………… 94

6.2 混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 97

6.3 混凝土靜力受壓彈性模量實(shí)驗(yàn) ………………………………………………… 101

6.4 混凝土抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………… 104

6.5 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) ……………………………………………………… 105

6.6 回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度簡(jiǎn)介 …………………………………………………… 108

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 114

附錄A 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表…………………………………………………………… 115

附錄B 測(cè)區(qū)泵送混凝土強(qiáng)度換算表……………………………………………………… 121

附錄C 非水平方向檢測(cè)時(shí)的回彈值修正值……………………………………………… 126

附錄D 不同澆筑面的回彈值修正值……………………………………………………… 127

混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告……………………………………………………………… 128

第7章 混凝土耐久性能實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 130

7.1 概述 ……………………………………………………………………………… 130

7.2 混凝土抗?jié)B性能實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………… 130

7.3 混凝土動(dòng)彈性模量實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 133

7.4 混凝土抗凍性能實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………… 135

7.5 混凝土碳化實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………………… 137

7.6 混凝土抗硫酸鹽侵蝕實(shí)驗(yàn) ……………………………………………………… 139

7.7 混凝土堿骨料反應(yīng)實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 141

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 143

混凝土堿骨料反應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告…………………………………………………………… 144

第8章 砂漿實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………………… 145

8.1 概述 ……………………………………………………………………………… 145

8.2 砂漿稠度實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………… 146

8.3 砂漿的分層度和表觀密度實(shí)驗(yàn) ………………………………………………… 147

7

8.4 砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 150

8.5 貫入法檢測(cè)砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度 ………………………………………………… 152

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 153

砂漿實(shí)驗(yàn)報(bào)告…………………………………………………………………………… 154

第9章 瀝青實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………………… 155

9.1 概述 ……………………………………………………………………………… 155

9.2 瀝青針入度實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………………… 157

9.3 瀝青延度實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………… 161

9.4 瀝青軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………………… 163

9.5 瀝青密度實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………… 165

9.6 石油瀝青閃點(diǎn)及燃點(diǎn)測(cè)定 ……………………………………………………… 168

9.7 石油瀝青蠟含量測(cè)定法 ………………………………………………………… 171

9.8 瀝青防水嵌縫密封材料實(shí)驗(yàn) …………………………………………………… 173

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 180

瀝青實(shí)驗(yàn)報(bào)告…………………………………………………………………………… 181

第10章 磚實(shí)驗(yàn) …………………………………………………………………………… 182

10.1 概述……………………………………………………………………………… 182

10.2 尺寸偏差測(cè)量與外觀質(zhì)量檢查………………………………………………… 188

10.3 磚體積密度和孔洞率實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 191

10.4 磚抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 192

10.5 磚抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 196

10.6 磚的凍融實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 197

10.7 磚的泛霜實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 198

10.8 磚的石灰爆裂實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 199

10.9 磚吸水率與飽和系數(shù)實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 200

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 201

磚實(shí)驗(yàn)報(bào)告……………………………………………………………………………… 202

第11章 土的基本物理性能實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………… 204

11.1 土的含水率實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 204

11.2 土的密度實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 206

11.3 土粒相對(duì)密度實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 212

11.4 土顆粒分析實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 214

11.5 土的最優(yōu)含水率實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 216

復(fù)習(xí)思考題……………………………………………………………………………… 219

土的基本物理性能實(shí)驗(yàn)報(bào)告…………………………………………………………… 220

第12章 基于Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 …………………………………………………… 222

12.1 回歸分析………………………………………………………………………… 222

12.2 基于Excel的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序……………………………………………… 224

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… 230

8

第1章 實(shí) 驗(yàn) 基 本 知 識(shí)

1.1 實(shí)驗(yàn)任務(wù)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程

材料是土木建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ),并在一定程度上決定著建筑與結(jié)構(gòu)的形式以及工程

施工方法。新型土木工程材料的研發(fā)與應(yīng)用,將促使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和施工技術(shù)不斷變

化與革新,同時(shí)新穎的建筑與結(jié)構(gòu)形式又不斷向工程材料提出更高的性能要求。建筑師總

是把精美的建筑藝術(shù)與科學(xué)合理地選用工程材料融合在一起;結(jié)構(gòu)工程師也只有在很好地

了解工程材料技術(shù)性能的基礎(chǔ)上,才能根據(jù)工程力學(xué)原理準(zhǔn)確計(jì)算并確定建筑構(gòu)件的尺

寸,從而創(chuàng)造先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式。

土木工程材料實(shí)驗(yàn)是土木工程材料學(xué)的重要組成部分,同時(shí)也是學(xué)習(xí)和研究土木工程

材料的重要方法。土木工程材料基本理論的建立及其技術(shù)性能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,都是在科學(xué)

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展和完善起來(lái)的,同時(shí)我們也將看到,土木工程材料的科學(xué)實(shí)驗(yàn)將進(jìn)一

步推動(dòng)土木工程學(xué)科的發(fā)展。

1.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1. 鞏固、拓展專業(yè)理論知識(shí),豐富、提高專業(yè)素質(zhì)。

2.掌握常用儀器設(shè)備的工作原理和操作技能,培養(yǎng)掌握工程技術(shù)和科學(xué)研究的基本能力。

3.了解土木工程材料及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)范,掌握常用土木工程材料的實(shí)驗(yàn)方法。

4.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

1.分析、鑒定土木工程原材料的質(zhì)量。

2.檢驗(yàn)、檢查材料成品及半成品的質(zhì)量。

3.驗(yàn)證、探究土木工程材料的技術(shù)性質(zhì)。

4. 統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)資料,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)過(guò)程是實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的工作程序,土木工程材料的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)包括以下

過(guò)程。

1. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

認(rèn)真、充分的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作是保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行并取得滿意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提和條件,

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:

1)理論知識(shí)的準(zhǔn)備。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在相關(guān)理論知識(shí)指導(dǎo)下進(jìn)行的,實(shí)驗(yàn)前,只有充

分了解本實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)條件,才能有目的、有步驟地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),否則,將會(huì)陷入

盲目。

2)儀器設(shè)備的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)了解所用儀器設(shè)備的工作原理、工作條件和操作規(guī)程

等內(nèi)容,以便使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程能夠按照預(yù)先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案順利、快捷、安全地進(jìn)行。

1

2. 取樣與試件制備

實(shí)驗(yàn)要有實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選取稱為取樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)不可能把全部材料都拿來(lái)進(jìn)

行測(cè)試,實(shí)際上也沒(méi)有必要,往往是選取其中的一部分。因此,取樣要有代表性,使其能

夠反映整批材料的質(zhì)量性能,起到 “以點(diǎn)代面”的作用。實(shí)驗(yàn)取樣完成后,對(duì)有些實(shí)驗(yàn)對(duì)

象的測(cè)試項(xiàng)目可以直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,并進(jìn)行結(jié)果評(píng)定。在大多數(shù)情況下,還必須對(duì)實(shí)驗(yàn)

對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前處理,制作成符合一定標(biāo)準(zhǔn)的試件,以獲得具有可比性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3. 實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作必須在充分做好準(zhǔn)備工作以后才能進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)過(guò)程的每一步操作都應(yīng)采用標(biāo)

準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方法,以使測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有可比性,因?yàn)椴煌膶?shí)驗(yàn)方法往往會(huì)得出不同的

實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的中心內(nèi)容,應(yīng)規(guī)范操作,仔細(xì)觀察,詳細(xì)

記錄。

4. 結(jié)果分析與評(píng)定

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與整理是產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)成果的最后一個(gè)環(huán)節(jié),應(yīng)根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析理論,實(shí)事求是

地對(duì)所得數(shù)據(jù)與結(jié)果進(jìn)行科學(xué)歸納整理,同時(shí)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式給出實(shí)驗(yàn)

結(jié)論,并作出必要的理論解釋和原因分析。

1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的原始數(shù)據(jù)并不是最終結(jié)果,只有將其統(tǒng)計(jì)歸納、分析整理,找出規(guī)律

性的問(wèn)題及其內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系,才是實(shí)驗(yàn)的目的所在。本節(jié)主要介紹實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的

基本方法。

1.2.1 測(cè)量與誤差

測(cè)量是從客觀事物中獲取有關(guān)信息的認(rèn)識(shí)過(guò)程,其目的是在一定條件下獲得被測(cè)量的

真值。盡管被測(cè)量的真值客觀存在,但實(shí)驗(yàn)時(shí)所進(jìn)行的測(cè)量工作都是依據(jù)一定的理論與方

法,使用一定的儀器與工具,并在一定條件下由一定的人進(jìn)行的,由于實(shí)驗(yàn)理論的近似

性、儀器設(shè)備靈敏度與分辨能力的局限性以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境的不穩(wěn)定性等因素的影響,使得被

測(cè)量的真值很難求得,測(cè)量結(jié)果和被測(cè)量真值之間總會(huì)存在或多或少的偏差,由此而產(chǎn)生

誤差也就必然存在,這種偏差叫做測(cè)量值的誤差。設(shè)測(cè)量值為x ,真值為A ,則誤差

ε為:

ε= x-A (1-1)

測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)都含有一定量的誤差,沒(méi)有誤差的測(cè)量結(jié)果是不存在的。既然誤差

一定存在,那么測(cè)量的任務(wù)即是想方設(shè)法將測(cè)量值中的誤差減至最小,或在特定的條件

下,求出被測(cè)量的最近真值,并估計(jì)最近真值的可靠度。

按照對(duì)測(cè)量值影響性質(zhì)的不同,誤差可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗大誤差,此三類

誤差在實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)中?；祀s在一起出現(xiàn)。

1. 系統(tǒng)誤差

在指定測(cè)量條件下,多次測(cè)量同一量時(shí),若測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)總是保持恒定,

測(cè)量結(jié)果始終朝一個(gè)方向偏離或者按某一確定的規(guī)律變化,這種測(cè)量誤差稱為系統(tǒng)誤差或

恒定誤差。例如在使用天平稱量某一物體的質(zhì)量時(shí),由于砝碼的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量不準(zhǔn)及空氣浮力

2

影響引起的誤差,在多次反復(fù)測(cè)量時(shí)恒定不變,這些誤差就屬于系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差的產(chǎn)

生與下列因素有關(guān):

1)儀器設(shè)備系統(tǒng)本身的問(wèn)題,如溫度計(jì)、滴定管的精確度有限,天平砝碼不準(zhǔn)等。

2)儀器使用時(shí)的環(huán)境因素,如溫度、濕度、氣壓的隨時(shí)變化等。

3)測(cè)量方法的影響與限制,如實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)測(cè)量方法選擇不當(dāng),相關(guān)作用因素在測(cè)量結(jié)

果表達(dá)式中沒(méi)有得到反映,或者所用公式不夠嚴(yán)密以及公式中系數(shù)的近似性等,從而產(chǎn)生

方法誤差。

4)測(cè)量者的個(gè)人習(xí)慣性誤差,如有的人在測(cè)量讀數(shù)時(shí)眼睛位置總是偏高或偏低,記

錄某一信號(hào)的時(shí)間總是滯后等。

系統(tǒng)誤差屬于恒差,增加測(cè)量次數(shù)不能消除系統(tǒng)誤差。通?？刹捎枚喾N不同的實(shí)驗(yàn)技

術(shù)或不同的實(shí)驗(yàn)方法,以判定有無(wú)系統(tǒng)誤差存在。在確定系統(tǒng)誤差的性質(zhì)之后,應(yīng)設(shè)法消

除或使之減少,從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2.偶然誤差

偶然誤差也叫隨機(jī)誤差。在同一條件下多次測(cè)量同一量時(shí),測(cè)得值總是有稍許差異且

變化不定,并在消除系統(tǒng)誤差之后依然如此,這種絕對(duì)值和符號(hào)經(jīng)常變化的誤差稱為偶然

誤差。偶然誤差產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜,影響的因素很多,而且難以確定某個(gè)因素產(chǎn)生具體

影響的程度,因此偶然誤差難以找出確切原因并加以排除。實(shí)驗(yàn)表明,大量次數(shù)測(cè)量所得

到的一系列數(shù)據(jù)的偶然誤差都服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

1)絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同,絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)

的機(jī)會(huì)多。

2)誤差不會(huì)超出一定的范圍,偶然誤差的算術(shù)平均值,隨著測(cè)量次數(shù)的無(wú)限增加而

趨向于零。

實(shí)驗(yàn)還表明,在確定的測(cè)量條件下,對(duì)同一量進(jìn)行多次測(cè)量,用算術(shù)平均值作為該量

的測(cè)量結(jié)果,能夠比較好地減少偶然誤差。

設(shè):某量的n 次測(cè)量值為x1,x2,……,xn ,其誤差依次為ε1,ε2,ε3,……,

εn ,真值為A ,則:

(x1 -A)+(x2 -A)+(x3 -A)+……+(xn -A)=ε1 +ε2 +ε3 +……+εn

(1-2)

將上式展開(kāi)整理得:

1

n

(x1 +x2 +x3 +……+xn)-nA =

1

n

(ε1 +ε2 +ε3 +……+εn) (1-3)

式 (1-3)表示平均值的誤差等于各測(cè)量值誤差的平均。由于測(cè)量值的誤差有正有

負(fù),相加后可抵消一部分,而且n 越大相消的機(jī)會(huì)越多。因此,在確定的測(cè)量條件下,

減小測(cè)量偶然誤差的辦法是增加測(cè)量次數(shù)。在消除系統(tǒng)誤差之后,算術(shù)平均值的誤差隨

測(cè)量次數(shù)的增加而減少,平均值即趨于真值。因此,可取算術(shù)平均值作為直接測(cè)量的最

近真值。

測(cè)量次數(shù)的增加對(duì)提高平均值的可靠性是有利的,但并不是測(cè)量次數(shù)越多越好。因

為增加次數(shù)必定延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間,這將給保持穩(wěn)定的測(cè)量條件增加困難,同時(shí)延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)

間也會(huì)給觀測(cè)者帶來(lái)疲勞,這又可能引起較大的觀測(cè)誤差。增加測(cè)量次數(shù)只能對(duì)降低偶

3

然誤差有所幫助而對(duì)減小系統(tǒng)誤差無(wú)關(guān),因此,實(shí)際測(cè)量次數(shù)不必過(guò)多,一般取4~10

次即可。

3. 粗大誤差

凡是在測(cè)量時(shí)用客觀條件不能解釋為合理現(xiàn)象的那些突出的誤差稱為粗大誤差,也叫

過(guò)失誤差。粗大誤差是觀測(cè)者在觀測(cè)、記錄和整理數(shù)據(jù)過(guò)程中,由于缺乏經(jīng)驗(yàn)、粗心大

意、時(shí)久疲勞等原因引起的。初次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常常會(huì)產(chǎn)生粗大誤差,

學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)素質(zhì),努力避免粗大誤差的出現(xiàn)。

誤差的產(chǎn)因不同,種類各異,其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)也有區(qū)別。為了評(píng)判測(cè)量結(jié)果的好壞,我們

引入測(cè)量的精密度、準(zhǔn)確度和精確度等概念。精密度、準(zhǔn)確度和精確度都是評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果

好壞與否的指標(biāo),但各詞含義不同,使用時(shí)應(yīng)加以區(qū)別。測(cè)量的精密度高,是指測(cè)量數(shù)據(jù)

比較集中,偶然誤差較小,但系統(tǒng)誤差的大小不明確。測(cè)量的準(zhǔn)確度高,是指測(cè)量數(shù)據(jù)的

平均值偏離真值較小,測(cè)量結(jié)果的系統(tǒng)誤差較小,但數(shù)據(jù)分散的情況即偶然誤差的大小不

明確。測(cè)量的精確度高,是指測(cè)量數(shù)據(jù)比較集中在真值附近,即測(cè)量的系統(tǒng)誤差和偶然誤

差都比較小;精確度是對(duì)測(cè)量的偶然誤差與系統(tǒng)誤差的綜合評(píng)價(jià)。

1.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征值

1.算術(shù)平均值

算術(shù)平均值是最基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法,在數(shù)據(jù)分析中經(jīng)常用到,用來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)時(shí)

測(cè)得一批數(shù)據(jù)的平均水平和度量這些數(shù)據(jù)的中間位置。算術(shù)平均值用下式表示:

X =

x1 +x2 +……+xn

n

=

∑

n

i=1

xi

n

(1-4)

式中 X ———算術(shù)平均值;

x1、x2……xn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

n———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

2.加權(quán)平均值

加權(quán)平均值表征法也是比較常用的一種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法,它是考慮了測(cè)量值與其所

占權(quán)重因素的評(píng)價(jià)方法。加權(quán)平均值用下式表示:

m =

x1g1 +x2g2 +……+xngn

g1 +g2 +……+gn

=

∑

n

i=1

xigi

∑

n

i=1

gi

(1-5)

式中 m ———加權(quán)平均值;

x1、x2……xn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

g1、g2……gn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值的對(duì)應(yīng)權(quán)數(shù);

n———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

1.2.3 誤差計(jì)算與數(shù)據(jù)處理

1.范圍誤差 (極差)

在實(shí)際測(cè)量中,正常的合乎道理的誤差不是漫無(wú)邊際,而是具有一定的范圍。實(shí)驗(yàn)數(shù)

值中的最大值與最小值之差稱為范圍誤差或極差,它表示數(shù)據(jù)離散的范圍,可用來(lái)度量數(shù)

4

據(jù)的離散性。

w =xmax-xmin (1-6)

式中 w ———范圍誤差 (極差);

xmax ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最大值;

xmin ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最小值。

【例1-1】三塊砂漿試件抗壓強(qiáng)度測(cè)量值分別為5.21MPa、5.63MPa、5.72MPa,求

該測(cè)量結(jié)果的范圍誤差。

【解】因?yàn)樵摐y(cè)量值中的最大值和最小值分別為5.72MPa、5.21MPa,所以測(cè)量結(jié)果

的范圍誤差為:

w =xmax-xmin

=5.72-5.21

=0.51MPa

2.算術(shù)平均誤差

算術(shù)平均誤差可反映多次測(cè)量產(chǎn)生誤差的整體平均狀況,計(jì)算公式為:

δ=

ε1 + ε2 +……+ εn

n

=

x1 -A + x2 -A +……+ xn -A

n

=

x1 -X + x2 -X +……+ xn -X

n

=

∑

n

i=1

xi -X

n

(1-7)

式中 δ———算術(shù)平均誤差;

x1、x2……xn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

ε1、ε2……εn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量誤差;

A ———被測(cè)量最近真值;

X ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值的算術(shù)平均值;

n———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

【例1-2】三塊砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度分別為5.21MPa、5.63MPa、5.72MPa,求算術(shù)

平均誤差。

【解】因?yàn)檫@組試件的平均抗壓強(qiáng)度為5.52MPa,所以其算術(shù)平均誤差為:

δ=

x1 -X + x2 -X + x3 -X

n

=

5.21-5.52 + 5.63-5.52 + 5.72-5.52

3

=0.2MPa

3.標(biāo)準(zhǔn)差 (均方根差)

在測(cè)量結(jié)果的評(píng)定中,只知道產(chǎn)生誤差的平均水平是不夠的,還必須了解數(shù)據(jù)的波動(dòng)

5

情況及其帶來(lái)的危險(xiǎn)性。標(biāo)準(zhǔn)差 (均方根差)則是衡量數(shù)據(jù)波動(dòng)性 (離散性大小)的指

標(biāo),計(jì)算公式為:

σ=

ε

2

1 +ε

2

2 +……+ε

2

n

n

=

(x1 -X)2 +(x2 -X)2 +……+(xn -X)2

n-1

=

∑

n

i=1

xi -X

2

n-1

(1-8)

式中 σ———標(biāo)準(zhǔn)差 (均方根差);

x1、x2……xn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

ε1、ε2……εn ———各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量誤差;

X ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值的算術(shù)平均值;

n———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

【例1-3】某水泥廠某月生產(chǎn)10個(gè)編號(hào)的42.5級(jí)礦渣水泥,28d抗壓強(qiáng)度分別為

47.3MPa、45.0MPa、48.4MPa、45.8MPa、46.7MPa、47.4MPa、48.1MPa、47.8MPa、

46.2MPa、44.8MPa,求其標(biāo)準(zhǔn)差。

【解】因?yàn)?0個(gè)編號(hào)水泥的算術(shù)平均強(qiáng)度X 和 xi -X 2 分別為:

X =

∑

n

i=1

xi

n

=

467.5

10

=46.8MPa

∑

n

i=1

xi -X

2 =14.47MPa

所以,標(biāo)準(zhǔn)差σ=

∑

n

i=1

xi -X 2

n-1

=

14.47

9

=1.27MPa

4.極差估計(jì)法確定標(biāo)準(zhǔn)差

利用極差估計(jì)法確定標(biāo)準(zhǔn)差的主要優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算方便,但反映實(shí)際情況的精確度較差。

1)當(dāng)數(shù)據(jù)不多時(shí) (n ≤10),利用極差法估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算式為:

σ=

1

dn

w (1-9)

2)當(dāng)數(shù)據(jù)很多時(shí) (n >10),先將數(shù)據(jù)隨機(jī)分成若干個(gè)數(shù)量相等的組,然后對(duì)每組

求極差,并計(jì)算極差平均值w- =

∑

n

i=1

wi

m

,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值近似用下式計(jì)算:

σ=

1

dn

w- (1-10)

式中 σ———標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值;

dn ———與n有關(guān)的系數(shù),見(jiàn)表1-1;

6

w 、w- ———極差及各組極差平均值;

m ———數(shù)據(jù)分組的組數(shù);

n———每一組內(nèi)數(shù)據(jù)擁有的個(gè)數(shù)。

極差估計(jì)法系數(shù)表 表1-1

n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

dn — 1.128 1.693 2.059 2.326 2.534 2.704 2.847 2.970 3.078

1/dn — 0.886 0.591 0.486 0.429 0.395 0.369 0.351 0.337 0.325

5. 變異系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)差是表征數(shù)據(jù)絕對(duì)波動(dòng)大小的指標(biāo),當(dāng)被測(cè)量的量值較大時(shí),絕對(duì)誤差一般較

大;當(dāng)被測(cè)量的量值較小時(shí),絕對(duì)誤差一般較小。評(píng)價(jià)測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)波動(dòng)的大小,以標(biāo)準(zhǔn)

差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算術(shù)平均值之比的百分率來(lái)表示標(biāo)準(zhǔn)差,即變異系數(shù)。變異系數(shù)計(jì)算式為:

CV =

σ

X

×100% (1-11)

式中 CV ———變異系數(shù);

σ———標(biāo)準(zhǔn)差;

X ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。

變異系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差相比,具有獨(dú)特的工程意義,變異系數(shù)可表達(dá)出標(biāo)準(zhǔn)差所表示不出

來(lái)的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況。例如,甲、乙兩廠均生產(chǎn)42.5級(jí)礦渣水泥,甲廠某月生產(chǎn)水泥的平

均強(qiáng)度為49.84MPa,標(biāo)準(zhǔn)差為 1.68MPa;同月乙廠生產(chǎn)的水泥平均強(qiáng)度為36.2MPa,

標(biāo)準(zhǔn)差為1.62MPa,試比較兩廠的變異系數(shù)。

甲廠的變異系數(shù):CV甲 =

σ甲

X甲

×100%=

1.68

49.8

×100%=3.37%

乙廠的變異系數(shù):CV乙 =

σ乙

X乙

×100%=

1.62

46.2

×100%=3.51%

通過(guò)以上計(jì)算,如果單從標(biāo)準(zhǔn)差指標(biāo)上看,甲廠大于乙廠,說(shuō)明甲廠生產(chǎn)水泥質(zhì)量的

絕對(duì)波動(dòng)性大于乙廠;從變異系數(shù)指標(biāo)上看,則乙廠大于甲廠,說(shuō)明乙廠生產(chǎn)的水泥強(qiáng)度

相對(duì)波動(dòng)性要比甲廠大,產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差。

6.正態(tài)分布和概率

為了弄清數(shù)據(jù)波動(dòng)更為完整的規(guī)律,應(yīng)找出頻數(shù)分布情況,畫出頻數(shù)分布直方圖。數(shù)

據(jù)波動(dòng)的規(guī)律不同,曲線的形狀則不同。當(dāng)分組較細(xì)時(shí),直方圖的形狀便逐漸趨于一條曲

線。在實(shí)際數(shù)據(jù)分析處理中,按正態(tài)分布曲線的情況最多,使用也最廣泛。正態(tài)分布曲線

由概率密度函數(shù)給出:

φ(x)=

1

2πσ

e

-

(x-μ)2

2σ

2 (1-12)

式中 x ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

μ———曲線最高點(diǎn)橫坐標(biāo),正態(tài)分布的均值;

σ———正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差,其大小表示曲線的 “胖瘦”程度,σ 越大,曲線越

7

“胖”,數(shù)據(jù)越分散;反之,表示數(shù)據(jù)越集中,見(jiàn)圖1-1。

圖1-1 正態(tài)分布示意圖

當(dāng)已知均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ時(shí),就可以畫出正態(tài)分布曲線。數(shù)據(jù)值落入任意區(qū)間 (a,

b)的概率P(a<x<b)是明確的,其值等于X1=a、X2=b時(shí)橫坐標(biāo)和曲線φ(x)所夾

的面積 (圖中陰影面積),可用下式求出:

P a <x <b =

1

2πσ∫

b

a

e

-

(x-μ)2

2σ

2 dx (1-13)

落在 (μ-σ,μ+σ)的概率是68.3%;

落在 (μ-2σ,μ+2σ)的概率是95.4%;

落在 (μ-3σ,μ+3σ)的概率是99.7%。

在實(shí)際工程中,概率的分布問(wèn)題經(jīng)常用到。例如,要了解一批混凝土的強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)

要求強(qiáng)度的概率大小,就可用概率分布函數(shù)求得。

F(x0)=∫

x0

- ∞φ(x)dx=

1

2πσ∫

x0

- ∞

e

-

(x-μ)2

2σ

2 dx (1-14)

令t=

x-μ

σ

,則φ(t)=

1

2π

e

-

t

2

2 。

F(t)=

1

2π∫

t

- ∞

e

-

t

2

2dt (1-15)

根據(jù)上述條件,編制概率計(jì)算表 (表1-2、表1-3),可大大方便計(jì)算。

標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表 表1-2

t 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5000

0.5398

0.5793

0.6179

0.6554

0.5040

0.5438

0.5832

0.6217

0.6591

0.5080

0.5478

0.5871

0.6255

0.6628

0.5120

0.5517

0.5910

0.6293

0.6664

0.5160

0.5557

0.5948

0.6331

0.6700

0.5199

0.5596

0.5987

0.6368

0.6736

0.5239

0.5636

0.6026

0.6406

0.6772

0.5279

0.5675

0.6064

0.6443

0.6808

0.5319

0.5714

0.6103

0.6480

0.6844

0.5359

0.5753

0.6141

0.6517

0.6879

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.6915

0.7257

0.7580

0.7881

0.8159

0.6950

0.7291

0.7611

0.7910

0.8186

0.6985

0.7324

0.7642

0.7939

0.8212

0.7019

0.7357

0.7673

0.7967

0.8238

0.7054

0.7389

0.7703

0.7995

0.8264

0.7088

0.7422

0.7734

0.8023

0.8289

0.7123

0.7454

0.7764

0.8051

0.8315

0.7157

0.7486

0.7794

0.8078

0.8340

0.7190

0.7517

0.7823

0.8106

0.8365

0.7224

0.7549

0.7852

0.8133

0.8389

8

續(xù)表

t 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

0.8413

0.8643

0.8849

0.9032

0.9192

0.8438

0.8665

0.8869

0.9049

0.9207

0.8461

0.8686

0.8888

0.9066

0.9222

0.8485

0.8708

0.8907

0.9082

0.9236

0.8508

0.8729

0.8925

0.9099

0.9251

0.8531

0.8749

0.8944

0.9115

0.9265

0.8554

0.8770

0.8962

0.9131

0.9278

0.8577

0.8790

0.8980

0.9147

0.9292

0.8599

0.8810

0.8997

0.9162

0.9306

0.8621

0.8830

0.9015

0.9177

0.9319

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

0.9332

0.9452

0.9554

0.9641

0.9713

0.9345

0.9463

0.9564

0.9648

0.9719

0.9357

0.9474

0.9573

0.9656

0.9726

0.9370

0.9484

0.9582

0.9664

0.9732

0.9382

0.9495

0.9591

0.9671

0.9738

0.9394

0.9505

0.9599

0.9678

0.9744

0.9406

0.9515

0.9608

0.9686

0.9750

0.9418

0.9525

0.9616

0.9693

0.9756

0.9430

0.9535

0.9625

0.9700

0.9762

0.9441

0.9545

0.9633

0.9706

0.9767

2.0

2.1

2.2

2.3

2.4

0.9772

0.9821

0.9861

0.9893

0.9918

0.9778

0.9826

0.9864

0.9896

0.9920

0.9783

0.9830

0.9868

0.9898

0.9922

0.9788

0.9834

0.9871

0.9901

0.9925

0.9793

0.9838

0.9874

0.9904

0.9927

0.9798

0.9842

0.9878

0.9906

0.9929

0.9803

0.9846

0.9881

0.9909

0.9931

0.9808

0.9850

0.9884

0.9911

0.9932

0.9812

0.9854

0.9887

0.9913

0.9934

0.9817

0.9857

0.9890

0.9916

0.9936

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

0.9938

0.9953

0.9965

0.9974

0.9981

0.9940

0.9955

0.9966

0.9975

0.9982

0.9941

0.9956

0.9967

0.9976

0.9982

0.9943

0.9957

0.9968

0.9977

0.9983

0.9945

0.9959

0.9969

0.9977

0.9984

0.9946

0.9960

0.9970

0.9978

0.9984

0.9948

0.9961

0.9971

0.9979

0.9985

0.9949

0.9962

0.9972

0.9979

0.9985

0.9951

0.9963

0.9973

0.9980

0.9986

0.9952

0.9964

0.9974

0.9981

0.9986

標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表 表1-3

t Φ (t) t Φ (t) t Φ (t)

3.00~3.01 0.9987 3.15~3.17 0.9992 3.40~3.48 0.9997

3.02~3.05 0.9988 3.18~3.21 0.9993 3.49~3.61 0.9998

3.06~3.08 0.9989 3.22~3.26 0.9994 3.62~3.89 0.9999

3.09~3.11 0.9990 3.27~3.32 0.9995 3.89~ ∞ 1.0000

3.12~3.14 0.9991 3.33~3.39 0.9996

【例1-4】如果一批混凝土試件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)分布為正態(tài)分布,試件的平均強(qiáng)度為

41.9MPa,其標(biāo)準(zhǔn)差為3.56MPa,求強(qiáng)度分別比30MPa、40MPa、50MPa低的概率。

【解】 P(X ≤30)=F(30)=Φ

30-41.9 3.56 =Φ(-3.34)

=1-Φ(3.34)=1-0.9996

=0.0004

P(X ≤40)=F(40)=Φ

40-41.9 3.56 =Φ(-0.53)

9

=1-Φ(0.53)=1-0.7019

=0.2981

P(X ≤50)=F(50)=Φ

50-41.9 3.56 =Φ(2.28)

=0.9887

7.可疑數(shù)據(jù)的取舍

在一組條件完全相同的重復(fù)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有某個(gè)過(guò)大或過(guò)小的可疑數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)按數(shù)

理統(tǒng)計(jì)方法給以鑒別并決定取舍,常用的方法有三倍標(biāo)準(zhǔn)差法和格拉布斯法。

1)三倍標(biāo)準(zhǔn)差法

三倍標(biāo)準(zhǔn)差法是美國(guó)混凝土標(biāo)準(zhǔn) (ACT214-65)所采用的方法,它的準(zhǔn)則是:

xi -X >3σ (1-16)

式中 xi ———任意實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值;

X ———實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算術(shù)平均值;

σ———標(biāo)準(zhǔn)差。

另外規(guī)定,當(dāng) xi -X >2σ時(shí),數(shù)據(jù)保留,但需存疑;如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有可疑的

變異時(shí),該數(shù)據(jù)值應(yīng)予舍棄。

2)格拉布斯法

三倍標(biāo)準(zhǔn)差法雖然比較簡(jiǎn)單,但須在已知標(biāo)準(zhǔn)差的條件下才能使用。格拉布斯方法則

是在不知道標(biāo)準(zhǔn)差情況下對(duì)可疑數(shù)字的取舍方法,格拉布斯方法使用步驟如下:

(1)把實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)從小到大依次排列:x1、x2……xn 。

(2)選定顯著性水平α(一般α=0.05),并根據(jù)n及α,從表1-4中求得T 值。

(3)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量T 值:

T =

X -x1

σ

(當(dāng)x1 可疑時(shí)) (1-17)

T =

xn -X

σ

(當(dāng)最大值xn 可疑時(shí)) (1-18)

式中 X ———數(shù)據(jù)算術(shù)平均值;

x ———測(cè)量值;

n———試件個(gè)數(shù);

σ———標(biāo)準(zhǔn)差。

(4)查表1-4,得相應(yīng)于n與α的T(n,α)值。當(dāng)計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量T ≥T(n,α)時(shí),

則假設(shè)的可疑數(shù)據(jù)是對(duì)的,應(yīng)予以舍棄;當(dāng)T <T(n,α)時(shí),則不能舍棄。

n、α和T 值的關(guān)系表 表1-4

α

當(dāng)n為下列數(shù)值時(shí)的T 值

3 4 5 6 7 8 9 10

5.0% 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18

2.5% 1.15 1.48 1.71 1.89 2.02 2.13 2.21 2.29

1.0% 1.15 1.49 1.75 1.94 2.10 2.22 2.32 2.41

10

在以上兩種方法中,三倍標(biāo)準(zhǔn)差法相對(duì)簡(jiǎn)單,幾乎絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)可不舍棄;格拉布斯

方法適用于不掌握標(biāo)準(zhǔn)差的情況,適用面較寬,但使用較復(fù)雜。

8.有效數(shù)字與數(shù)字修約

對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)不但要詳實(shí)記錄,而且還要進(jìn)行各種運(yùn)算,哪些數(shù)字是有效數(shù)字,

需要記錄哪些數(shù)據(jù),對(duì)運(yùn)算后的數(shù)字如何取舍,都應(yīng)當(dāng)遵循一定的規(guī)則。

一般來(lái)講,儀器設(shè)備顯示的數(shù)字均為有效數(shù)字,均應(yīng)讀出并記錄,包括最后一位

的估計(jì)讀數(shù)。對(duì)分度式儀表,讀數(shù)一般要讀到最小分度的十分之一。例如,使用一

把最小分度為毫米的直尺,測(cè)得某一試件的長(zhǎng)度為76.2mm,其中 “7”和 “6”是

準(zhǔn)確讀出來(lái)的,最后一位 “2”是估讀的,由于尺子本身將在這一位出現(xiàn)誤差,所以

數(shù)字 “2”存在一定的可疑成分,也就是說(shuō)實(shí)際上這一位可能不是 “2”。雖然 “2”

不是十分準(zhǔn)確,但是此時(shí)的 “2”還是能夠近似地反映出這一位大小的信息,應(yīng)算為

有效數(shù)字。

當(dāng)儀器設(shè)備上顯示的最后一位數(shù)是 “0”時(shí),此 “0”也是有效數(shù)字,也要讀出并記

錄。例如,使用一把分度為毫米的尺子測(cè)得某一試件的長(zhǎng)度為5.60cm,它表示試件的末

端恰好與尺子的分度線 “6”對(duì)齊,下一位是 “0”,如果記錄時(shí)寫成5.6cm,則不能肯定

這一實(shí)際情況,所以此 “0”是有效數(shù)字,必須記錄。另外,在記錄數(shù)據(jù)時(shí),由于選擇的

單位不同,也會(huì)出現(xiàn) “0”。例如,5.60cm也可記為0.0560m或56000μm,這些由于單位

變換而出現(xiàn)的 “0”,沒(méi)有反映出被測(cè)量大小的信息,不能認(rèn)為是有效數(shù)字。

對(duì)于運(yùn)算后的有效數(shù)字,應(yīng)以誤差理論作為決定有效數(shù)字的基本依據(jù)。加減運(yùn)算后小

數(shù)點(diǎn)后有效數(shù)字的位數(shù),可估計(jì)為同參加加減運(yùn)算各數(shù)中小數(shù)點(diǎn)后最少的相同;乘除運(yùn)算

后有效數(shù)字位數(shù),可估計(jì)為同參加運(yùn)算各數(shù)中有效數(shù)字最少的相同。關(guān)于數(shù)字修約問(wèn)題,

《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》有具體規(guī)定:

1)在擬舍棄的數(shù)字中,保留數(shù)后邊 (右邊)第一個(gè)數(shù)小于5 (不包括5)時(shí),則舍

去,保留數(shù)的末位數(shù)字不變。例如將14.2432修約后為14.2。

2)在擬舍棄的數(shù)字中,保留數(shù)后邊 (右邊)第一個(gè)數(shù)字大于5 (不包括5)時(shí),則進(jìn)

1,保留數(shù)的末位數(shù)字加1。例如將26.4843修約到保留一位小數(shù),修約后為26.5。

3)在擬舍棄的數(shù)字中保留數(shù)后邊 (右邊)第一個(gè)數(shù)字等于5,且5后邊的數(shù)字并非

全部為零時(shí),則進(jìn)1,即保留數(shù)末位數(shù)字加1。例如將1.0501修約到保留小數(shù)一位,修約

后為1.1。

4)在擬舍棄的數(shù)字中,保留數(shù)后邊 (右邊)第一個(gè)數(shù)字等于5,且5后邊的數(shù)字全

部為零時(shí),保留數(shù)的末位數(shù)字為奇數(shù)時(shí)則進(jìn)1;若保留數(shù)的末位數(shù)字為偶數(shù) (包括0)時(shí),

則不進(jìn)。例如將下列數(shù)字修約到保留一位小數(shù)。修約前為0.3500,修約后為0.4;修約前

為0.4500,修約后為0.4;修約前為1.0500,修約后為1.0。

5)擬舍棄的數(shù)字,若為兩位以上的數(shù)字,不得連續(xù)進(jìn)行多次 (包括二次)修約,應(yīng)

根據(jù)保留數(shù)后邊 (右邊)第一個(gè)數(shù)字的大小,按上述規(guī)定一次修約出結(jié)果。例如將

15.4546修約成整數(shù),正確的修約是修約前為15.4546,修約后為15;不正確的修約是修

約前、一次修約、二次修約、三次修約、四次修約分別為 15.4546、15.455、15.46、

15.5、16。

11

復(fù) 習(xí) 思 考 題

1-1 為什么把算術(shù)平均值近似作為測(cè)量的真值?

1-2 根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因,誤差可分為哪幾類?

1-3 精密度、準(zhǔn)確度和精確度各有何含義?

1-4 算術(shù)平均值誤差、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)分別反映測(cè)量數(shù)據(jù)的何種情況?

1-5 可疑數(shù)據(jù)的取舍有幾種方法?

1-6 掌握有效數(shù)字對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和整理有何意義?

12

第2章 鋼 筋 實(shí) 驗(yàn)

2.1 概 述

建筑鋼材分為用于混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋 (鋼絲)和用于鋼結(jié)構(gòu)的型鋼兩大類。建筑鋼材

與其他建筑材料相比,具有強(qiáng)度大、自重小、抗變形能力強(qiáng)、易于裝配等優(yōu)點(diǎn),因此建筑

鋼材廣泛應(yīng)用于土木工程的各個(gè)領(lǐng)域。隨著大跨、高層建筑的發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)體系的不斷

革新,建筑鋼材將具有更加重要的工程地位。

建筑鋼材的技術(shù)性能主要取決于所用的鋼種及其制造、加工方法。建筑工程中常用

的鋼筋、鋼絲和型鋼,一般都是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼鋼種,制造加工方

法常采用熱軋、冷加工強(qiáng)化和熱處理等工藝。碳素結(jié)構(gòu)鋼有 Q195、Q215、Q235、

Q255和 Q275五個(gè)牌號(hào),每個(gè)牌號(hào)又根據(jù)磷、硫等有害雜質(zhì)的多少分成 A、B、C、D

四個(gè)等級(jí),碳素結(jié)構(gòu)鋼含碳量較低,一般在0.06%~0.38%之間。低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼

有 Q295、Q345、Q390、Q420和 Q460五個(gè)牌號(hào),每個(gè)牌號(hào)也同樣根據(jù)磷、硫等有害

雜質(zhì)的多少分成 A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí),合金總含量一般不超過(guò)5%,摻加的合金

元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳等。建筑鋼材的性能指標(biāo)主要有抗拉、冷彎、

沖擊韌性、硬度和耐疲勞性,本章主要介紹土木工程中用量最大的鋼筋材料的質(zhì)量標(biāo)

準(zhǔn)及其力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法。

2.1.1 鋼筋性能指標(biāo)與要求

1.低碳鋼熱軋圓盤條

建筑用的熱軋圓盤條由低碳結(jié)構(gòu)鋼 Q195、Q215、Q235、Q275熱軋而成,主要力學(xué)

性能應(yīng)符合表2-1的規(guī)定。低碳鋼熱軋圓盤條的強(qiáng)度較低,但塑性、可焊性較好,伸長(zhǎng)率

較大,易于彎折成形,主要用于中小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力筋或箍筋。盤條的檢驗(yàn)項(xiàng)目

和檢驗(yàn)方法等見(jiàn)表2-2。

低碳鋼熱軋圓盤條的力學(xué)性能和工藝性能 (GB/T701—2008) 表2-1

牌號(hào)

力 學(xué) 性 能

抗拉強(qiáng)度Rm (MPa)不大于 斷后伸長(zhǎng)率A11.3 (%)不小于

冷彎實(shí)驗(yàn)180°

d-彎心直徑

a-試樣直徑

Q195 410 30 d=0

Q215 435 28 d=0

Q235 500 23 d=0.5a

Q275 540 21 d=1.5a

13

低碳鋼熱軋圓盤條的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣與實(shí)驗(yàn)方法 表2-2

序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 取樣數(shù)量 取樣方法 實(shí)驗(yàn)方法

1 化學(xué)成分 (熔煉分析) 1個(gè)/爐 GB/T20066

GB/T223

GB/T4336、GB/T20123

2 拉伸 1個(gè)/批 GB/T2975 GB/T228

3 彎曲 2個(gè)/批 不同根盤條、GB/T2975 GB/T232

4 尺寸

5 表面

逐盤

千分尺、游標(biāo)卡尺

目視

注:對(duì)化學(xué)成分結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí),仲裁實(shí)驗(yàn)按GB/T223進(jìn)行。

2. 熱軋光圓鋼筋

鋼筋的屈服強(qiáng)度ReL、抗拉強(qiáng)度Rm、斷后伸長(zhǎng)率A、最大力總伸長(zhǎng)率Agt 等力學(xué)性

能特征值應(yīng)符合表2-3的規(guī)定。表2-3所列各力學(xué)性能特征值,可作為交貨檢驗(yàn)的最小保

證值。根據(jù)供需雙方協(xié)議,伸長(zhǎng)率類型可從A 或Agt 中選定。如伸長(zhǎng)率類型未經(jīng)協(xié)議確

定,則伸長(zhǎng)率采用A,仲裁檢驗(yàn)時(shí)采用Agt。按表2-3規(guī)定的彎芯直徑彎曲180°后,鋼筋

受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。鋼筋應(yīng)無(wú)有害表面缺陷,按盤卷交貨的鋼筋應(yīng)將頭尾有害

缺陷部分切除。熱軋光圓鋼筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法見(jiàn)表2-4。

熱軋光圓鋼筋力學(xué)性能 (GB/T1499.1—2017) 表2-3

牌號(hào)

ReL

(MPa)

Rm

(MPa)

A

(%)

Agt

(%)

不小于

冷彎實(shí)驗(yàn)180°

d-彎芯直徑

a-鋼筋公稱直徑

HPB300 300 420 25.0 10.0 d=a

熱軋光圓鋼筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣與實(shí)驗(yàn)方法 表2-4

序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 取樣數(shù)量 取樣方法 實(shí)驗(yàn)方法

1

化學(xué)成分

(熔煉分析)

1 GB/T20066

GB/T4336、GB/T20123、

GB/T20125

2 拉伸 2 不同根 (盤)鋼筋切取 GB/T28900、GB/T1944.1—2017

3 彎曲 2 不同根 (盤)鋼筋切取 GB/T28900、GB/T1944.1—2017

4 尺寸

5 表面

逐支 (盤)

— 鋼筋直徑的測(cè)量應(yīng)精確到0.1mm

— 目視

6 重量偏差

試樣應(yīng)從不同根鋼筋上截取,數(shù)量不少于5

支,每支試樣長(zhǎng)度不小于500mm,精確到1mm

GB/T1944.1—2017

注:對(duì)化學(xué)分析和拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí),仲裁實(shí)驗(yàn)分別按GB/T223、GB/T228進(jìn)行。

3.熱軋帶肋鋼筋

熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼熱軋而成,橫截面為圓形,主要力學(xué)性能應(yīng)符合表2-5的規(guī)

定。熱軋帶肋鋼筋強(qiáng)度較高,塑性、可焊性也較好,鋼筋表面帶有縱肋和橫肋,與混凝土

界面之間具有較強(qiáng)的握裹力。因此,熱軋帶肋鋼筋主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力

筋。熱軋帶肋鋼筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法等見(jiàn)表2-6。

14

熱軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能 (GB/T1499.2—2018) 表2-5

牌號(hào)

屈服強(qiáng)度ReL (MPa) 抗拉強(qiáng)度Rm (MPa) 斷后伸長(zhǎng)率A (%) 總伸長(zhǎng)率Agt (%)

不小于

HRB400

HRBF400

HRB500

HRBF500

400 540 16

500 630 15

7.5

熱軋帶肋鋼筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣與實(shí)驗(yàn)方法 表2-6

序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 取樣數(shù)量 取樣方法 實(shí)驗(yàn)方法

1 化學(xué)成分 (熔煉分析) 1 GB/T20066 GB/T223、GB/T4336

2 拉伸 2 任選兩根鋼筋切取 GB/T28900、GB1499.2

3 彎曲 2 任選兩根鋼筋切取 GB/T28900、GB1499.2

4 反向彎曲 1 — GB/T28900、GB1499.2

5 疲勞實(shí)驗(yàn) 供需雙方協(xié)議

6 尺寸

7 表面

逐支

GB/T1499.2

目視

8 重量偏差

試樣 數(shù) 量 不 少 于 5 支,每 支 試 樣 長(zhǎng) 度 不 小 于

500mm。長(zhǎng)度應(yīng)逐支測(cè)量,應(yīng)精確到1mm。測(cè)量試

樣總重量時(shí),應(yīng)精確到不大于總重量的1%

GB/T1499.2

9 晶粒度 2 任選兩根鋼筋切取 GB/T6394

注:對(duì)化學(xué)分析和拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí),仲裁實(shí)驗(yàn)分別按GB/T223、GB/T228進(jìn)行。

4.冷軋帶肋鋼筋

冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋而成,表面帶有沿長(zhǎng)度方向均勻分布的月牙肋,力

學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表2-7的規(guī)定。反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)的彎曲半徑應(yīng)符合表2-8的規(guī)定。

由于冷軋帶肋鋼筋是經(jīng)過(guò)冷加工強(qiáng)化的產(chǎn)品,因此其強(qiáng)度提高、塑性降低、強(qiáng)屈比變小。

冷軋帶肋鋼筋主要用于中小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。冷軋帶肋鋼

筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣與實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)符合表2-9的規(guī)定。

冷軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能 (GB/T13788—2017) 表2-7

分類 級(jí)別代號(hào)

Rp0.2

(MPa)

不小于

Rm

(MPa)

不小于

Rm/Rp0.2

不小于

伸長(zhǎng)率

不小于

(%)

最大力

總延伸

率

(%)

不小于

A A100 Agt

彎曲

實(shí)驗(yàn)a

180°

反復(fù)彎

曲次數(shù)

應(yīng)力松弛率

初始應(yīng)力應(yīng)相當(dāng)于

公稱抗拉強(qiáng)度的70%

1000h松弛率 (%)

不大于

普通

混凝土

鋼筋用

CRB550 500 550 1.05 11.0 — 2.5 D=3d — —

CRB550H 540 600 1.05 14.0 — 5.0 D=3d — —

CRB680Hb 600 68 1.05 14.0 — 5.0 D=3d 4 5

15

續(xù)表

分類 級(jí)別代號(hào)

Rp0.2

(MPa)

不小于

Rm

(MPa)

不小于

Rm/Rp0.2

不小于

伸長(zhǎng)率

不小于

(%)

最大力

總延伸

率

(%)

不小于

A A100 Agt

彎曲

實(shí)驗(yàn)a

180°

反復(fù)彎

曲次數(shù)

應(yīng)力松弛率

初始應(yīng)力應(yīng)相當(dāng)于

公稱抗拉強(qiáng)度的70%

1000h松弛率 (%)

不大于

預(yù)應(yīng)力

混凝土

用

CRB650 585 650 1.05 — 4.0 2.5 — 3 8

CRB800 720 800 1.05 — 4.0 2.5 — 3 8

CRB800H 720 800 1.05 — 7.0 4.0 — 4 5

注:a.表中D 為彎心直徑,d 為鋼筋公稱直徑;

b.當(dāng)該牌號(hào)鋼筋作為普通鋼筋混凝土用鋼筋使用時(shí),對(duì)反復(fù)彎曲和應(yīng)力松弛不做要求;當(dāng)該牌號(hào)鋼筋作為預(yù)

應(yīng)力混凝土用鋼筋使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)代替180°彎曲實(shí)驗(yàn),并檢測(cè)松弛率。

反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)的彎曲半徑 表2-8

鋼筋公稱直徑 (mm) 4 5 6

彎曲半徑 (mm) 10 15 15

冷軋帶肋鋼筋的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣與實(shí)驗(yàn)方法 表2-9

序號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目 取樣數(shù)量 取樣方法 實(shí)驗(yàn)方法

1 拉伸 每盤1個(gè)

2 彎曲 每批2個(gè)

3 反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn) 每批2個(gè)

4 應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn) 定期1個(gè)

在每 (任)盤中隨機(jī)切取

GB/T28900、GB/T21839

GB/T28900

GB/T21839

GB/T21839、GB/T13788

5 尺寸

6 表面

逐盤

GB/T13788

目視

7 重量偏差

每盤1個(gè),試樣長(zhǎng)度應(yīng)不小于500mm,長(zhǎng)度精確

到1mm。測(cè)量試樣重量時(shí),應(yīng)精確到1g

GB/T13788

注:表中實(shí)驗(yàn)數(shù)量欄中的 “盤”指生產(chǎn)鋼筋的 “原料盤”。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)取樣

鋼筋力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)應(yīng)在尺寸、表面狀況等外觀檢驗(yàn)項(xiàng)目檢查驗(yàn)收合格基礎(chǔ)上進(jìn)行取

樣。驗(yàn)收時(shí),鋼筋應(yīng)有出廠證明或?qū)嶒?yàn)報(bào)告單,并抽樣做機(jī)械性能實(shí)驗(yàn),在使用中若有脆

斷、焊接性能不良或機(jī)械性能顯著不正常時(shí),還應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分分析實(shí)驗(yàn)。

鋼筋應(yīng)按批進(jìn)行檢查和驗(yàn)收,每批由同一牌號(hào)、同一爐罐號(hào)、同一規(guī)格的鋼筋組成。

每批重量通常不大于60t。超過(guò)60t的部分,每增加40t (或不足40t的余數(shù)),增加一個(gè)

拉伸實(shí)驗(yàn)試樣和一個(gè)彎曲實(shí)驗(yàn)試樣。

對(duì)熱軋帶肋鋼筋、熱軋光圓鋼筋、低碳鋼熱軋圓盤條、熱處理鋼筋取樣時(shí),當(dāng)每批取

樣不大于60t時(shí),每批取一組試樣。對(duì)熱軋帶肋鋼筋、熱軋光圓鋼筋、熱處理鋼筋取樣

時(shí),在該批中任選兩根鋼筋,在每根上截取兩段,一個(gè)拉試件、一個(gè)彎試件,即兩個(gè)拉試

16

件和兩個(gè)彎試件為一組,捆好并附上該鋼筋規(guī)格的標(biāo)牌,試件不允許進(jìn)行車削加工。對(duì)低

碳鋼熱軋圓盤條取樣時(shí),任選兩盤,去掉端頭500mm,截取一個(gè)拉試件和兩個(gè)彎試件為

一組 (兩個(gè)彎試件要分別在兩盤上截取),捆好并附上該鋼筋規(guī)格的標(biāo)牌。

對(duì)冷軋帶肋鋼筋應(yīng)按批進(jìn)行檢查驗(yàn)收,每批由同鋼號(hào)、同規(guī)格和同級(jí)別的鋼筋組成,

重量不大于60t。

對(duì)冷拉鋼筋應(yīng)分批驗(yàn)收,每批由不大于20t的同級(jí)別、同直徑的冷拉鋼筋組成。進(jìn)行

力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)時(shí),從每批中抽取兩根鋼筋,每根取一拉一彎兩個(gè)試樣,四個(gè)試樣為一組分

別進(jìn)行拉伸和冷彎實(shí)驗(yàn);當(dāng)有一項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)不符合要求時(shí),應(yīng)取雙倍數(shù)量的試樣重做各項(xiàng)

實(shí)驗(yàn);如仍有一個(gè)試樣不合格,則該批冷拉鋼筋為不合格品。

對(duì)冷拔低碳鋼絲應(yīng)逐盤進(jìn)行檢驗(yàn),相同材料盤條冷拔成同直徑的鋼絲,以5t為一批。

進(jìn)行力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)時(shí),甲級(jí)鋼絲從每盤中任一端先去掉500mm,然后取一拉一彎兩個(gè)試

樣,分別做拉力和反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn),按其抗拉強(qiáng)度確定該盤鋼絲的組別。乙級(jí)鋼絲分批取

樣,同一直徑的鋼絲5t為一批,任選3盤,每盤截取兩個(gè)試樣,分別做拉力和反復(fù)彎曲

實(shí)驗(yàn)。如有一個(gè)不合格,應(yīng)在未取過(guò)試樣的盤中另取雙倍數(shù)量試樣,再做各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。如仍

有一個(gè)實(shí)驗(yàn)不合格,應(yīng)對(duì)該批鋼絲逐盤取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),合格者方可使用。

對(duì)鋼筋進(jìn)行拉伸和冷彎實(shí)驗(yàn)時(shí),任選兩根鋼筋切取,且在鋼筋的任意一端截去

500mm后各取一套試樣。拉伸和冷彎實(shí)驗(yàn)試樣不允許進(jìn)行車削加工,拉伸實(shí)驗(yàn)鋼筋的長(zhǎng)

度L=5a+200mm (a為鋼筋直徑,mm)或10a+200mm。拉力試樣長(zhǎng)度與實(shí)驗(yàn)機(jī)上下

夾頭之間的最小距離及夾頭的長(zhǎng)度有關(guān),冷彎實(shí)驗(yàn)鋼筋試樣長(zhǎng)度L≥5a+150mm,也可

根據(jù)鋼筋直徑和實(shí)驗(yàn)條件來(lái)確定試樣長(zhǎng)度。在拉伸實(shí)驗(yàn)的試件中,若有一根試件的屈服

點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率三個(gè)指標(biāo)中有一個(gè)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值,或冷彎實(shí)驗(yàn)中有一根試

件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,則在同一批鋼筋中再抽取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行該不合格項(xiàng)目的復(fù)驗(yàn),

復(fù)驗(yàn)結(jié)果中只要有一個(gè)指標(biāo)不合格,則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定為不合格。

圖2-1 液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)

2.2 鋼 筋 拉 伸 實(shí) 驗(yàn)

在常溫下對(duì)鋼筋進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),測(cè)量鋼筋的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等主要力學(xué)性

能指標(biāo),據(jù)此可以對(duì)鋼筋的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和判定。

2.2.1 主要儀器設(shè)備

1.液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)(圖2-1):常用的液壓萬(wàn)能實(shí)

驗(yàn)機(jī)有指針式和數(shù)顯式兩類,控制方式有手動(dòng)和全

自動(dòng)兩種。實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)論使用何種實(shí)驗(yàn)機(jī),其示值誤

差都應(yīng)小于1%。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了保證實(shí)驗(yàn)機(jī)的安全

和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,根據(jù)試件的最大破壞荷載值,

須選擇合適的量程,當(dāng)荷載達(dá)到最大時(shí),實(shí)驗(yàn)機(jī)的

量程指針最好落在第三象限內(nèi),或者數(shù)顯破壞荷載

在量程的50%~75%之間。

2.游標(biāo)卡尺和螺旋千分尺 (圖2-2):根據(jù)試樣

尺寸測(cè)量精度要求,選用相應(yīng)精度的任一種量具;

17

如游標(biāo)卡尺、螺旋千分尺或精度更高的測(cè)微儀,精度0.1mm。

圖2-2 游標(biāo)卡尺和螺旋千分尺

圖2-3 鋼筋打點(diǎn)機(jī)

3.鋼筋打點(diǎn)機(jī) (圖2-3)。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)條件與試件制備

1.實(shí)驗(yàn)機(jī)拉伸速度和實(shí)驗(yàn)溫度

實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)機(jī)的拉伸速度選擇是否

合適對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有明顯影響,同一個(gè)試件

用不同的拉伸速度進(jìn)行測(cè)試,會(huì)得到不同

的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。拉伸速度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)機(jī)的技

術(shù)特點(diǎn)、試樣的材質(zhì)、尺寸及實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)

確定,以保證所測(cè)鋼筋抗拉強(qiáng)度性能的準(zhǔn)確性。除有關(guān)技術(shù)條件或有特殊要求外,屈服前

應(yīng)力增加速度為10MPa/s,生產(chǎn)檢驗(yàn)允許采用10~30MPa/s的應(yīng)力增加速度;屈服后實(shí)

驗(yàn)機(jī)活動(dòng)夾頭在負(fù)荷下的移動(dòng)速度應(yīng)不大于0.5L/min。當(dāng)不需要測(cè)定屈服指標(biāo)時(shí),按規(guī)

定的速度且平穩(wěn)而無(wú)沖擊性地施荷即可。

材料在不同的溫度條件下,一般都表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)或性能差異,鋼筋也是如

此。鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)應(yīng)在10~35℃的溫度條件下進(jìn)行,如果實(shí)驗(yàn)溫度超出這一范圍,應(yīng)在

實(shí)驗(yàn)記錄和報(bào)告中予以注明。

2.試樣制備

鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)所用的試件不得進(jìn)行車削加工,可用兩個(gè)或一系列等分小沖點(diǎn)或細(xì)劃線

標(biāo)出試件的原始標(biāo)距,并測(cè)量標(biāo)距長(zhǎng)度,精確至0.1mm,見(jiàn)圖2-4。試件兩端應(yīng)留有一定

的富余長(zhǎng)度,以便實(shí)驗(yàn)機(jī)鉗口能夠牢固地夾持試樣,同時(shí)試件標(biāo)距端點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾持點(diǎn)

之間還要留有0.5~1倍鋼筋直徑的距離,避免試件標(biāo)距部分處在實(shí)驗(yàn)機(jī)的鉗口內(nèi)。

圖2-4 鋼筋拉伸試件

a—試樣原始直徑;L0 —標(biāo)距長(zhǎng)度;Lc —試樣平行長(zhǎng)度;

h—夾頭長(zhǎng)度;h1 — (0.5~1)a

2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.根據(jù)被測(cè)鋼筋的品種和直徑,確定鋼筋試樣的原標(biāo)距L0,L0 =5a、10a或100a(

18

a為鋼筋直徑)。

2.用鋼筋打點(diǎn)機(jī)在被測(cè)鋼筋的表面打刻標(biāo)點(diǎn)。打刻標(biāo)點(diǎn)時(shí),能使標(biāo)點(diǎn)準(zhǔn)確清晰即可,

不要用力過(guò)大和破壞試件的原況;否則,會(huì)影響鋼筋試件的測(cè)試結(jié)果。

3.接通實(shí)驗(yàn)機(jī)電源,啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)油泵,使實(shí)驗(yàn)機(jī)油缸升起,度盤指針調(diào)零。根據(jù)鋼

筋直徑的大小選定實(shí)驗(yàn)機(jī)的合適量程,控制好回油閥。

4.夾緊被測(cè)鋼筋,使上下夾持點(diǎn)在同一直線上,保證試樣軸向受力。不得將試件標(biāo)

距部位夾入實(shí)驗(yàn)機(jī)的鉗口中,試樣被夾持部分不小于鉗口的三分之二。

5.啟動(dòng)油泵,按要求控制實(shí)驗(yàn)機(jī)的拉伸速度,測(cè)力度盤的指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的恒定負(fù)

荷或不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)最小負(fù)荷,即為鋼筋的屈服點(diǎn)荷載,記錄屈服點(diǎn)荷載。

6.屈服點(diǎn)荷載測(cè)出并記錄后,繼續(xù)對(duì)試樣施荷直至拉斷,從測(cè)力度盤讀出最大荷載,

記錄最大破壞荷載。

7.卸去試樣,關(guān)閉實(shí)驗(yàn)機(jī)油泵和電源。

8.測(cè)量試件斷后標(biāo)距。將試樣拉斷后的兩段在拉斷處緊密對(duì)接起來(lái),盡量使其軸線

位于一條線上,拉斷處若形成縫隙時(shí),此縫隙應(yīng)計(jì)入試樣拉斷后的標(biāo)距部分長(zhǎng)度內(nèi)。

1)當(dāng)拉斷處到鄰近標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于L0/3時(shí),可用游標(biāo)卡尺直接量出斷后標(biāo)

距L1。

2)當(dāng)拉斷處到鄰近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于L0/3時(shí),可按移位法確定斷后標(biāo)距

L1,即在長(zhǎng)段上,從拉斷處O 點(diǎn)取等于短段格數(shù),得B 點(diǎn),再取等于長(zhǎng)段所余格數(shù) (偶

數(shù),見(jiàn)圖2-5a)的一半,得C 點(diǎn);或者取所余格數(shù) (奇數(shù),見(jiàn)圖2-5b)減1與加1的一

半,得C 與C1 點(diǎn)。移位后的L1 =AB+2BC 或L1 =AB+BC+BC1。當(dāng)直接測(cè)量所求

得的伸長(zhǎng)率能夠達(dá)到技術(shù)條件要求的規(guī)定值時(shí),則可不必采用移位法。

圖2-5 移位法測(cè)量鋼筋斷后標(biāo)距示意圖

(a)長(zhǎng)段所余格數(shù)為偶數(shù);(b)長(zhǎng)段所余格數(shù)為奇數(shù)

2.2.4 計(jì)算與結(jié)果評(píng)定

1.鋼筋的屈服點(diǎn)σs 和抗拉強(qiáng)度σb 分別按下式計(jì)算:

σs=

Fs

A

,σb=

Fb

A

(2-1)

式中 σs 、σb ———鋼筋屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度 (MPa);

Fs 、Fb ———鋼筋屈服荷載和最大荷載 (N);

A ———鋼筋試件橫截面積 (mm2)。

由于直徑與橫截面積之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)鋼筋試件的公稱直徑已知時(shí),為計(jì)算快捷和

方便,試件的橫截面積可按表2-10查用。

19

鋼筋公稱直徑與橫截面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系 表2-10

公稱直徑a(mm) 橫截面積A (mm2) 公稱直徑a(mm) 橫截面積A (mm2)

8 50.27 22 380.1

10 78.54 25 490.9

12 113.1 28 615.8

14 153.9 32 804.2

16 201.1 36 1018

18 254.5 40 1257

20 314.2 50 1964

鋼筋的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度計(jì)算精度按下述要求確定。當(dāng)σs 、σb 均大于1000MPa時(shí),

精確至10MPa;當(dāng)σs 、σb 在200~1000MPa時(shí),精確至5MPa;當(dāng)σs 、σb 小于200MPa

時(shí),精確至1MPa。

2.鋼筋短、長(zhǎng)試樣的伸長(zhǎng)率分別以δ5、δ10 表示,定標(biāo)距試樣的伸長(zhǎng)率應(yīng)附該標(biāo)距長(zhǎng)

度數(shù)值的角注。鋼筋伸長(zhǎng)率δ5 (或δ10)按下式計(jì)算,精確至1%:

δ5(或δ10)=

L1 -L0

L0

×100% (2-2)

式中 δ5、δ10———分別為L(zhǎng)0 =5a、L0 =10a時(shí)鋼筋的伸長(zhǎng)率 (%);

L0 ———鋼筋原標(biāo)距長(zhǎng)度 (mm);

L1 ———試件拉斷后直接量出或按移位法確定的標(biāo)距長(zhǎng)度 (mm)。

在結(jié)果評(píng)定時(shí),如發(fā)現(xiàn)試件在標(biāo)距端點(diǎn)上或標(biāo)距外斷裂,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效,應(yīng)重做實(shí)

驗(yàn)。對(duì)鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)的兩根試樣,當(dāng)其屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率三個(gè)指標(biāo)均符合前述對(duì)

鋼筋性能指標(biāo)的規(guī)定要求時(shí),即判定為合格。如果其中一根試樣在三個(gè)指標(biāo)中有一個(gè)指標(biāo)

不符合規(guī)定,則判定為不合格,應(yīng)取雙倍數(shù)量的試樣重新測(cè)定三個(gè)指標(biāo)。在第二次拉伸實(shí)

驗(yàn)中,如仍有一個(gè)指標(biāo)不符合規(guī)定,不論這個(gè)指標(biāo)在第一次實(shí)驗(yàn)中是否合格,拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)

果即作為不合格。

2.2.5 注意事項(xiàng)

1.在鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)拉力未達(dá)到鋼筋規(guī)定的屈服點(diǎn) (即處于彈性階段)而

出現(xiàn)停機(jī)等故障時(shí),應(yīng)卸下荷載并取下試樣,待恢復(fù)正常后可再做拉伸實(shí)驗(yàn)。

2.當(dāng)拉力已達(dá)鋼筋所規(guī)定的屈服點(diǎn)至屈服階段時(shí),不論停機(jī)時(shí)間多長(zhǎng),該試樣按報(bào)

廢處理。

3.當(dāng)拉力達(dá)到屈服階段,但尚未達(dá)到極限時(shí),如排除故障后立即恢復(fù)實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)

果有效;如故障長(zhǎng)時(shí)間不能排除,應(yīng)卸下荷載取下試樣,該試樣作報(bào)廢處理。

4.當(dāng)拉力達(dá)到極限 (度盤已退針),試件已出現(xiàn)頸縮,若此時(shí)伸長(zhǎng)率符合要求,則判

定為合格;若此時(shí)伸長(zhǎng)率不符合要求,應(yīng)重新取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.3 鋼 筋 冷 彎 實(shí) 驗(yàn)

鋼筋冷彎實(shí)驗(yàn)也是鋼筋力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)鋼筋進(jìn)行冷彎實(shí)驗(yàn),可

20

對(duì)鋼筋塑性進(jìn)行定性檢驗(yàn),同時(shí)可間接判定鋼筋內(nèi)部的缺陷及可焊性。

2.3.1 主要儀器設(shè)備

1.液壓萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī):同拉伸實(shí)驗(yàn)要求,單功能的壓力機(jī)也可進(jìn)行鋼筋冷彎實(shí)驗(yàn)。

2.鋼筋彎曲機(jī):帶有一定彎心直徑的冷彎沖頭。

3.鋼筋反復(fù)彎曲機(jī)等。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.鋼筋冷彎試件不得進(jìn)行車削加工,根據(jù)鋼筋的型號(hào)和直徑,確定彎心直徑,鋼筋

混凝土用熱軋帶肋鋼筋的彎心直徑按表2-11確定。將彎心頭套入實(shí)驗(yàn)機(jī),按圖2-6 (a)

調(diào)整實(shí)驗(yàn)機(jī)平臺(tái)上的支輥距離L1:

L1 =(d+3a)±0.5a (2-3)

式中 d ———彎曲壓頭或彎心直徑 (mm);

a———試件厚度或直徑或多邊形截面內(nèi)切圓直徑 (mm)。

鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋彎心直徑 (mm) 表2-11

牌號(hào) 公稱直徑d 彎心直徑

HRB400

RRBF400

HRB400E

RRBF400E

6~25 4d

28~40 5d

>40~50 6d

HRB500

RRBF500

HRB500E

RRBF500E

6~25 6d

28~40 7d

>40~50 8d

HRB600

6~25 6d

28~40 7d

>40~50 8d

2.放入鋼筋試樣,將鋼筋面貼緊彎心棒,旋緊擋板,使擋板面貼緊鋼筋面或調(diào)整兩

支輥距離到規(guī)定要求。

3.調(diào)整所需要彎曲的角度 (180°或90°)。

圖2-6 鋼筋冷彎實(shí)驗(yàn)裝置圖

(a)冷彎試件安裝;(b)試件彎曲180°;(c)試件彎曲90°

4.蓋好防護(hù)罩,啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī),平穩(wěn)加荷,使鋼筋彎曲到所需要的角度。當(dāng)被測(cè)鋼筋

彎曲至規(guī)定角度 (180°或90°)后,見(jiàn)圖2-6 (b)、(c),停止冷彎。

5.揭開(kāi)防護(hù)罩,拉開(kāi)擋板,取出鋼筋試樣。

21

6.檢查、記錄試樣彎曲處外表面的變形情況。

2.3.3 結(jié)果判定

鋼筋彎曲后,按有關(guān)規(guī)定檢查試樣彎曲外表面,鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋現(xiàn)

象。當(dāng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未作具體規(guī)定時(shí),檢查試樣彎曲外表面,若無(wú)裂紋、裂縫或裂斷等現(xiàn)象,

則判定試樣合格。檢查結(jié)果的界定見(jiàn)表2-12。在微裂紋、裂紋、裂縫中規(guī)定的長(zhǎng)度和寬

度,只要有一項(xiàng)達(dá)到其規(guī)定范圍,即應(yīng)按該級(jí)評(píng)定。

鋼筋彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定 表2-12

結(jié) 果 判 定 依 據(jù)

完 好 試樣彎曲處的外表面金屬基體上,無(wú)肉眼可見(jiàn)因彎曲變形產(chǎn)生的缺陷

微裂紋 試樣彎曲外表面金屬基體上出現(xiàn)的細(xì)小裂紋,其長(zhǎng)度小于等于2mm,寬度小于等于0.2mm

裂 紋

試樣彎曲外表面金屬基體上出現(xiàn)開(kāi)裂,其長(zhǎng)度大于2mm 且不大于5mm,寬度大于0.2mm 且不大

于0.5mm

裂 縫 試樣彎曲外表面金屬基體上出現(xiàn)明顯開(kāi)裂,其長(zhǎng)度大于5mm,寬度大于0.5mm

裂 斷 試樣彎曲外表面出現(xiàn)沿寬度貫裂的開(kāi)裂,其深度超過(guò)試樣厚度的三分之一

2.3.4 鋼筋反向彎曲實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)

1.反向彎曲實(shí)驗(yàn)的彎心直徑比彎曲實(shí)驗(yàn)相應(yīng)增加一個(gè)鋼筋直徑。反向彎曲實(shí)驗(yàn)先正

向彎曲90°,后反向彎曲20°。經(jīng)反向彎曲實(shí)驗(yàn)后,鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。

2.反向彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí),經(jīng)正向彎曲后的試件,應(yīng)在100℃溫度下保溫不少于30min,經(jīng)

自然冷卻后再反向彎曲。當(dāng)能保證鋼筋人工時(shí)效后的反向彎曲性能時(shí),正向彎曲后的試樣

亦可在室溫下直接進(jìn)行反向彎曲。

2.3.5 金屬線材反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)

當(dāng)需要進(jìn)行金屬線材反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí),試樣的選擇應(yīng)從外觀檢查合格線材的任意部位

截取;試樣應(yīng)盡可能是直的,試件長(zhǎng)度為150~250mm,實(shí)驗(yàn)時(shí)在其彎曲平面內(nèi)允許有輕

微的彎曲。必要時(shí)可對(duì)試樣進(jìn)行矯直,當(dāng)用手不能矯直時(shí),可將試樣置于木材或塑料平面

上,用由這些材料制成的錘輕輕錘直。矯直時(shí)試樣表面不得有損傷,也不允許有任何扭

曲。一般按下述步驟進(jìn)行:

1.使彎曲臂處于垂直位置,將試樣由撥桿孔插入并夾緊其下端,使試樣垂直于彎曲

圓柱軸線所在的平面。

2.操作應(yīng)平穩(wěn)而無(wú)沖擊,彎曲速度每秒不超過(guò)一次,要防止溫度升高而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.將試樣從起始位置向右 (左)彎曲90°返回至原始位置,作為第一次彎曲;再由起

始位置向左 (右)彎曲90°返回至起始位置,作為第二次彎曲。依次連續(xù)反復(fù)彎曲,連續(xù)

進(jìn)行到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的彎曲次數(shù)或試樣折斷為止;如有特殊要求,可彎曲到不用放大

工具即可見(jiàn)裂紋為止。試樣折斷時(shí)的最后一次彎曲不計(jì)。

2.3.6 注意事項(xiàng)

1.在鋼筋彎曲實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)采取適當(dāng)防護(hù)措施 (如加防護(hù)罩等),防止鋼筋斷裂時(shí)

飛出傷及人員和損壞臨近設(shè)備。彎曲碰到斷裂鋼筋時(shí),應(yīng)立即切斷電源,查明情況。

2.當(dāng)鋼材冷彎過(guò)程中發(fā)生意外故障時(shí),應(yīng)卸下荷載,取下試樣,待恢復(fù)后再做冷彎

實(shí)驗(yàn)。

22

2.4 鋼筋沖擊韌性實(shí)驗(yàn)

衡量材料抗沖擊能力的指標(biāo)用沖擊韌性來(lái)表示,沖擊韌性通過(guò)沖擊實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。沖擊

實(shí)驗(yàn)是在一次沖擊載荷作用下,顯示試件缺口處的韌性或脆性的力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。雖

然實(shí)驗(yàn)中測(cè)定的沖擊吸收功或沖擊韌性不能直接用于工程計(jì)算,但它可以作為判斷材料脆

化趨勢(shì)的一個(gè)定性指標(biāo),并且可作為檢驗(yàn)材質(zhì)熱處理工藝的一個(gè)重要手段;這是因?yàn)樗鼘?duì)

材料的品質(zhì)、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感,而這點(diǎn)恰是靜載實(shí)驗(yàn)所無(wú)法揭示的。

圖2-7 沖擊實(shí)驗(yàn)原理圖

測(cè)定沖擊韌性的實(shí)驗(yàn)方法有多種,簡(jiǎn)支梁式

沖擊彎曲實(shí)驗(yàn)是最常用的方法,另外還有低溫夏

比沖擊實(shí)驗(yàn)法和高溫夏比沖擊實(shí)驗(yàn)法。由于沖擊

實(shí)驗(yàn)受到多種內(nèi)在和外界因素的影響,要想正確

反映材料的沖擊韌性,必須使用標(biāo)準(zhǔn)的沖擊實(shí)驗(yàn)

方法和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的儀器設(shè)備。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)原理

沖擊實(shí)驗(yàn)是基于能量守恒原理,即沖擊試樣

消耗的能量是擺錘實(shí)驗(yàn)前后的勢(shì)能差。實(shí)驗(yàn)時(shí),

把試樣放在圖2-7的B 處,將擺錘舉至高度為

H 的A 處自由落下,沖斷試樣即可。

擺錘在A 處具有的勢(shì)能:

E=mgH =mgL(1-cosα) (2-4)

沖斷試樣后,擺錘在C 處具有的勢(shì)能:

E1 =mgh=mgL(1-cosβ) (2-5)

勢(shì)能差E-E1 即為沖斷試樣所消耗的沖擊功AK:

AK =E-E1 =mgL(cosβ-cosα) (2-6)

式中 mg ———擺錘重力;

L ———擺長(zhǎng) (擺軸到擺錘重心的距離);

α———沖斷試樣前擺錘揚(yáng)起的最大角度;

β———沖斷試樣后擺錘揚(yáng)起的最大角度。

2.4.2 主要儀器設(shè)備

沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī) (圖2-8)和游標(biāo)卡尺等。

2.4.3 試件制備

本實(shí)驗(yàn)采用 U形缺口沖擊試樣,見(jiàn)圖2-9,試樣缺口底部應(yīng)光滑,沒(méi)有與缺口軸線平

行的明顯劃痕。加工缺口試樣時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制其形狀﹑尺寸精度以及表面粗糙度。如果沖

擊試樣的類型和尺寸不同,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果則不能直接比較和換算。

2.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.測(cè)量試樣的幾何尺寸和缺口處的橫截面尺寸。

2.根據(jù)估計(jì)的材料沖擊韌性大小,選擇實(shí)驗(yàn)機(jī)的擺錘和表盤。

23

圖2-8 沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖與實(shí)物圖

圖2-9 沖擊試樣示意圖

3.安裝試樣,如圖2-10所示。

4.將擺錘舉起到高度為H 處并鎖住,然后釋放擺錘。沖斷試樣后,待擺錘揚(yáng)起到最

大高度再次回落時(shí),立即剎車,使擺錘停住。

5.記錄表盤上所示的沖擊功AKU 值,取下試樣,觀察斷口。

圖2-10 沖擊實(shí)驗(yàn)示意圖

2.4.5 計(jì)算與結(jié)果判定

沖擊韌性值是反映材料抵抗沖擊載荷的綜合性能指標(biāo),它隨著試樣的絕對(duì)尺寸﹑缺口

形狀﹑實(shí)驗(yàn)溫度等變化而不同。沖擊韌性值αKU 按下式計(jì)算:

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αKU =

AKU

S0

(2-7)

式中 αKU ———沖擊韌性值 (J/cm2);

AKU ———U形缺口試樣的沖擊吸收功 (J);

S0 ———試樣缺口處斷面面積 (cm2)。

比較分析兩種材料抵抗沖擊時(shí)的吸收功,觀察破壞斷口的形貌特征。

2.5 鋼筋焊接接頭實(shí)驗(yàn)

在實(shí)際工程中,經(jīng)常出現(xiàn)鋼筋連接的情況,而焊接是鋼筋最常用的連接方式,接頭的

焊接質(zhì)量,將直接影響鋼筋的整體性能及其質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)時(shí),首先要對(duì)鋼筋焊接接頭的外觀

質(zhì)量進(jìn)行檢查,當(dāng)接頭外觀質(zhì)量檢查合格時(shí),才可進(jìn)行鋼筋焊接接頭的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。由

于鋼筋焊接接頭力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)原理、方法和操作過(guò)程與鋼筋的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)基本相同,

所以本節(jié)只對(duì)鋼筋焊接接頭實(shí)驗(yàn)作一般性介紹。

2.5.1 鋼筋焊接接頭外觀檢查與質(zhì)量要求

鋼筋焊接接頭種類與質(zhì)量要求見(jiàn)表2-13。

鋼筋焊接接頭種類與質(zhì)量要求 表2-13

接頭種類 質(zhì) 量 要 求

閃光對(duì)焊接頭

電渣壓力焊接頭

(1)閃光對(duì)焊接頭處不得有橫向裂紋,消除受壓面的金屬毛刺和鐓粗部分,且與母材表面

齊平;

(2)與電極接觸處的鋼筋表面不得有明顯燒傷;

(3)接頭處的彎折角應(yīng)不大于3°,接頭處的軸線偏移不大于0.1倍鋼筋直徑且不大于2mm

電弧焊接頭

(1)焊縫表面應(yīng)平整,不得有凹陷或焊瘤;

(2)焊接接頭區(qū)域不得有裂紋

氣壓焊頭

(1)兩鋼筋軸線彎折角應(yīng)不大于3°;

(2)壓焊面偏移應(yīng)不大于0.15倍鋼筋直徑且不大于4mm

2.5.2 鋼筋焊接接頭力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)方法

對(duì)外觀檢查合格的鋼筋接頭可進(jìn)行力學(xué)性能實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有抗拉強(qiáng)度及冷彎性能,

具體實(shí)驗(yàn)方法同前所述的鋼筋力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法。

2.結(jié)果判定

1)拉伸實(shí)驗(yàn)

鋼筋閃光對(duì)焊接頭、電弧焊接頭、電渣壓力焊接頭、氣壓焊接頭、箍筋閃光對(duì)焊接

頭、預(yù)埋件鋼筋T形接頭的拉伸實(shí)驗(yàn),應(yīng)從每一檢驗(yàn)批接頭中隨機(jī)切取3個(gè)接頭進(jìn)行實(shí)

驗(yàn)并應(yīng)按下列規(guī)定對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定:

(1)符合下列條件之一,應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭拉伸實(shí)驗(yàn)合格:①3個(gè)試件均斷于鋼筋

母材,呈延性斷裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;②2個(gè)試件斷于鋼

筋母材,呈延性斷裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;③另一試件斷于

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焊縫,呈脆性斷裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

注:試件斷于熱影響區(qū),呈延性斷裂,應(yīng)視作與斷于鋼筋母材等同;試件斷于熱影響區(qū),呈脆性斷

裂,應(yīng)視作與斷于焊縫等同。

(2)符合下列條件之一,應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn):①2個(gè)試件斷于鋼筋母材,呈延性斷裂,其

抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;另一試件斷于焊縫,或熱影響區(qū),呈脆性

斷裂,其抗拉強(qiáng)度小于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。②1個(gè)試件斷于鋼筋母材,呈脆性斷

裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;另2個(gè)試件斷于焊縫或熱影響區(qū),

呈脆性斷裂。③3個(gè)試件均斷于焊縫,呈脆性斷裂,其抗拉強(qiáng)度均大于或等于鋼筋母材

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

(3)當(dāng)3個(gè)試件中有1個(gè)試件抗拉強(qiáng)度小于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)

批接頭拉伸實(shí)驗(yàn)不合格。

(4)復(fù)驗(yàn)時(shí),應(yīng)切取6個(gè)試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:若有4個(gè)或4個(gè)以上試件斷于鋼

筋母材,呈延性斷裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;另2個(gè)或2個(gè)以

下試件斷于焊縫,呈脆性斷裂,其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)評(píng)定

該檢驗(yàn)批接頭拉伸實(shí)驗(yàn)復(fù)驗(yàn)合格。

(5)可焊接余熱處理鋼RRB400W 焊接接頭拉伸實(shí)驗(yàn),其抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合同級(jí)別熱軋

帶肋鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值540MPa的規(guī)定。

(6)預(yù)埋件鋼筋T形接頭拉伸實(shí)驗(yàn),3個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均大于或等于表2-14的規(guī)

定值時(shí),應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭拉伸實(shí)驗(yàn)合格。若有一個(gè)接頭試件抗拉強(qiáng)度小于表2-14的

規(guī)定值時(shí),應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)時(shí),應(yīng)切取6個(gè)試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其抗拉強(qiáng)度均大于或等于表

2-14的規(guī)定值時(shí),應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭拉伸實(shí)驗(yàn)復(fù)驗(yàn)合格。

預(yù)埋件鋼筋T形接頭抗拉強(qiáng)度規(guī)定值 表2-14

鋼筋牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度規(guī)定值 (MPa)

HPB300 400

HRB335、HRBF335 435

HRB400、HRBF400 520

HRB500、HRBF500 610

RRB400W 520

2)彎曲實(shí)驗(yàn)

鋼筋閃光對(duì)焊接頭、氣壓焊接頭進(jìn)行彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)從每一個(gè)檢驗(yàn)批接頭中隨機(jī)切取

3個(gè)接頭,焊縫應(yīng)處于彎曲中心點(diǎn),彎心直徑和彎曲角度應(yīng)符合表2-15的規(guī)定。

接頭彎曲實(shí)驗(yàn)指標(biāo) 表2-15

鋼筋牌號(hào) 彎心直徑 彎曲角度 (°)

HPB300 2d

HRB335、HRBF335 4d

HRB400、HRBF400、RRB400W 5d

HRB500、HRBF500 7d

90

注:1.d 為鋼筋直徑 (mm);

2.直徑大于25mm的鋼筋焊接接頭,彎心直徑應(yīng)增加1倍鋼筋直徑。

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彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行評(píng)定:

(1)當(dāng)試件彎曲至90°,有2個(gè)或3個(gè)試件外側(cè) (含焊縫和熱影響區(qū))未發(fā)生寬度達(dá)

到0.5mm的裂紋,應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭彎曲實(shí)驗(yàn)合格。

(2)當(dāng)有2個(gè)試件發(fā)生寬度達(dá)到0.5mm的裂紋,應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

(3)當(dāng)有3個(gè)試件發(fā)生寬度達(dá)到0.5mm 的裂紋,應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭彎曲實(shí)驗(yàn)不

合格。

(4)復(fù)驗(yàn)時(shí),應(yīng)切取6個(gè)試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)不超過(guò)2個(gè)試件發(fā)生寬度達(dá)到0.5mm的

裂紋時(shí),應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批接頭彎曲實(shí)驗(yàn)復(fù)驗(yàn)合格。

復(fù) 習(xí) 思 考 題

2-1 鋼筋拉伸和冷彎試件分別是怎樣制作的? 拉伸速度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?

2-2 怎樣處理斷口出現(xiàn)在標(biāo)距外時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?

2-3 同一品種鋼筋的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度有何關(guān)系? 工程設(shè)計(jì)時(shí)為何要以屈服點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)?

2-4 如何確定沒(méi)有屈服現(xiàn)象或屈服現(xiàn)象不明顯鋼筋的屈服點(diǎn)?

2-5 沖擊韌性值為什么只能用于相對(duì)比較,而不能用于定量換算? 沖擊試樣為什么要開(kāi)缺口?

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鋼 筋 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

組別 同組實(shí)驗(yàn)者

日期 指導(dǎo)教師

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2.實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算

1)拉伸實(shí)驗(yàn)

試件

編號(hào)

公稱

直徑

(mm)

原截面

面積

(mm2)

標(biāo)距

長(zhǎng)度

(mm)

屈服

荷載

(N)

最大

荷載

(N)

斷后標(biāo)距

內(nèi)長(zhǎng)度

(mm)

屈服

強(qiáng)度

(MPa)

抗拉

強(qiáng)度

(MPa)

斷口

位置

注:鋼筋種類 ,實(shí)驗(yàn)室溫度 ,拉伸速度 。

2)冷彎性能檢查

試件

編號(hào)

試件直徑

(mm)

試件長(zhǎng)度

(mm)

彎曲狀況

(彎心直徑及角度)

彎曲處

側(cè)面和外面情況

冷彎結(jié)果評(píng)定

3)沖擊韌性實(shí)驗(yàn)

試件尺寸

(cm)

試件缺口

形狀

缺口處橫截

面面積

(cm2)

沖擊吸收功

(J)

沖擊韌性值

(J/cm2)

斷口形貌特征

根據(jù) 標(biāo)準(zhǔn),該組鋼筋符合 級(jí)鋼筋性能要求。

4)鋼筋焊接接頭實(shí)驗(yàn)

接頭

種類

試件

編號(hào)

外觀檢查情況

抗拉強(qiáng)度 (MPa) 冷彎性能

焊接前 焊接后 焊接前 焊接后

結(jié)果判定

3.分析與討論

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