土木工程材料原理与方法2试验机和变形仪分析重点
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技术标准
概念：一种共同的技术依据，是以往实践经验的 总结。
要正确认识、正确定位标准
技术标准不能违反国家和公共利益。 是一种最低的要求。 不可能适应各种情况，只适用于一般工程，仅代表一 些成熟经验的总结，一般不能及时的跟上新技术的发 展。 从本质上讲，总体上是暂时而相对稳定的，必须进行 不断的修订、再修订。
受荷面平整度：如受荷面平整度不够，会引起应力 集中而降低强度，成型面一般不作受压面
加荷速度：一般加荷速度快，强度高，反之则低， 因为当加荷快时，应变来不及发展即已破坏。
2020/1/21
试验基本技能
取样：代表性，有足够数量，一般为随机抽样， 采取标准规定的取样方法和取样数量，不同材料 不同测试内容取样方法数量不同。
试验目的，即评定。是否满足要求，其等 级如何，得出何种结论等
2020/1/21
6
修约规则
四舍六入五单双，五后非零应进一，五后为零视 单双，单进双不进。
将以下数据保留4位有效数字。
3.14159 2.71729 4.51050 4.51150 4.51050002
3.142 2.717 4.510 4.512 4.511
标养>90%
2020/1/21
10
试件尺寸
受压纵向变形的同时按泊松比效应也会产生横 向变形，由于试件与试验机承压板变形不同，
在支承面周界产生摩擦阻力，对试件的横向变 形起限制和约束作用，从而提高测试强度。
周界与承压面积之比值愈大，摩擦阻力也愈大， 强度愈高，同时阻力与接触面间距离成反比， 可采取涂石蜡等措施。
一般而言，小试件强度比大试件强度高，相同 受压面，高度大的比高度小的测试强度低。
Weibull最弱键理论认为小试件内部薄弱环节存
在的概率小，易密实，如棱柱体受压的抗压强
度约为正方体的0.65至0.85倍。
2020/1/21
11
受荷面平整度
如受荷面平整度不够，会引起应力集中而 降低强度，凸出来比凹下去对应力集中影 响更大,所以成型面一般不作受压面(水泥、 抗折、抗压、砼抗压中)如一定要作受压面， 必须找平。
技术标准的代号与编号
2020/1/21
标准的分类：
按发布单位与通用范围分为
国际 标准 标 准 国内 标准
国家标准
行业标准 地方标准(省标) 企业标准
其他：CCES，CECS
一般地标、企业标准的平均相对误差δ，相对标准
差Sr小于国标、部标。标准适用范围越广，其被承
认程度越高。
2020/1/21
基本技能
粉状材料密度实验应控制在20℃，钢筋测试10－ 35 ℃ 之间。
2020/1/21
8
湿度
两个含义：材料内部和外部的湿度；
湿度对不同材料的影响不同；
如对碳化引起的钢筋锈蚀，在不会发生 锈蚀的干燥环境，碳化速度与时间 t 的 0.5次方成正比。潮湿环境（RH=81%） 下与 t的0.4次方成正比，长期湿润下 （高湿度又经常受雨淋）甚至与 t 的0.1 次方成正比。
试验基本步骤
取样原则：具有代表性 仪器选择 试验：方案设计与试验 结果计算与评定 修约规则
试验条件的影响
2020/1/21
试验条件的影响
温度：部分材料影响不大，常温15～25℃时，但对 感温材料，应严格控制温度。
湿度：材料内部和外部的湿度；湿度对不同材料的 影响不同；
试件尺寸：一般小试件强度比大试件强度高，相同 受压面，高度大的比高度小的测试强度低。
木材R15=﹝1+α(W-15))
2020/1/21
9
水泥，砼，砂浆的温湿度要求
实验室
温度
相对湿 度
养护室 温度 相对湿度
其他
水泥 20±2℃
20±1℃ >90% 20±1℃水
混凝 土
砂浆
20±5℃ 20±5℃
≥50％ 20±2℃ >ຫໍສະໝຸດ Baidu5%
20±2℃ Ca(OH)2饱和溶 液
自养60~80%
20±2℃
2020/1/21
7
试验条件的影响—温度
部分材料影响不大，常温15～25℃时，但对感温材 料，应严格控制温度。
如沥青针入度，延度试验，需在25℃的恒温水溶中进行， 并用针入指数PI来表示其温度敏感性。
LogP＝AT＋K， T温度， P针入度：A针入度对温度的 敏感性，K常数。
其针入指数PI＝30/(1＋50A)－10，PI值的范围从约为-3 到约为＋7，表示沥青对温度极为敏感到温度敏感性很低。
仪器选择
称量、试验机等要注意最大量程和精度。
试验方法
有标准按标准进行，否则，可参照类似标准或拟定；
要求：试验方案可靠，取得的试验结果能够得到科学 的认同，相对稳定，结果能进行比较或者评定，且相 对误差小。
2020/1/21
5
结果计算与评定
一般取几次平均值，一般取三～四位有效 数字。
有效数字为=准确数+最末－位欠准数字； 一般其位数越多，其准确度越高。
2020/1/21
12
加荷速度
一般加荷速度快，强度高，反之则低，因为当 加荷快时，应变来不及发展即已破坏。
日本： R=R1(1+klgs) K=0.08 ； R1-0.07kgf/cm2/s 时 的 强 度 ,S 为 加 荷 速 度 kgf/cm2/s
试件大时加荷速度的影响<小试件；
混 凝 土 抗 压 ， <C30 ， 0.3~0.5MPa/s ， >C30 0.5~0.8MPa/s,>C60 0.8~1.0MPa/s 抗折<C30， 0.02～0.05， >C30 0.05～0.08， >C60 0.08~0.10MPa/s 水泥抗压2500±100N／S。
2020/1/21
13
材料试验机
材料试验机：在材料的力学性能试验中， 给试件施加荷载的设备。
常见有拉力、压力及万能试验机。 构造原理：
一般由三个系统组成：加荷载系统、测力系统 与试件装置系统。 系统彼此之间由机器支架联系在一起，有的试 验机还备有自动绘图装置及其它配件。
2020/1/21
加荷系统
两种加荷形式：油压式和机械传动式。
油压式：占大部分。利用手动油泵式电动 机驱动油泵，将油箱中的油打入工作油缸 产生油压，并作用到活塞上，活塞移动并 将力传到试件夹具，给试件加荷，加荷速 度由进油量来控制。
机械式传动式：利用螺旋与齿轮传动机构 式带动装有活动横梁的螺旋杆旋转，使试 件受荷，加荷速度取决于螺旋杆旋转速度，
概念：一种共同的技术依据，是以往实践经验的 总结。
要正确认识、正确定位标准
技术标准不能违反国家和公共利益。 是一种最低的要求。 不可能适应各种情况，只适用于一般工程，仅代表一 些成熟经验的总结，一般不能及时的跟上新技术的发 展。 从本质上讲，总体上是暂时而相对稳定的，必须进行 不断的修订、再修订。
受荷面平整度：如受荷面平整度不够，会引起应力 集中而降低强度，成型面一般不作受压面
加荷速度：一般加荷速度快，强度高，反之则低， 因为当加荷快时，应变来不及发展即已破坏。
2020/1/21
试验基本技能
取样：代表性，有足够数量，一般为随机抽样， 采取标准规定的取样方法和取样数量，不同材料 不同测试内容取样方法数量不同。
试验目的，即评定。是否满足要求，其等 级如何，得出何种结论等
2020/1/21
6
修约规则
四舍六入五单双，五后非零应进一，五后为零视 单双，单进双不进。
将以下数据保留4位有效数字。
3.14159 2.71729 4.51050 4.51150 4.51050002
3.142 2.717 4.510 4.512 4.511
标养>90%
2020/1/21
10
试件尺寸
受压纵向变形的同时按泊松比效应也会产生横 向变形，由于试件与试验机承压板变形不同，
在支承面周界产生摩擦阻力，对试件的横向变 形起限制和约束作用，从而提高测试强度。
周界与承压面积之比值愈大，摩擦阻力也愈大， 强度愈高，同时阻力与接触面间距离成反比， 可采取涂石蜡等措施。
一般而言，小试件强度比大试件强度高，相同 受压面，高度大的比高度小的测试强度低。
Weibull最弱键理论认为小试件内部薄弱环节存
在的概率小，易密实，如棱柱体受压的抗压强
度约为正方体的0.65至0.85倍。
2020/1/21
11
受荷面平整度
如受荷面平整度不够，会引起应力集中而 降低强度，凸出来比凹下去对应力集中影 响更大,所以成型面一般不作受压面(水泥、 抗折、抗压、砼抗压中)如一定要作受压面， 必须找平。
技术标准的代号与编号
2020/1/21
标准的分类：
按发布单位与通用范围分为
国际 标准 标 准 国内 标准
国家标准
行业标准 地方标准(省标) 企业标准
其他：CCES，CECS
一般地标、企业标准的平均相对误差δ，相对标准
差Sr小于国标、部标。标准适用范围越广，其被承
认程度越高。
2020/1/21
基本技能
粉状材料密度实验应控制在20℃，钢筋测试10－ 35 ℃ 之间。
2020/1/21
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湿度
两个含义：材料内部和外部的湿度；
湿度对不同材料的影响不同；
如对碳化引起的钢筋锈蚀，在不会发生 锈蚀的干燥环境，碳化速度与时间 t 的 0.5次方成正比。潮湿环境（RH=81%） 下与 t的0.4次方成正比，长期湿润下 （高湿度又经常受雨淋）甚至与 t 的0.1 次方成正比。
试验基本步骤
取样原则：具有代表性 仪器选择 试验：方案设计与试验 结果计算与评定 修约规则
试验条件的影响
2020/1/21
试验条件的影响
温度：部分材料影响不大，常温15～25℃时，但对 感温材料，应严格控制温度。
湿度：材料内部和外部的湿度；湿度对不同材料的 影响不同；
试件尺寸：一般小试件强度比大试件强度高，相同 受压面，高度大的比高度小的测试强度低。
木材R15=﹝1+α(W-15))
2020/1/21
9
水泥，砼，砂浆的温湿度要求
实验室
温度
相对湿 度
养护室 温度 相对湿度
其他
水泥 20±2℃
20±1℃ >90% 20±1℃水
混凝 土
砂浆
20±5℃ 20±5℃
≥50％ 20±2℃ >ຫໍສະໝຸດ Baidu5%
20±2℃ Ca(OH)2饱和溶 液
自养60~80%
20±2℃
2020/1/21
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试验条件的影响—温度
部分材料影响不大，常温15～25℃时，但对感温材 料，应严格控制温度。
如沥青针入度，延度试验，需在25℃的恒温水溶中进行， 并用针入指数PI来表示其温度敏感性。
LogP＝AT＋K， T温度， P针入度：A针入度对温度的 敏感性，K常数。
其针入指数PI＝30/(1＋50A)－10，PI值的范围从约为-3 到约为＋7，表示沥青对温度极为敏感到温度敏感性很低。
仪器选择
称量、试验机等要注意最大量程和精度。
试验方法
有标准按标准进行，否则，可参照类似标准或拟定；
要求：试验方案可靠，取得的试验结果能够得到科学 的认同，相对稳定，结果能进行比较或者评定，且相 对误差小。
2020/1/21
5
结果计算与评定
一般取几次平均值，一般取三～四位有效 数字。
有效数字为=准确数+最末－位欠准数字； 一般其位数越多，其准确度越高。
2020/1/21
12
加荷速度
一般加荷速度快，强度高，反之则低，因为当 加荷快时，应变来不及发展即已破坏。
日本： R=R1(1+klgs) K=0.08 ； R1-0.07kgf/cm2/s 时 的 强 度 ,S 为 加 荷 速 度 kgf/cm2/s
试件大时加荷速度的影响<小试件；
混 凝 土 抗 压 ， <C30 ， 0.3~0.5MPa/s ， >C30 0.5~0.8MPa/s,>C60 0.8~1.0MPa/s 抗折<C30， 0.02～0.05， >C30 0.05～0.08， >C60 0.08~0.10MPa/s 水泥抗压2500±100N／S。
2020/1/21
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材料试验机
材料试验机：在材料的力学性能试验中， 给试件施加荷载的设备。
常见有拉力、压力及万能试验机。 构造原理：
一般由三个系统组成：加荷载系统、测力系统 与试件装置系统。 系统彼此之间由机器支架联系在一起，有的试 验机还备有自动绘图装置及其它配件。
2020/1/21
加荷系统
两种加荷形式：油压式和机械传动式。
油压式：占大部分。利用手动油泵式电动 机驱动油泵，将油箱中的油打入工作油缸 产生油压，并作用到活塞上，活塞移动并 将力传到试件夹具，给试件加荷，加荷速 度由进油量来控制。
机械式传动式：利用螺旋与齿轮传动机构 式带动装有活动横梁的螺旋杆旋转，使试 件受荷，加荷速度取决于螺旋杆旋转速度，