桥涵工程试验检测桥梁第三章桥梁工程原材料试验检测x讲解

1、桥,梁,2014,年公路试验检测人员,考试培训,第三章,桥梁工程材料试验检测,第一节,石料,本节重点：,1.,石料技术标准,2.,石料力学性能试验,3.,石料抗冻性能试验,石料制品：,片石、块石、粗料石等。,用途：,用于砌体工程，包括拱圈、墩台、基础、锥坡等。,一、石料基本要求,物理、几何尺寸要求；力学性能要求,1.,物理要求,（,1,）应符合设计的类别和强度；石质均匀、不宜风化、无裂,纹。,（,2,）严寒地区（一月份平均气温低于,-10,）满足抗冻性指标。,抗冻性指标：石料在含水饱和状态下经,-,15的冻结与融化,的循环次数后，石料无明显损伤（裂缝、脱层、边角损坏），,且强度不低于试验前的,

2、0.75,倍。,冻融循环次数：大中桥：,50,次；,小桥和涵洞：,25,次,（,3,）具有耐风化和抗侵蚀性。用于浸水和气候潮湿地区的受,力结构的石材软化系数不低于,0.8.,2,规格（尺寸）要求,片石：厚度不小于,150mm,块石：厚度,200300mm,，宽度,=11.5,倍厚度，长度,=1.53,倍厚度,粗料石：厚度,200300mm,，宽度,=11.5,倍厚度，长度,=2.54,倍厚,拱石：厚度不小于,200mm,，高度,=1.22,倍厚度，长度,=2.54,倍厚,二、,石料单轴抗压强度试验,1.,单轴抗压强度试验,强度影响因素：矿物组成和结构、含水率、试件尺寸。,软化性：指含水状态对石

3、料强度等级的影响。,2012S,三,13.,石料的抗压强度受一系列因素的影响和控制，如石料的,(,),。,A.,矿物组成和结构,B.,试验环境温度,C.,含水率,D.,试件尺寸,（,1,）仪器设备,压力实验机：,精度,1%,，加载范围：,20-80%,；加载控制；承压板尺寸；刚度、,不平度；球面座；,切石机或钻石机、磨平机,烘箱、干燥器、游标卡尺、角尺、水池,2012S,二,19.,钢筋试件破坏荷载必须大于试验机全量程的,20%,且小于,试验机全量程。,(,),2012y,二,30.,混凝土抗压强度试验时，试件破坏荷载必须在压力机量,程的范围之内。,(,),（,2,）试样制备,立方体试件，边长

4、,70mm,2mm,。,试件个数：,6,个,有显著层理的岩石，分别沿平行和垂直层理方向制取,6,个。,平面度公差：小于,0.05mm,；垂直度偏差：小于,0.25,（,3,）试验步骤,1,）试件编号，测量边长（顶、底面），计算受压面积,2,）确定试件含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态,烘干方法：,105110,，,1224h,，冷却至室温（,20,2,）,强制饱和法：,A,：沸煮法饱和试件：,称重,注水,1/2,高度，静置,2,h,试件浸没、沸煮,6h,冷却、擦干、称重。,B,：真空抽气法饱和试件,3,）选定合适压力机。试件对正上、下承压板，不得偏心,4,）加压破坏。加载速率：,0.51.

5、0MPa,记录破坏荷载和出现现象。,2012Y,一,29.,石料抗压强度试验的步骤为,(,),。,对试件进行饱水处理对试件编号，用卡尺量取试件尺寸,(,精确至,0.1mm),试件自由浸水,48h,后取出，擦干表面，放在压力机上进行强度试验,施加在试件上的荷载要始终保持一定的应力增长速率，即施加应力速率在,0.5-1.0MPa/s,的限度内，,直至试件破坏记录最大荷载,P,A.,B.,C.,D.,（,4,）抗压强度计算,抗压强度,结果评定：同时给出各试件的试验值和平均值,软化系数,R,W,饱和状态强度；,R,d,干燥状态强度,结果评定：,3,个试件平行试验，取算术平均值，最大和最小,值不超过平均

6、值,20,。,否则，另取,4,个试件，取最接近的,3,个,值的平均值作为计算结果，报告应同时列处,4,个值。,i,i,i,A,P,R,?,d,W,p,R,R,K,?,三、石料抗冻性试验,抗冻性指岩石在吸水饱和状态下经受规定冻融循环（冻结,和融化）次数后抵抗破坏的能力。用质量损失率和冻融系数表,示。,三个指标：强度变化、质量损失、外观变化,抗冻性评定标准：材料无明显损伤、质量损失率不大于,2%,、,强度不低于,75%,。,冻融次数：严寒地区,25,次；寒冷地区,15,次。,1,、仪器设备,2,、试样,立方体试件，边长,70mm,2mm,。,试件个数：,6,个（,3,个测,质量损失率，,3,个测耐

7、冻系数）,3,、试验步骤,（,1,）试样编号、外观描述、测量受压面积、烘干试样称,重。,（,2,）吸水饱和，冻结（,-,15,、,4h,），融解（,20,、,4h,）,反复冻融试验。,（,3,）每隔一定冻融循环次数后，检查试件有无剥落、裂,缝、分层及掉角等现象。,（,4,）冻融循环后称重，烘干称重；测吸水饱和抗压强度,吸水饱和方法：略,4.,质量损失率计算,取,3,个试件平均值,5.,冻融后吸水率,6.,冻融系数,7.,评定指标,（,1,）质量损失率,2,（,2,）冻融系数（耐冻系数）K75 ,（,3,）试件外形无变化,2012Y,二,26.,试件经冻融试验后的抗压强度与冻融前的抗压强度的乘积

8、,m,m,m,L,s,f,s,100,?,?,?,m,m,m,s,f,f,sa,100,?,?,?,?,S,f,f,R,R,K,?,四、砌筑用砂浆,（,1,）类别、强度等级符合设计要求；,（,2,）砂子粒径要求；,（,3,）配合比设计：稠度,50-70mm,（,4,）机械拌合；,3-5min,砂浆搅拌完,3-4h,用完，气温超过,30,度,2-3h,用完。,第二节,混凝土,本节重点,:,1.,混凝土力学性能,2.,混凝土试件制作方法,3.,混凝土力学性能检测方法,4.,混凝土收缩、徐变测试方法,2012S,一,1,，,Y,一,21,.,在试验室拌制混凝土时其材料用量应以,(,),计。,A.,体

9、积,B.,质量,C.,容重,D.,密度,一、混凝土的配制验材料,1,水泥,1.1,公路桥涵工程采用的水泥符合国家标准通用硅酸盐,水泥的规定。当混凝土中采用碱活性集料时，宜选用含碱,量不大于,0.6%,的低碱水泥。,混凝土强度与水胶比、集料配合比等因素有关，而关系最大的是水泥,的强度。以低强度的水泥配置高强度混凝土，水泥用量大，不仅不经济,而且水化热大宜产生裂缝；以较高强度的水泥配置较低强度混凝土，水,泥用量少但不能少于规范要求，否则，混凝土和易性不好，宜离析且浇,注质量差。,1.2,水泥进场后检验。,1.3,公路桥涵混凝土工程宜采用散装水泥；采用袋装水泥,应防止受潮，且不得长期露天堆放。,修订

10、目的：达到节能减排和环境保护的要求，以及减少浪费、降低,劳动强度、改善施工条件等要求提出,。,2,细集料,2.1,细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净且粒径小于,5mm,的河砂,(,人工砂,),。,细骨料不宜采用海砂，不得不采用海砂时,，应经冲洗处理。,2.2,细集料检验内容：外观、筛分、细度模数、有机物含量、含泥,量、泥块含量及人工砂的石粉含量等；必要时尚应对坚固性、有害,物质含量、氯离子含量及碱活性等指标进行检验。,2.3,细集料颗粒级配标准,细度模数仅砂的全部颗粒粗细程度，而不能反映颗粒级配程度，细度模数相同,而级配不同的砂，会有不同的很混凝土配置性质。,有关资料表明：合格粒径与良好

11、级配的集料可使混凝土用水量降低约,20,，有,可能减少收缩值,100,10,-6,因此条文列入各种级配区的级配。,3,粗集料,3.1,粗集料宜采用质地坚实、均匀洁净、级配合理、粒形良好、吸,水率小的碎石或卵石。技术指标表,3-5,本次修订列入集料的表观密度、松散堆积密度和孔隙率等指标，它间接反映,了集料的级配情况。在集料中，均要求“采用吸水率小的集料”。,根据有关资料：在集料中应注意吸水率的问题，考虑到混凝土的耐久性，采用,吸水率大的集料所配制出的混凝土会有较大的长期收缩，影响混凝土的抗裂,性。如砂岩集料的吸水率是石灰岩,20,倍，用它制成的混凝土,1,年收缩率是石灰,岩的,3-4,倍。,修改

12、：在保证其他要求的条件下，采用岩石的抗压强度与混,凝土强度之比不应小于,1.5,倍；对,C80,以上的超高强混凝土，比,值建议采用,1.2,。,3.2,粗集料坚固性试验符合有关规定。,3.3,粗集料宜采用连续两级配或连续多级配，不宜采用单粒级配或间,断级配配置。必须使用时，应通过试验验证。,粗集料的良好级配应是空隙小、水泥用量少、不宜离析及和易性好。,3.4,粗集料最大粒径不得超过结构最小边尺寸的,1/4,和钢筋最小净距,的,3/4,；在两层或多层密布钢筋结构中，不得超过钢筋最小净距的,1/2,，同时最大粒径不得超过,75mm,；混凝土实芯板的骨料最大粒径,不宜超过板厚的,1/3,且不得超过,

13、37.5mm,。泵送混凝土碎石不超过输,送管径,1/3,；卵石不超过,1/2.5,。,3.5,施工前对所用的粗集料进行碱活性检验，在条件许可时宜避免采,用具有碱活性反应的粗集料，必须采用时应采取必要的抑制措施。,“碱,-,集料反应”,称为“混凝土癌症”,3.6,检验内容：外观、颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、压碎值,等指标。,4,水,5,外加剂,外加剂与水泥、矿物掺合料之间具有良好的相容性。,外加剂应经过具备相关资质的检测机构检验并出具检验合格,证明的产品。,外加剂使用注意事项：,（,1,）根据工程特点选用合适的外加剂,（,2,）注意外加剂的质量,（,3,）注意水泥品种的选用,（,4,）使用

14、前应进行试验,（,5,）注意掌握掺量,（,6,）采用适宜的掺加方法（先掺法、同掺法、滞后法,2-3min,、后掺法）,（,7,）注意调整混凝土配合比,6,掺合料（粉煤灰、矿渣粉）,作用,1,）提高混凝土密实度，提高抗冻、抗渗性能；（,2,）增加混凝土的,含灰量，提高流动性（泵送混凝土）；（,3,）配置高强度、高性能混凝土。,二、混凝土性能试验试件尺寸及数量,包括：抗压强度、轴心抗压强度、静力受压弹性模量、劈,裂抗拉强度、抗折强度,（一）试件,1.,试件尺寸及最大,项目,试件形状,试件尺寸,修正系数,试件个数,备注,抗压强度,立方体,100,100,100,0.95,3,150,150,150,

15、1.00,标准,200,200,200,1.05,圆柱体,100,200,0.95,3,150,300,1.00,标准,200,400,1.05,轴心抗压,棱柱体,150,150,300,1.00,3,标准,圆柱体,150,300,1.00,标准,静力受压,弹性模量,棱柱体,150,150,300,1.00,6,标准,圆柱体,150,300,1.00,标准,劈裂抗拉,强度,立方体,150,150,150,1.0,3,标准,圆柱体,150,300,1.00,标准,抗折强度,棱柱体,150,150,550,150,150,600,1.00,3,标准,试件尺寸公差,公差包括尺寸公差和形位公差，对力学

16、性能影响很大。,承压面平面度公差靠试模内表面平整度控制；,相邻夹角公差不仅靠相邻面夹角控制，还取决于每次安装试模的精,度。,所以，要保证试件的形位公差符合要求，不但应采用符合标准的试,模制作试件，而且高度重视试模安装精度。,角度偏差不超过,0.5,尺寸误差不超过,1 mm,。,“环箍效应”压力机承压钢板横向变形小于混凝土试块横向变,形，二者之间产生摩擦阻力，约束混凝土横向膨胀，提高强度。试件尺,寸越大，环箍效应越显著。,混凝土试件越小，测得强度越高。（内部缺陷少）,三、混凝土性能试验设备,搅拌机：自由式或强制式搅拌机,振动台：标准振动台,试模：,捣棒：直径,16mm,，长度,600mm,钢垫板

17、,：大于等于,C60,，垫钢垫板，设置防崩裂网,。,1.,试模,:,符合技术要求,每,3,月检查,1,次,2.,振动台,:,符合技术要求,由法定计量部门定期检验,周期,1,年,有计,量鉴定报告,.,3.,压力实验机：精度,1,，破坏荷载范围：,20, 80,定期标定，具有计量证书，周期,1,年。,4.,钢垫板,:,不小于试件承压面积,厚度,25 mm,，平面公差,0.04,mm,表面硬度,55HRC,，硬化层厚度,5 mm,。,5.,其他器具,钢板尺、卡尺、半球形捣棒,四、混凝土试件制作及现场取样方法,（,1,）制作要求,试模尺寸检查。重点表面平整度和交角，涂脱模剂。,混合料取样：从同一盘混凝

18、土或同一车混凝土中取样，取样数,量比需要量多,20%,；,5min,内进行塌落度或维勃试验；,15min,内开始,做试件。,在实验室拌制时，计量精度满足：,水泥、掺合料、水、外加剂：,0.5,集料,:,1.0,成型时间：不宜超过,15min,。,成型方法：,塌落度小于,25mm:,插入振捣成型；塌落度大于,25mm,且小于,70mm:,标准振动,台成型；坍落度大于,70mm,宜捣棒人工成型。,（,2,）制作步骤,混凝土拌和物须从三处以上不同部位抽取，至少用铁锨来回拌和,3,次,振动台成型,一次装模，抹刀沿试模壁插捣，混凝土高出试模。,试模应附着或固定在振动台上，振动应持续到表面出浆为止，不宜过

19、振。,刮出多余混凝土，待混凝土初凝时用抹刀抹平。,人工插捣成型,分两层装模，每层厚度大致相等,按螺旋方向从边缘向中间均匀进行。插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；,振捣上层应插入下层,2030 mm,；插捣时应保持垂直，最后用抹刀沿试模内壁插拔,数次。,插捣次数：不少于,12,次,/10000 mm2,。用皮锤轻轻敲击四周，消除空洞；刮出,多余混凝土，待混凝土初凝时用抹刀抹平。,插入式振捣棒成型,一次入模,，用抹刀沿内壁插捣，使拌和物高出试模。,宜用直径,25mm,插入式振捣棒，距试模底,1020mm,且不得,触及试模底板，振动到表面出浆为止，以免过振造成混凝土,离析，一般振捣时间,20S,

20、；缓慢拔出振捣棒。,刮出多余混凝土，待混凝土初凝时用抹刀抹平。,（,5,）试件养护,成型后用不透水薄膜覆盖表面。,标准养护条件方法：在温度（,20,5,）环境中,静置,12,昼夜,，编,号、拆模。标养室养护（,温度,20,2,、湿度,95,以上,）或温度,20,2,的不流动的,Ca(OH),2,饱和溶液中养护。,防止,Ca(OH),2,溶出,同条件养生试件：拆模时间与实际构件的拆模时间相同。,标准养护时间：,28,天,非标准养护时间：,1,、,3,、,7,、,60,、,90,、,180,天,2012S,一,5.,混凝土试块标准养生条件应为,(,),。,A. 20,3,，相对湿度,90% B.

21、23,土,3,，相对湿度,95%,C. 20,2,，相对温度,90% D. 20,土,2,，相对湿度,95%,2012Y,三,28.,混凝土试件拆模后应静置一至二昼夜后放入标养室内养护。,(,),五,抗压强度试验,1.,试验步骤,（,1,）检查压力机,（,2,）取样试验。试件表面与承压面干净，试件的承压面与成型顶面垂,直；试件中心与试验机下压板中心对准，调整球座使其接触均衡。,（,3,）均匀加载。,C30,，,0.30.5MPa/s,C30 C60,，,0.50.8MPa/s,C60,，,0.81.0MPa/s,（,4,）试件接近破坏开始急剧变形时，停止油门直至破坏。记录破坏荷,载,。,2.,

22、结果计算评定,（,1,）,(,精确至,0.1),（,2,）强度评定：一般取平均值。,最大值或最小值中,有,1,个与中间值的差值超过,15,时,，取中,间值作为试验值；如最大、最小值与中间值差值均超过,15,时，,该组试件作废。,2012S,二,18.,当一组混凝土试块中的两个试块测试强度均与中,值的偏差大于,15%,时，该组混凝土强度不合格。,( ),A,F,f,cc,?,例：某组混凝土试件强度测试值为,28.2MPa,、,36.5MPa,、,30.2MPa,，试确定改组试件的强度值。,中间值：,30.2 Mpa,差值：,30.2-28.2=2 2/30.2=6.6,15,36.5-30.2=

23、6.3 6.3/30.2=20.9,15,测试值：取中间值,30.2MPa,混凝土质量检验和评定,一,.,混凝土的质量检验：,1,各种材料、各工程项目和各个工序，应经常进行检验，符合规范要求。,检验项目和次数应符合：,1,）浇筑混凝土前的检验：,(1),施工设备和场地；基础、钢筋、预埋件等隐蔽工程及支架、模板；混,凝土浇筑方法。,(2),混凝土组成材料质量及数量；混凝土配合比（包括外加剂,),及混凝土的,性能（如：凝结时间塔落度等）。,(3),养护方法及设施，安全、环保设施。,混凝土质量检验和质量标准,2,）拌制和浇筑混凝土时的检验：,(1),组成材料的外观及配料、拌制，每一工作班至少,2,次

24、，必要时随时抽样。,(2),混凝土的和易性（坍落度等,),每工作班至少,2,次。,(3),砂石材料的含水率，每日开工前,1,次，气候有较大变化时随时检测；并应,及时调整施工配比。,(4),钢筋、模板、支架等的稳固性和安装位置。,(5),混凝土的运输、浇筑方法和质量。,(6),外加剂使用效果。,(7),制取混凝土试件。,混凝土质量检验和质量标准,3,）浇筑混凝土后的检验：,(1),养护情况。,(2),混凝土强度，拆模时间。,(3),混凝土外露面或装饰质量。,4,）结构外形尺寸、位置、变形和沉降。,2.,隐蔽工程检查、分部工程检查、工程变更设计、施工技术修改、,施工方案变更、混凝土及钢筋混凝土工程

25、质量事故的发生和处理等,事项，应按有关规定及时通知有关人员。,混凝土质量检验和质量标准,3.,对混凝土的强度，应制取试件检验其标准养护条件下,28d,龄期抗压极限强度。试,件制取组数应符合下列规定：,1,）不同强度及不同配合比的混凝土应分别制取试件，试件应在浇筑地点或拌和地点,随机制取。,2,）浇筑一般体积结构物,(,如基础、墩台等,),，每一单元结构物应制取,2,组。,3,）桩身混凝土抗压强度：每根钻孔桩至少应制取,2,组；桩长,20m,以上者不少于,3,组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于,4,组。如换工作班时，每班应制取,2,组。,4,）连续浇筑大体积结构物混凝土，每,80,200m,3,

26、或每工作班制取,2,组。,5,）上部构造，主要构件长,16m,以下应制取,1,组，,16,30m,制取,2,组，,31,50m,制取,3,组，,50m,以上者不少于,5,组。小型构件每批或每一工作,班应制取不少于,2,组。,6,）小型构筑物（小桥涵、挡土墙）每一座或每工作班制取不少于,2,组；,当原材料和配合比相同，并由同一拌和站拌制时，可几座或几处合并制取,2,组。,质量标准,1,混凝土抗压强度应以标准条件下养护,28d,龄期试件的抗压强度进行评定,:,1,）应以强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比相同的混凝土组,成同一验收批，同一验收批的混凝土强度应以同批内所有各组标准尺寸试件的

27、,强度测定值,(,当为非标准尺寸试件时应进行强度换算,),为代表值。,2,）大桥等重要工程及中小桥、涵洞工程的试件大于或等于,10,组时，应以数理,统计方法按下述条件评定：,式中：,mf,cu,同批,n,组试件强度的平均值,(MPa),；,S,fcu,同批,n,组试件强度的标准差,(MPa),当,Sn 0.06R,时,取,Sn=0.06R,；,f,cu,k,混凝土立方体抗压强度标准值,(MPa),；,f,cu,min,试件中强度最低一组的值,(MPa),；,1,2,合格判定系数。,3,）中小桥及涵洞等工程，同批混凝土试件少于,10,组时，可用非统计方,法按下述条件进行评定：,3.,非标准试件强

28、度确定,C60,，采用非标准试件时按换算系数计算,边长,100mm,立方体,(0.95),、边长,200mm,立方体,(1.05),C60,，宜采用标准试件；使用非标准试件时由实验室确定换,算系数。,六,.,混凝土棱柱体轴心抗压强度试验,1.,试验步骤：,1,）取,3,个同制作和养护条件试件,检查,试件尺寸,(1mm),，保持原有湿度,2,）试件承压面与成型时的顶面垂直,试件中心与试验机下压板中心对齐，,调整球座使接触平衡,4,）均匀加载。,C30,，,0.30.5MPa/s,C30 C60,，,0.50.8MPa/s,C60,，,0.81.0MPa/s,5,）试件接近破坏开始急剧变形时，停止

29、油门直至破坏。,2.,结果计算评定,（,1,）,(,精确至,0.1),（,2,）强度评定：一般取平均值。,最大值或最小值中有,1,个与中间值的差值超过中间值的,15,时，取中间值作为试验值；如最大、最小值与中间值差值,均超过,15,时，该组试件作废。,3.,非标准试件强度确定,C60,，采用非标准试件时按换算系数计算,C60,，宜采用标准试件；使用非标准试件时由实验室确,定换算系数。,Y,一,30.,混凝土轴心抗压强度的测试中需要的试件数量为,( ),A.1,B. 2,C. 3 D.4,A,F,f,cp,?,七、混凝土棱柱体受压弹性模量试验,1.,仪器设备,(1),微变形测量仪：千分表,2,个

30、（,0,级或,1,级）；或精度不低,于,0.001mm,的其它仪表，如引伸仪。,(2),微变形测量仪固定架两对，标距为,150mm,。,(3),钢尺（量程,600mm,，分度值为,1mm,）、,502,胶水、铅,笔和秒表等,测定受压弹性模量，取轴心抗压强度,1/3,时对应的弹性模量。,2.,实验步骤,(1),试件尺寸,(2),同龄期同条件试件,6,根，,3,轴心抗压，,3,弹性模量。,(3),取,3,根试件进行轴心抗压强度试验,(4),.,取另,3,根试件作抗压弹性模笊试验，微变形测量,仪安装在试件两侧的中线上并对称于试件两侧。,(5),将试件移到压力机球座上，儿何对中。,(6),加载：0基准

31、应力,0.5MPa,对应的初始荷载值,F,0,，,保持,60S,并在,30s,内记录设测点的变形读数,0,继续,加载至,1/3fcp(,轴心抗压强度,),荷载值,Fa,，保持,60S,后,并在以后的,30S,记录变形值,a,。,(7),当两侧变形值之差比平均值大,20,时，重新对中,试件加载。如果无法减少至低于,20,时，本次试验,无效。,（,8,）预压。按前述方法,至少进行,2,次反复,预压，并在最后一次,预压完成后记录上述测值。,（,9,）加载至破坏，记录破坏荷载。如果破坏荷载与轴心抗压强,度之差超过,20,时，在报告中说明。,(10),卸除荷载,.,2.,结果计算评定,L,测量标距（,m

32、m,）,;,n=,a,-,0,n,最后一次F0Fa时试件两侧变形平均值。,强度评定：取,3,个试件测值的算术平均值。,如其循环后的任,1,个与循环前的轴心抗压强度值之差超过后者的,20,时，,取另两个测试值的算术平均值作为试验值；如果有两个试件超过上述规定时，,则此次试验无效。,2012S,一,4.,混凝土静力受压弹性模量试验须最少进行,( ),次预压,A. 1,B.2 C. 3,D.4,n,L,A,F,F,E,a,c,?,?,?,?,0,八,混凝土抗弯拉强度试验,1.,试验仪器,（,1,）压力试验机或万能试验机：,（,2,）抗弯拉试验装置,(,三分点处双点加荷,和,三点自由支承式,混凝土抗弯

33、拉强度与抗弯,拉弹性模量试验装置,),如图。,2.,试验步骤,（,1,）试件尺寸应符合表,3-9,的规定,150*150*550,，同时在试件长向中部,1/3,区段内表面不得有直径超过,5mm,、深度超过,2mm,的孔洞。,（,2,）试件取出后，及时试验，试件干湿状态不变。在试件中部量出其宽度,和髙度，精确至,1mm.,（,3,）调整两个可移动支座,将试件安放在支座上，试件成型时的侧面朝上，,几何对中后，务必使支座及承压面与活动船形垫块的接触面平稳、均匀,否,则应垫平。,（,3,）连续、均匀加载,。,C30,：,0.020.05MPa/s,C30 C60,：,0.050.08MPa/s,C60

34、,：,0.080.1MPa/s,（,4,）试件破坏，记录破坏荷载。,2.,结果计算评定,（,1,）试件下边缘断裂位置处于两个集中荷载作用线之间，精,确至,0.01mpa,强度评定：,取,3,个试件测值的算术平均值。,最大值或最小值中有,1,个与中间值的差值超过,15,时，取中,间值作为试验值；如最大、最小值与中间值差值均超过,15,时，,该组试件作废。,（,2,）若试件中有,1,个折断面位于两个集中荷载之外，则取另,外,2,个试件的计算结果。若该,2,个测值的差值不大于较小值的,15,，取,2,个平均值。否则试验无效,（,3,）若有,2,个试件折断面位于两个集中荷载之外，试验无效。,2,bh,

35、Fl,f,f,?,3.,非标准试件强度确定,C60,，采用非标准试件时按换算系数（,0.85,）计算,C60,，宜采用标准试件；使用非标准试件时由实验室确定换,算系数,。,九、劈裂抗拉强度试验,1.,试验步骤,（,1,）取,3,个同组试件,（,2,）检查试件，画出劈裂面位置,线,（,3,）安装试件，放妥垫条,（,4,）加压。连续均匀加,载，加载速度：,C30,：,0.020.05MPa/s,C30 C60,：,0.050.08MPa/s,C60,：,0.080.10MPa/s,2.,结果计算评定,强度评定：取,3,个试件测值的算术平均值。,最大值或最小值中有,1,个与中间值的差值超过,15,时

36、，,取中间值作为试验值；如最大、最小值与中间值差值均超过,15,时，该组试件作废。,3.,非标准试件强度确定（同上）,C60,，采用非标准试件时按换算系数（,0.85,）计算,C60,，宜采用标准试件；使用非标准试件时由实验室确,定换算系数。,A,F,A,F,f,ts,637,.,0,2,?,?,?,十,试验报告,试验报告应包括以下内容：,（,1,）要求检测的项目名称、执行标准,;,（,2,）原材料的品种、规格和产地；,（,3,）试验日期及时间；,仪器设备的名称、型号及编号；,（,5,）环境温度和湿度；,（,6,）水泥混凝土抗弯拉强度值；,（,7,）要说明的其它内容。,第三节,钢材,本节重点,

37、:,一,.,钢材力学性能和加工性能,二,.,实验方法,三,.,钢材的产品检验,一、钢材主要力学,性能和加工性能,包括：屈服强度、抗拉强,度、规定塑性延伸强度、断,后伸长率、最大力总伸长率,松弛、弯曲性能、应力松弛,性能、耐疲劳性、冲击性能,钢筋连接。,1.,屈服强度：,钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生,大量塑性变形时所对应的应力。,2.,抗拉强度：钢材所能承担的最大拉应力，钢材完全丧失了,对变形的抵抗能力而断裂,。屈强比：屈服强度,/,抗拉强度。,用来比较结构,的可靠性和钢材的有效,利用率。屈强比越小，结构可靠性越高；但比值太小，钢材,2012S,二,21.,预应力钢筋屈服强度是钢材所

38、能承受的最大拉应力。,(,),2012S,三,16.,强度是钢筋力学性能的主要指标，包括,(,),。,A.,屈服强度,B.,极限强度,C.,抗拉强度,D.,抗压强度,E.,结构强度,3.,规定塑性延伸强度：,中碳,钢和高碳钢没有明显的屈,服点，以塑性延伸率,0.2,的应力作为塑性延伸强度,R,p0.2,。,3,.,断后伸长率：,钢材受拉发生断裂时所能承受永久变形的能力。,拉,断后标准长度的增量与原标准长度之比的百分率。,4.,最大力总伸长率：,钢材拉伸试验中，应力或拉伸力达到最大值时的,原始标距伸长与原始标距之比,称为最大力总伸长率（以百分举表,示）。,5.,弯曲性能,反映钢材抵抗弯曲变形的能

39、力，同时显示钢材缺陷的一种工艺性,能。,试验参数：弯曲角度、弯心直径、反复弯曲次数,评定：弯曲处不产生裂纹、断裂、起层等现象即为合格。,7.,应力松弛,应力松弛是钢材在规定的温度和规定约束条件下，应力随时间而减少的现象。,松弛率为松弛应力与初始应力之比,用松弛率评价钢材的应力松弛性能。,S,二,17.,钢材的松弛率为试验时初始应力与松弛应力之比。,x,8.,耐疲劳性,钢材在反复应力作用下，使工作应力小于抗拉强度时而发生突然破坏。抗疲,劳破坏强度称为耐疲劳性。,9.,冲击韧性,钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收能量的能力，衡量钢材抵抗脆性破坏的力学,性能指标。,(,伸缩缝异型钢,),S,二,16.,

40、衡量钢材抵抗脆性破坏的力学性能指标是强度。,x,10.,钢筋连接,钢材连接通常采用焊接或机械连接。,二、试验方法,（拉伸,弯曲,反复弯曲）,1.,拉伸试验：,( 1,）,钢材的屈服强度、抗拉强度和伸长率等性能都可以通过拉伸,试验获得,拉伸试验应该按照,GB/T228.1-2010,金属材料拉伸试验,第一部分：,室内试验方法进行。,(2,）试验机应为,1,级或优于,1,级；一般应使用不劣于,1,级的引伸计,；测定具有较大延伸率的性能使用不劣于,2,级准确度的引伸计。,( 3,）试验应在室温,10-35,度范围进行，特殊要求为,23,5,C,。,(4,）试验速率采用应变速率控制（方法,A,）或应力

41、速率控制（方,法,B,）,1,）,.,屈服强度：,方法,A,：应变速率取,0.00025s,-1,，相对误差,20%,。,方法,B,：控制试验速率，可按材料弹性模量的大小取相应的应力速率。,弹性模量,E1.5x10,5,mpa,时取应力速率,20mpas,-1,；,弹性模量,E,1.5x10,5,mpa,时取应力速率,60mpas,-1,。,对于有明显屈服现象的钢筋可采用图解法或指针法测定上屈服强度和下,屈服强度。,2,）,.,抗拉强度：,方法,A,：应变速率取,0.0067s,-1,，相对误差,20%,。,方法,B,：在测定屈服强度或塑性延伸强度后，试验速率可采用不大于,0.008s,-1,

42、的应变速率。,也可采用图解法、指针法或自动测试系统等测定抗拉强度。,3,）,.,规定塑性延伸强度：,方法,A,：应变速率取,0.00025s,-1,，相对误差,20%,，可换成,横梁位移速率,。,方法,B,：控制试验速率，在弹性范围内：可按材料弹性模量的大小取相应的应,力速率。弹性模量,E1.5x10,5,mpa,时取应力速率,2-,20mpas,-1,；,弹性模量,E,1.5x10,5,mpa,时取应力速率,6-,60mpas,-1,；在塑性范围内改为按应变速率控制,，应力速率不超过,0.0025s,-1,。,在试验得到的应力一延伸率曲线图上，,画一条与曲线的弹性直线部分平行，且在,延伸轴上

43、与此直线段的距离等效于规定塑性,延伸率，例如,0.2%,的直线，此平行线与曲线,的交截点给出相应于所求规定塑性延伸强度,的力。将此力除以试样原始横截面得到规定,塑性延伸强度。,（平行线法）,如弹性部分不能明确，采用,滞后环法,p81,。,4,）,.,断后伸长率：,p82,方法,A,：应变速率取,0.0067s,-1,，相对误差,20%,。,方法,B,：在测定屈服强度或塑性延伸强度后，试验速率可采用不大于,0.008s,-1,的应变速率。,使用分辨力优于,0.1mm,的量具测定断后标距，准确值,0.25mm,。,试样被拉伸断裂后,应将其断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于,同一直线上，并采取特

44、别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后,标距。计算断后伸长率，,即断后标距减去原始标距，然后除以原始标距。,5,）,.,最大力总延伸率：,方法,A,：应变速率取,0.0067s,-1,，相对误差,20%,。,方法,B,：在测定屈服强度或塑性延伸强度后，试验速率可采用不大于,0.008s,-1,的应变速率。,用引仲计得到力一延伸曲线图上测定最大力时的总延伸，总延伸除以计,标距，得到最大力总延仲率。,如有些钢材在最大力时曲线呈现一平台，则取曲线平台中点的最大力对应,的总延伸，用该总延伸除以引伸计标距。,2.,弯曲试验：,弯曲实验装置：支辊式、,V,形模具式、虎钳式、翻,板式弯曲装置。,L=(

45、d+3a),0.5a,压头宽度大于试样宽度或直径，具有足,够的硬度。,弯曲试验后,不用,放大镜观察，弯曲表面无可见裂纹为合格。,3.,反复弯曲试验：,试验应在,10,35的室温下进行，如有特殊需要，则试验温度应,为,(23,5)。,试验步骤：,1,）根据线材直径，选择圆柱支座半径、圆柱支座顶部至拨杆底部,距离及拨杆孔直径；,2,）使弯曲臂处于垂直位置,将试样由拨杆孔插人，下端用夹块夹紧,并使试样垂直于圆柱支座轴线；,3,）将试样由垂直弯曲90o后返回起始位置作为第一次弯曲，再从起,始位置向相反方向弯曲90o，试样再返回起始位置作为第二次弯曲,，依次连续反复弯曲。,4,）弯曲试验应连续进行到相关

46、产品标准所规定的弯曲次数或肉眼,可见的裂纹为止，或者至试样完全断裂为止。,?,试样断裂的最后一次弯曲不计入弯曲次数,N,b,。,三、钢材产品检验,1,、,钢筋混凝土用钢筋、,2,、预应力混凝土用钢棒、,3,、预应力混凝土用钢,绞线、,4,、预应力混凝土用螺纹钢筋、,5,、碳素结构钢、,6,、低合金高强度,结构钢、,7,、桥梁用结构钢、,8,、钢筋焊接连接、,9,、钢筋机械连接。,1,、钢筋混凝土用钢筋,1,）热轧带肋钢筋,应进行力学、弯曲及反向弯曲、疲劳、焊接性能及表面质量等检查,热轧带肋钢筋分为,HRB335,、,HRB400,、,HRB500,、,HRBF335,、,HRBF400,、,H

47、RBF500,六个牌号，牌号中,HRB,代表普通热轧带肋钢筋、,HRBF,代表细晶粒热,轧带肋钢筋，若在牌号后面加上字母,E,（如,HRB400E,、,HRBF400E,），则表示,适用于有较高要求的抗震结构,。,P85,适用于抗震结构的热轧带肋钢筋还满足以下要求：,实测抗拉强度与实测屈服强度之比,R,0,m,/R,0,el,不小于,1.25,；,实测屈服强度与规定的屈服强度特征值之比,R,0,el,/R,el,不大于,1.30,；,最大力总伸长率,A,gt,不小于,9%,。,对于无无明显屈服现象的钢材，屈服强度特征值采用规定非比例延伸强度。,热轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能要求,GB 149

48、9.2,2007,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,表,面,形,状,牌号,公称直径,/mm,屈服点,R,el,(Mpa),抗拉强度,R,m,(Mpa),伸长率,A,(%),伸长率,A,gt,(%),不,小,于,带,肋,HRB335,HRBF335,6,25,28,40,40,50,335,455,17,7.5,HRB400,HRBF400,6,25,28,40,40,50,400,540,16,7.5,HRB500,HRBF500,6,25,28,40,40,50,500,630,15,7.5,2,）热轧光圆钢筋,应进行力学、弯曲及表面质量、形状、尺寸等检查。,表面形,状,牌号,公称直径,/mm,屈服

49、强度,MPa,抗拉强,度,MPa,伸长,率,%,最大力总,伸长率,%,不,小,于,光,圆,HPB235,6,12,235,370,25.0,10.0,HPB300,14,22,300,420,3,）,.,钢筋力学性能检测,（,1,）组批规则,按批进行检查验收，每批应有同一牌号、同一外形、同一规格、,同一生产工艺和同一交货状态的钢筋组成，每批不大于,60,吨。,Y,三,19,：,普通钢筋的组批规则有,(,),。,A.,同一牌号,B.,同一交货状态,C.,同一长度,B.,D.,每批不多于,60t E.,每批不多于,100t,（,2,）取样数量,钢筋种类,试件数量,拉伸试验,弯曲试验,反向弯曲,热轧

50、带肋钢筋,2,根,2,根,1,根（反弯）,热轧光圆钢筋,2,根,2,根,/,（,5,）复验与判定规则,屈服强度、抗拉强度、伸长率评定,屈服强度、抗拉强度、伸长率均应符合标准。,拉力试验的,2,根试件，如,1,根试件的屈服强度、抗拉强度、伸长,率,3,个指标中有,1,个指标不符合标准，即拉力试验不合格。需重新,取双倍试件重新试验,如仍有一个指标不合格，则该批钢筋不合格。,有下列情况之一者，试验结果无效：,试件断在标距之外（伸长率无效）,操作不当，影响试验结果,试验记录有误或设备发生故障。,二、预应力混凝土用钢棒,按照国家标准，预应力混凝土用钢棒是低合金钢热轧圆盘条经过冷加工,后（或不经过冷加工）

51、淬火和回火所得到,按表面形状分为光圆、螺旋槽、螺,旋肋和带肋钢棒。按不同的制造加工有不同的强度等级和试验要求，此外还,有延性级别和松弛级别要求。,1,）力学性能,p87,2,）弯曲性能（取,3,根试件）,3,）应力松弛性能,p88,（表,3-19,）,4,）其他检验项目（略）,三、预应力混凝土用钢绞线,按结构形式分,5,类：,1,）力学性能,p89,（表,3-20,）,最大力试样、非比例延伸率、最大力总伸长率试样均为,3,根,/,批，,从盘（任一）中任意一端截取。,2,）应力松弛性能,p92,（表,3-25,）：温度,20,2,，允许用至少,100h,测试数据推算,1000h,的松弛率。,3,

52、）其他检验项目（略）,四、预应力混凝土用螺纹钢（精轧螺纹钢）,采用热轧、轧后余热处现或热处理等工艺生产的，外有热,轧成的不连续外螺纹的直条钢筋，,可以与带有匹配形状的内螺纹的,连接器或锚具进行连接。,螺纹钢筋按屈服强度划分级别，用其代号为,PSB,加上规定服,强最小值表示。,1,）力学性能,p92,（表,3-26,）,2,）初始应力取,0.8,倍的屈服强度。,10000h,松弛率不大于,3%,。,试样数量,1,根,/1000t,。,3,）其他检验项目：表面质量、外形尺寸、疲劳性能,五、碳素结构钢,碳素结构钢：按钢材屈服强度分为,5,个牌号：,Q195,、,Q215,、,Q235,、,Q255,、,Q275,每个牌号由于质量不