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石灰、水泥及钢材试验方法!!!
【发布日期:2010-8-16

第一章 石灰、水泥及钢材试验 [试验内容和学习要求] 本章选编了:

(1)石灰CaO+MgO含量测定;

(2)水泥细度、标准稠度用水量、凝结时间及体积安定性试验;

(3)水泥胶砂强度试验;

(4)钢筋的拉伸及冷弯试验。要求学生通过试验:

(1)掌握盐酸溶液的配制及浓度标定;

(2)掌握EDTA标准溶液与氧化钙和氧化镁关系的标定;

(3)掌握石灰CaO+MgO含量的测定方法;

(4)了解水泥细度测定方法;

(5)掌握水泥标准稠度用水量,凝结时间和体积安定性的测定方法;

(6)掌握水泥胶砂强度测定方法并会确定强度等级;

(7)了解钢筋的拉伸和冷弯试验方法。试验一  石灰中有效氧化钙和氧化镁含量试验 见教材。试验二  水泥细度、标准稠度用水量、 凝结时间和体积安定性试验一、水泥细度试验(演示)  1.试验目的  通过筛析法测定水泥存留在80μm筛上的筛余量,用以评定水泥的质量,国标(GB175-1999)和(GB1344-1999)规定,普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥,80μm筛析法的筛余量不大于10%。 

2.试验仪具(1)试验筛:由圆形筛框和筛网组成。负压筛和水筛结构尺寸见图1-1所示。负压筛应附有透明筛盖,筛盖与筛上口应有良好的密封性。筛网应紧绷在筛框上,筛网和筛框接触处,应用防水胶密封,防止水泥嵌入。  (2)负压筛析仪:由筛座、负压筛、负压源和收尘器组成。其中筛座由转速为30±2r/min的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等构成,见图1-2所示。(3)天平:最大称量为100g,感量不大于0.05g。  

3.试验方法  (1)负压筛法 1)水泥样品应充分拌匀,通过0.9mm方孔筛,记录筛余物情况,要防止过筛时混进其它水泥。 2)筛析试验前,应把负压筛放在筛座上,盖上筛盖,接通电源,检查控制系统,调整负压至4000~6000Pa范围内。 3)称取试样25g,置于洁净的负压筛中,盖上筛盖,放在筛座上,开动筛析仪连续筛析2min,在此期间如有试样附着在筛盖上,可轻轻地敲击,使试样落下。筛毕,用天平称量筛 余物。 4)当工作负压小于4000Pa时,应清理吸尘器内水泥,使负压恢复正常。(2)水筛法 1)同前法处理样品。 2)筛析试验前,应检查水中无泥、砂,调整好水压及水筛架的位置,使其能正常运转。喷头底面和筛网之间距离为35~75mm。   3)称取试样50g,置于洁净的水筛中,立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后,放在水筛架上,用水压为0.05±0.02MPa的喷头连续冲洗3min。筛毕,用少量水把筛余物冲至蒸发皿中,等水泥颗粒全部沉淀后,小心倒出清水,烘干并用天平称量筛余物。

  4.结果计算水泥试验筛余百分数按式1-1计算: (1-1)式中: ——水泥试样的筛余百分数,%; ——水泥筛余物的质量,g;    ——水泥试样的质量,g。 计算结果精确至0.1%。二、水泥标准稠度用水量试验 1.试验目的测定水泥标准稠度用水量的目的,是为了在进行水泥凝结时间和安定性试验时,对水泥净浆在标准稠度的条件下测定,使不同水泥具有可比性。 2.试验仪具(1)水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪(标准法维卡仪):构造如图1-3所示。该仪器是由铁座1和可以自由滑动的金属圆棒2构成。松紧螺丝3用以调整金属棒的高低。金属棒上附有指针4,在量程0~75mm的标尺5上可指示出金属棒的下降距离。当测定标准稠度时,可在金属圆棒下装一试杆,有效长度为50mm±1 mm、由直径为Φ10mm±0.05mm的耐腐蚀金属制成。盛装水泥净浆的试模由耐腐蚀的、有足够硬度的金属制成。试模深为40mm±0.2mm、顶内径Φ65mm±0.5mm、底内径Φ75mm ±0.5mm的截顶圆锥体。 (2)水泥净浆搅拌机由搅拌叶和搅拌锅组成,搅拌叶宽度:111mm,搅拌锅内径×最大深度:160mm×139mm,拌锅与搅拌叶之间工作间隙:2±1mm (3)量水器:最小刻度为0.1ml,精度1% (4).天平:感量不大于1g。 

3.试验方法  (1)试验前必须做到: 1)维卡仪的金属棒能自由滑动。 2)调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点。 3)搅拌机运转正常。(2)水泥净浆的拌制搅拌锅和搅拌叶片先用湿棉布擦过,将拌和水倒入搅拌锅内,然后在5s~10s内小心将称好的500g水泥加入水中,防止水和水泥溅出;拌和时,先将锅放到搅拌机锅座上,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。(3)装模测试拌和结束后,立即将拌好的净浆装入已置于玻璃板上的试模中,用小刀插捣,轻轻振动数次,刮去多余净浆;抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在试杆下,降低试杆直至与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝1s~2s后,突然放松,使试杆垂直自由地沉入净浆中。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,立即擦净;整个操作应在搅拌后1.5min后完成。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。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量( ),按水泥质量的百分比计。 

4.试验结果水泥的标准稠度用水量( ),按式1-2计算: (1-2)式中: ——标准稠度用水量,%;    ——拌和用水量,ml; ——水泥试样,g; ——水的密度(设水在4℃时密度为1g/ml)。   三、水泥净浆凝结时间 

 1.试验目的  以标准稠度用水量制成的水泥净浆装在测定凝结时间用的圆模中,在凝结时间测定仪(标准维卡仪)上,以标准试针测试,用以检验水泥的初凝时间和终凝时间是否符合技术要求。

  2.试验仪具  (1)凝结时间测定仪(标准维卡仪):在测定凝结时间时,用试针如图1-5和试模尺寸如图1-4所示。 (2)湿气养护箱:应能使温度控制在20±3℃湿度大于90%。 (3)其它仪具同前。

  3.试验方法  (1)凝结时间用标准法维卡仪测定,此时仪器棒下端应改装为试针。 图1-5 测定凝结时间用试针 (2)测定前的准备工作:将圆模放在玻璃板上,在 a)初凝用试针 b)终凝用试针玻璃板及圆模内侧稍稍涂上一层机油,调整标准法维卡仪的试针接触玻璃板时指针应对准标尺零点。 (3)试件的制备,以标准稠度用水量加水按标准稠度净浆拌制操作方法制成标准稠度净浆后立即一次装入圆模振动数次刮平,然后放入湿气养护箱内。记录开始加水的时间作为凝结时间的起始时间。(4)初凝时间的测定:试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时,将圆模取出,进行第一次测定。测定时,将圆模放到试针下,使试针与净浆面接触,拧紧螺丝1~2s后突然放松,试针垂直自由沉入净浆,观察试针停止下沉或释放试针30s时指针读数。 当试针沉至距底板4mm±1mm时,为水泥达到初凝状态;由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间,用“min”表示。 (5)终凝时间的测定:为准确观测试针沉入的状况,在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后,立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下,翻转180°,直径大端向上,小端向下放在玻璃板上,再放入湿气养护箱中继续养护,临近终凝时间时每隔15min测定一次,当试针沉入试体0.5mm时,即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时,为水泥达到终凝状态,由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间,用“min”表示。最初测定时,应轻轻扶持金属棒,使其徐徐下降,以防试针撞弯,但结果以自由下落为准;在整个测试过程中,试针贯入的位置至少要距圆模内壁10mm。  临近初凝时,每隔5min测定一次,临近终凝时,每隔15min测定一次。每次测定不得让试针落人原针孔内,每次测定完毕应将试针擦净并将圆模放回湿气养护箱内,测定全过程中要防止圆模受振。四、水泥安定性试验

  1.试验目的  水泥安定性试验按现行(GB/T1346-2001)有两种测定方法,即雷氏法( 标准法)和试饼法(代用法),有争议时以雷氏法为准。雷氏法是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值,试饼法是观察水泥净浆试饼沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。 

2.试验仪具  (1)沸煮箱:有效容积约为410mm×240mm×310mm,蓖板结构应不影响试验结果,蓖板与加热器之间的距离大于50mm。箱的内层由不易锈蚀的金属材料制成,能在30mm土5min内将箱内的试验用水由室温升至沸腾并可保持沸腾状态3h以上,整个试验过程中不许补充水量。  (2)雷氏夹:由铜质材料制成,其结构如图1-6所示。当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上,另一根指针的根部再挂上300g质量的法码时,两根指针的针尖距离增加应在17.5±2.5mm范围以内,即2x=17.5±2.5mm(图1-7所示),当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。每个雷氏夹并需配两块质量为70~80g的玻璃板。(3)量水器:最小刻度为0.1ml,精度1%。  (4)天平:感量不大于1g。  (5)湿气养护箱:应能使温度控制在20±3℃湿度大于90%。(6)雷氏夹膨胀值测定仪:如图1-8所示,标尺最小刻度为1mm。

  3.试验方法(1)雷氏法 1) 以标准稠度的用水量,按前述方法制成标准稠度净浆。 2)将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上,并立刻将制好的标准稠度净浆装满试模,装模时一只手轻轻扶持试模,另一只手用宽约10mm的小刀插捣数次,然后抹平,盖上稍擦油的玻璃板,立刻将试模移至湿气养护箱内养护24±2h。 3)调整好沸煮箱内的水位,使能保证在整个煮沸过程中都没过试件,不需中途添补试验用水,同时保证能在(30±5)min内升至沸腾。   4)脱去玻璃板取下试件。测量试件指针尖端间的距离( ),精确到0.5mm。然后将试件放入水中蓖板上,指针朝上,试件之间互不交叉,然后在(30±5)min内加热至沸,并恒沸3h±5min。   5)沸煮结束,即放掉箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至恒温,取出试件,测量雷氏夹指针尖端间的距离( ),记录至小数点后一位。 2)试饼法 1)以标准稠度的用水量,按前述方法制成标准稠度净浆。   2)取出一部分标准稠度的净浆分成两等份,使之成球形,放在玻璃板上,轻轻振动玻璃板,并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹动,做成直径70~80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼,然后将试饼放入湿气养护箱内养护(24±2)h。 3)脱去玻璃板取下试件。先检查试饼是否完整(如已开裂翘曲需检查原因,确不是因外因引起时,该试饼为不合格,不必煮沸),在试饼无缺陷的情况下,将试饼放在沸煮箱的水中蓖板上,然后在(30±5)min内加热至沸,并恒沸3h±5min。

4.试验结果  沸煮结束后,即放掉水箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别:  (1)雷氏法当两个试件煮后增加距离( )的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格;当两个试件的( )值相差超过4.0mm时,应用同一样品水泥立即重做一次试验。  (2)试饼法目测未发现裂缝,用直尺检查也没有弯曲的试讲为安定性合格,反之为不合格,当两个试饼判别结果有矛盾时,该水泥的安定性为不合格。  

5.试验记录  水泥细度,标准稠度用水量,凝结时间,体积安定性试验记录见试验报告。试验三 水泥胶砂强度试验

1.试验目的测定硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥的抗折与抗压强度。

2.仪具与材料 (1)试验筛 金属丝网试验筛应符合国家标准《金属丝编织网试验筛》(GB/T6003.1—1997)要求。  (2)搅拌机 搅拌机(图1-9)属行星式,应符合JC/T681要求。用多台搅拌机工作时,搅拌锅和搅拌叶片应保持配对使用。叶片与锅之间的间隙,是指叶片与锅壁最近的距离,应每月检查一次。(3)试模 试模由三个水平的模槽组成,可同时成型三条截面为40mm×40mm,长160mm的棱形试体,其材质和制造尺寸应符合JC/T726-1997要求。 当试模的任何一个公差超过规定的要求时,就应更换。在组装备用的干净试模时,应用黄干油等密封材料涂敷模型的外接缝。试模的内表面应涂上一薄层模型油或机油。成型操作时,应在试模上面加有一个壁高的金属模套,当从上往下看时,模套壁与试模内壁应该重叠,超出内壁不应大于1mm。 为了控制料层厚度和刮平胶砂,应备有两个播料器和一金属刮平直尺。 (4)振实台 振实台(图1-12)应符合JC/T682-1997要求。振实台应安装在高度约400mm的混凝土基座上。混凝土体积约为0.25m3,重约600Kg。需防外部振动影响振实效果时,可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。 将仪器用地脚螺栓固定在基座上,安装后设备成水平状态,仪器底座与基座之间要铺一层砂浆以保证它们的完全接触。 (5)抗折强度试验机 抗折强度试验机应符合JC/T724的要求。试件在夹具中受力状态如图1-13。 通过三根圆柱轴的三个竖向平面应该平行,并在试验时继续保持平行和等距离垂直试件的方向,其中一根支撑圆柱能轻微地倾斜使圆柱与试件完全接触,以荷载沿试件宽向均匀分布,同时不产生任何 扭转应力。 抗折强度也可用抗压试验机来测定,此时应使用符合上述规定的夹具。  (6)抗压强度试验机 抗压强度试验机应具有这样的性能,在较大的五分之四量程范围内使用时记录的荷载应有±1%的精度,并具有按2400N/s±200N/s速率的加荷能力。它应有一个能指示试件破坏时荷载并把它保持到试验机卸荷以后的指示器。它可以用表盘里的峰值指针或显示器来达到。人工操纵的试验机应配有一个速度动态装置以便于控制荷载增加。压力机的活塞竖向轴应与压力机的竖向轴重合,在加荷时也不例外,而且活塞作用的合力要通过试件中心,压力机的下压板表面应与该机的轴线垂直并在加荷过程中一直保持不变。 压力机上压板球座中心应在该机竖向轴线与上压板下表面相交点上,其公差为±1mm。上压板在与试件接触时能自动调整,但在加荷期上下压板的位置应固定不变。 试验机压板应由维氏硬度不低于HV600硬质合金钢制成,最好为碳化 钨,厚度不小于10mm,宽为40mm±0.1mm,长度不小于40mm。压板和试件接触的表面平面度公差应为0.01mm,表面粗糙度应在N3~N6之间。当试验机没有球座,或球座已不灵活或直径大于120mm时,应采用规定的夹具。注:试验机的最大荷载以200KN~300KN为佳,可以有两个以上的荷载范围,其中最低荷载范围的最高值大致为最高范围里的最大值的五分之一。 (7)抗压强度试验机用夹具 当需要使用夹具时,应把它放在压力机的上下压板之间并与压力机处于同一轴线,以便将压力机的荷载传递至胶砂试件表面。夹具应符合JC/T683的要求,受压面积为40mm×40mm。夹具在压力机上位置见图1-14,夹具要保持清洁,球座应能转动以使其上压板能从一开始就适应试件的形状并在试验中保持不变。使用中夹具应满足JC/T683的全部要求。 (8)中国ISO标准砂 (9)水泥 当试验水泥从取样至试验要保持24h以上时,应把它储存在基本装满和气密的容器里,这个容器的材料应不会与水泥起化学反应。(10)水仲裁试验或其它重要试验用蒸馏水,其它试验可用饮用水。

3.试验步骤 (1)胶砂的制备 1) 配合比胶砂的质量配合比应为一份水泥三份标准砂和半份水(水灰比为0.5)。一锅胶砂成三条试件,每锅材料需要量如表1-1。 每锅胶砂材料数量 表1-1 材料量水泥品种 水 泥 g 标 准 砂 g 水 g 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 450±2 1350±5 225±1 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥 2)配料 水泥、砂、水和试验用具的温度与试验室相同,即试件成型试验室的温度应保持在20℃±2℃,相对湿度应不低于50%。称量用的天平精度应为±1g。当用自动滴管加225ml水时,滴管精度应达到±1ml。 3)搅拌 每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使揽拌机处于待工作状态,然后按以下的程序进行操作: ①把水加入锅里,再加入水泥,把锅放在固定架上,上升至固定位置。 ②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砂子加入。当各级砂是分装时,从最粗粒级开始,依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30s。 ③停拌90s,在第一个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂,刮入锅内。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段,时间误差应在±1s以内。 4)试件的制备 尺寸应是40mm×40mm×160mm的棱柱体。 胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上,用一个适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模,装每一层时,每个槽里约放300g胶砂,用大播料器播平,再振实60下。移走模套,从振实台上取下试模。用一金属直尺(见图1-)以近似90。的角度架在试模模顶的一端,然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动,一次将超过试模部分的胶砂刮去,并用同一直尺以近乎水平的情况下将试件表面抹平。 在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。 5)试件的养护 ①脱模前的处理和养护去掉留在模子四周的胶砂。立即将作好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护,湿空气应能与试模各边接触。养护时不应将试模放在其它试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前,用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和作其它标记。两个龄期以上的试体,在编号时应将同一试模中的三条试体分在两个以上龄期内。 ②脱模 脱模前应非常小心。(脱模时可用塑料锤子或橡胶锤子或专门的脱模器)对于24h龄期的,应在破型试验前20分钟内脱模。对于24h以上龄期的,应在成型后20h~24h之间脱模。 已确定作为24h龄期试验(或其它不下水直接作试验)的已脱模试体,应用湿布覆盖至做试验为止。 试件带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃,相对湿度不低于90%。 试件养护池水温度应在20±1℃范围内。 试验室空气温度和相对湿度及养护池水温在工作期间每天至少记录一次。 养护箱或雾室的温度与相对湿度至少每4小时记录一次,在自动控制的情况下记录次数可以酌减至一天记录二次。在温度给定范围内,控制所设定的温度应为此范围中值。 ③水中养护 将作好标记的试件立即水平或竖直放在20℃±1℃水中养护,水平放置时刮平面应朝上。 试件放在不易腐烂的篦子上,并彼此间保持一定间距,以让水与试件的六个面接触。养护期间试件之间间隔或试件上表面的水深不得小于5mm。 注:不宜用木篦子。 每个养护池只养护同类型的水泥试件。 最初用自来水装满养护池(或容器),随后随时加水保持适当的恒定水位,不允许在养护期间全部换水。 除24h龄期或延迟至48h脱模的试体外,任何到龄期的试体应在试验(破型)前15min从水中取出。揩去试件表面沉积物,并用湿布覆盖至试验为止。 ④强度试验试体的龄期试件龄期是从水泥和水搅拌开始试验时算起。不同龄期强度试验在下列时间里进行。 24h ± 15min 48h ± 30min 72h ± 45min 7d ± 2h 28d ± 8h 4.强度测定 (1)抗折强度测定 将试件一个侧面放在试验机支撑圆柱上,通过加荷圆柱以50N/S±10N/S的速率均匀地将荷载垂直地加在试件相对侧面上,直至折断。保持两个半截棱柱体处于潮湿状态直至抗压试验。 抗折强度 以牛顿每平方毫米(MPa)表示,按式1-3进行计算。 (1-3) 其中 ——折断时施加于棱柱体中部的荷载,牛顿(N); ——支撑圆柱之间的距离,mm; ——试件正方形横截面的边长,mm。(2)抗压强度测定 抗压强度试验通过抗压强度试验机和抗压强度试验机用夹具,在半截棱柱体的侧面上进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在±0.5mm内,半截棱柱体露在压板外的部分约有10mm。在整个加荷过程中以2400N/S±200N/S的速率均匀地加荷直至破坏。抗压强度 以牛顿每平方毫米(Mpa)为单位,按式1-4进行计算。 (1-4)其中 ——破坏时的最大荷载,牛顿(N); ——受压部分面积,mm2(40mm×40mm=1600 mm2) 5.试验结果 试验结果的确定 (1)抗折强度 以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果。当三个强度中有超出平均值±10%时,应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。 (2)以一组三个棱柱体得到的六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%,应剔除这个结果,而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数±10%的,则此组结果作废。 6.试验记录 水泥胶砂强度试验记录见试验报告。试验四   钢筋的拉伸试验 

 1.试验目的  抗拉强度是钢筋的基本力学性质。为了测定钢筋的抗拉强度,将标准试样放在压力机上,逐渐加一个缓慢的拉力载荷,观察由于这个载荷的作用所产生的弹性和塑性变形,直至试样拉断为止。即可求得钢筋的屈服点、抗拉强度、伸长率等指标,作为评定钢筋质量是否合格的一个试验项目。

  2.试验仪具  (1)万能材料试验机。  (2)游标卡尺、引伸计。 

 3.试验方法  (1)准备试样   1)在每批钢筋中任取两根,在距钢筋端部50cm处各取一根试样。 2)试验前,先将材料制成一定形状的标准试样,如图1-15所示。试样一般应不经切削加工。受拉力机吨位的限制,直径为22~41mm的钢筋可进行切削加工,制成直径(标距部分直径d0)为20mm的标准试样。试样长度:拉伸试样分短试件为5d0+200mm,或长 试件为10d0+200mm。当直径d0=10mm的试样,其标距长度l0=200mm(长试样,δ10)或100mm(短试样,δ5);标距部分到头部的过渡必须缓和,其圆弧尺寸R最小为5mm;l=230mm(长试样)或130mm(短试样);h=50~70mm。  3)标距部分直径d0的允许偏差为不大于±0.2mm;标距部分长度l0的允许偏差为不大于±0.1mm;试样标距长度内最大直径与最小直径的允许偏差为0.05mm。  (2)根据试样的横截面积确定试样的标距长度。然后按标距的两端用不深的冲眼刻划出标志,并按试样标距长度,以每隔5~10mm作一分格标志,以计算试样的伸长率用。(3)确定未经车削的试样截面面积A0(mm2)应按式1-5求得:              (1-5)式中: 一一钢筋的重量,g;    ——钢筋的长度,mm。  (4)将试样安置在万能试验机的夹头中,试样应对准夹头的中心,试样轴线应绝对垂直,然后进行拉伸试验,测定试样的屈服点(有明显屈服现象的材料),屈服强度(没有明显屈服现象的材料)、抗拉强度和伸长率。  1)屈服点的测定  ①测定屈服点时,在向试样连续而均匀地施加负荷的过程中,在液压式试验机上,当负荷指示器上的指针停止转动或开始回转(在杠杆式试验机上,杠杆平衡或开始明显下落)时之恒定,最大或最小负荷读数,即为屈服负荷 值。  ②屈服点也可以从试验机自动记录的负荷——伸长曲线上确定。屈服负荷系位于曲线上的一点,该点相当于负荷不变而试验继续伸长时之平台,或负荷开始下降而试样继续伸长时之最高或最低点,但此时曲线图纵坐标每1mm长度所代表的应力不得大于10MPa。   2)屈服强度的测定  对拉伸曲线无明显屈服现象的材料见图1-17所示则必须测定其屈服强度。  屈服强度 ——试样在拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2%时应力。  屈服强度可用图解法或引伸法测定。  图解法  ①将制备好的试样安装于夹头中,试样标距部分不得夹人钳口中,试样被夹长部分不小于钳口的三分之二。 ②试样被夹紧后,把自动绘图装置或电子引伸计调整好,处于工作状态。然后向试样连续均匀而无冲击地施加荷载。此时自动记录装置或电子引伸计绘出拉伸曲线。达到规定的要求停止试验,卸去试样关闭机器。   ③在自动记录装置(配合电子引伸计)绘出的或根据在荷载下活动夹头移动距离;或根据从测力度盘与示值引伸计读得的荷载与伸长值而绘出的拉伸曲线图1-18上,自初始弹性直线段与横坐标轴的交点O起截取一等于规定残余伸长的距离OD,再从D点作平行于弹性直线段的DB线交拉伸曲线于B点,对应于此点的荷载即为所求规定残余伸长应力荷载 。此时对于上述两种曲线应分别在引伸计基础长度 及试件平行长度 上求得规定残余伸长。前一种曲线的伸长放大倍数应不低于50倍,后者的夹头位移放大倍数可适当放低。而荷载坐标轴每毫米所代表的应力不大于10MPa。引伸计法  将试样固定在夹头内,施加约相当于屈服强度10%的初负荷 ,安装引伸计。继续施荷至2 ;保持5~10S后再卸荷至 ,记下引伸计读数作为条件零点。以后按如下两种方法往复加、卸荷(卸荷至 )或连续施荷,直至实侧或计算的残余伸长等于或大于规定残余伸长为止。 ①卸荷法:从 起第一次负荷加至使试样在引伸计基础长度内的部分所产生的总伸长 分格。式中第一项为规定残余伸长,第二项为弹性伸长。在引伸计上读出首次卸荷至 时的残余伸长,以后每次加荷应使试样产生的总伸长为:前一次总伸长加上规定残余伸长与该次残余伸长(卸荷至 )之差,再加上1~2分格的弹性伸长增量。 ②直接加荷法:从 起按测定 所述方法逐级施荷,求出弹性直线段相应于小等级负荷的平均伸长增量,由此计算出偏离直线段后的各级负荷的弹性伸长。从总伸长减去弹性伸长即为残余伸长。  3)抗拉强度的测定   ①将试样安置在拉力机上,连续施加负荷到拉断为止,此时从负荷指示器上读出的最大负荷即为抗拉强度的负荷 。   ②试样拉断后标距长度 测量,将试样拉断后的两段在拉断处紧密对接起来,尽量使其轴线位于一条直线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙,则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。 用下述方法之一测定。  直测法:如拉断处到邻近标距端点的距离大于1/3 时,可直接测量两端点间的距离。  移位法:如拉断处到邻近标距端点的距离小于或等于1/3 时,则可按下法确定 。在长段上从拉断处0取基本等于短端格数,得B点,接着取等于长段所余格数之半,得C点;或者取所余格数减1或加1之半,得C或C1点,移位后的 ,分别为AO+OB+2BC或者AO+OB+BC+BC1。   ③如试样裂断处与其头部(或夹头处)的距离等于或小于试样直径的两倍时,则试验无效。

  4.结果计算  屈服点:                (1-6)式中: ――相当于所求应力的负荷,N;    ――试样的原横截面积,mm2;    ――屈服强度,MPa,计算精确度应达5MPa。硬钢和线材的屈服点:                       (1-7)式中: ――相当于所求应力的负荷,N;    ――试样的原横截面积,mm2; ――硬钢和线材的屈服点,MPa,计算精确度与 相同。抗拉强度:                   (1-8)式中: ――试样拉断前的最大负荷,N;    ――试样的原横截面积,mm2;  ――试样的抗拉强度,MPa,计算精确度与 相同。伸长率:           (1-9)式中: ――试样拉断后标距部分的长度,mm;    ――试样原标距的长度,mm;    ——长试样及短试样的标志。长试样n=10,伸长率为δ10;短试样n=5,伸长率为δ5;    一-试样的伸长率,计算精度应达0.5%。 

5.试验结果评定  钢筋做拉伸试验的两根试样中,如其中一根试样的屈服点,抗拉强度、伸长率三个指标中,有一个指标不符合规定要求时,即为拉力试验不合格。应再取双倍数量的试样重新测定三个指标。在第二次拉伸试验中,如仍有一个指标不符合规定,不论这个指标在第一次试验中是否合格,拉力试验项目也作为不合格,该批钢筋即为不合格品。 

6.试验记录钢筋拉伸试验记录见试验报告。 试验五 钢筋的冷弯试验

1.试验目的 钢筋在冷的状态下进行冷弯试验,以表示其承受弯曲成要求角度及形状的能力,本试验法是以试件环绕弯心弯曲至规定角度,观察其是否有裂纹,起层或断裂情况。 冷弯试验是一种工艺试验。借此可了解受试钢材对某种工艺加工适合的程度。

2.试验仪具 万能机:附有冷弯支座和弯心,支座和弯心顶端圆柱应有一定的硬度,以免受压变形。亦可采用特制冷弯试验机。

3.试件制备 (1)直径为d之圆钢,边长为 之方钢,或宽度小于10mm,厚度为 之钢板,试件长度 =5 +150mm,宽度为b=2 ,并且b不小于10mm。  (2)其他制品及材料厚度大于30mm者,按技术条件特别规定。  (3)试件可由试样两端或端部截取,切割线与试件实际边距离不小于10mm。试样中间1/3范围内不准有凿冲等工具刻痕或压痕。  (4)试件应在常温下切割,可用车床、铣床或锯进行加工,但加工时应防止高热,棱边必须挫圆(圆的半径不小于2mm)。  (5)如必须采用有弯曲试样时,应用均匀压力使其压平。 

4.试验方法  (1)试验前,测量试样尺寸是否合格。  (2)选择适当之弯心直径d,按图1-20所示装置,支座之净距为 。(3)上升支座使弯心与试样接触,而后均匀加压直至规定之角度,如图1-21所示。  (4)如要弯成两臂平行,可一次绕弯心弯成,进行试验。 (5)如需压成两臂接触,可先弯成两臂平行,而后取出改放在压力机上压至试件两面两臂接触为止。 (6)压至规定条件后,检查试件弯曲处外部有无裂纹,起层分化或断裂等情况。

5.试验记录建筑钢材冷弯试验记录见试验报告 试验六 无机结合料稳定土的击实试验方法 1.试验目的和适用范围 (1)本试验法适用于在规定的试筒内,对水泥稳定土(在水泥水化前)、石灰稳定土及石灰(或水泥)粉煤灰稳定土进行击实试验,以绘制稳定土的含水量—干密度关系曲线,从而确定其最佳含水量和最大干密度。 (2)试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内,最大不得超过40mm(圆孔筛)。 (3)试验方法类别。本试验方法分三类,各类击实方法的主要参数列于表1-2。