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公路工程建筑材料试验检测讲座高久平湖南省交通建设质量监督试验检测中心 授课内容 1 普通钢筋2 通用水泥3 砂 石材料4 水泥混凝土5 特种材料 普通钢筋 1 基本概念和术语1 1牌号由HRB HPB 屈服强度特征值构成 如HPB235 HRB335 HRB4001 2公称直径与钢筋的公称横截面相等的圆的直径1 3屈服强度上屈服强度ReH 试样发生屈服而力首次下降前的最高应力下屈服强度ReL 在屈服期间 不计初始瞬时效应时的最低应力1 4抗拉强度Rm试样在屈服阶段以后所能抵抗的最大应力 1 5比例试样原始标距和试样的原始横截面积成一定比例关系如5 65S01 2 换算成钢筋直径为5d 1 6脆性断裂几乎不伴随塑性变形而形成脆性断口 断裂面通常与拉应力垂直 宏观上由具有光泽的亮面组成 的断口1 7延性断裂伴随明显塑性变形而形成的断口 断裂面与拉应力垂直或倾斜 其上具有细小的凸凹 成纤维状 的断裂1 8钢筋电弧焊以焊条作为一极 钢筋作为另一极 利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法 1 9热影响区焊接或热切割过程中 钢筋母材因受热的影响 但未熔化 使金属组织和力学性能发生变化的区域2 钢筋外观质量2 1表面裂纹属于钢筋外观严重缺陷应拒收2 2表面锈皮或麻坑钢丝刷刷过后 重量 尺寸和拉伸性能符合要求的不应拒收2 3重量偏差及测量 允许偏差 6 12mm 7 14 20mm 5 22 50mm 4 测量 试样应从不同根钢筋上截取 不少于5支 每支长度不小于500mm 长度精确到1mm 重量不大于1 总重量 3 技术要求3 1力学性能屈服强度ReL 抗拉强度Rm 断后伸长率A符合GB1499 钢筋混凝土用钢 要求3 2弯曲性能按规定的弯芯直径弯曲1800后 钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹3 3可焊性能钢筋的焊接工艺及接头质量检验与验收 符合JGJ18 2003 钢筋焊接及验收规程 要求 4 试验方法4 1室温拉伸试验1 室温要求一般要求 10 350C 仲裁要求 23 50C2 试样 取样 一批中随机挑2捆 卷 每捆挑一根钢筋 截去500mm外再截取试样 试样长度 夹持长度 100 200mm 受试长度 不小于2倍原始标距 3 打原始标距标距仪打细点 10mm或5mm间隔 人工细划线或钢凿打细点 标记应准确到 1 4 注意事项 试验机调零 掌握好加荷速率 屈服前6 60MPa s 屈服后夹头分离速率不应超过0 008 S 断后标距应使用优于0 1mm的游标卡尺测定 准确到 0 25mm 数值修约 强度修约间隔5MPa 伸长率0 5 4 2弯曲试验1 室温要求一般要求 10 350C 仲裁要求 23 50C2 弯曲装置支辊式弯曲装置 万能试验机应具备的功能 3 注意事项 调整支辊间距 d 3a 0 5a 截取试样长度为0 5 d a 140mm 缓慢施加弯曲力 弯曲至两臂相互平行 注意安全防护 4 结果判定 合格 试样弯曲外表面 外侧 内侧 无肉眼可见裂纹 微裂纹 试样弯曲外表面出现了细小裂纹 长度不大于2mm 宽度不大于0 2mm 裂纹 试样弯曲外表面出现开裂 长度大于2mm 小于5mm 宽度大于0 2mm 而小于等于0 5mm 裂缝 试样弯曲外表面出现明显开裂 其长度大于5mm 宽度大于0 5mm 裂断 试样弯曲外表面出现沿径向贯穿开裂 其深度超过试样直径的1 3 5 钢筋焊接性能及试验5 1电焊条的选用在钢筋帮条和搭接中 当焊接HPB235钢筋 可采用型号E4303 湘江牌号J422 碳钢焊条 当焊接HRB335钢筋 可采用型号E5003 湘江牌号J502 J506 碳钢焊条5 2电弧焊外观质量 不允许缺陷 裂纹 凹陷或焊瘤 一般缺陷 咬边深度 0 5mm 气孔或夹渣 不多于2处 6mm2 接头尺寸偏差 轴线偏位 0 1d 厚度 0 05d 宽度 0 1d 长度 0 3d 5 3力学拉伸试验1 取样 从成品中切取试件 应以300个同牌号 同型式接头为一批 在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头 应在最大钢筋接头中切取试件 模拟焊试件 适合于工艺试验 装配式结构 其他特殊情况下模拟现场最不利生产条件 试样长度 夹持长度 焊缝长度 2 4d 2 试验结果判定 1 一次判定合格 3个试件抗拉强度均不小于该牌号钢筋规定抗拉强度且至少有2个试件断于焊缝之外呈延性断裂 2 一次判定不合格 有2个试件抗拉强度小于该牌号钢筋规定抗拉强度 或3个试件均在焊缝 包括热影响区 发生脆断 当抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1 10倍时 可视为延性断裂对待 3 同试验条件下复试 前提 1个试件抗拉强度小于规定值 或2个试件在焊缝 包括热影响区 发生脆断 其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1 10倍时 判定不合格 6个试件中仍有1个试件抗拉强度小于规定值 或有3个试件在焊缝 包括热影响区 发生脆断 其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1 10倍时 通用水泥 1 基本概念和术语1 1硅酸盐水泥熟料由主要含CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3的原料 按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质 1 2石膏以硫酸钙为主要成分的天然石膏或工业副产品1 3活性混合材料符合相应标准要求的粒化高炉矿渣 粉 粉煤灰 火山灰质混合材料 1 4非活性混合材料低于相应标准要求的粒化高炉矿渣 粉 粉煤灰 火山灰质混合材料 石灰石和砂岩1 5通用硅酸盐水泥以硅酸盐水泥熟料和适当的石膏 及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料1 6凝结时间加水开始 到水泥浆失去可塑性所需时间1 7安定性表征水泥硬化后体积变化均匀性的物理指标 雷式法是观察由两个试针相对位移所指示的水泥标准稠度净浆体积膨胀程度 而试饼法是观察水泥标准稠度净浆体积膨胀程度 1 8标准稠度用水量简称稠度 是指水泥净浆达到规定稠度时的加水量 以水泥质量百分率表示 用于测定水泥浆凝结时间和安定性的用水量1 9水泥胶砂一定比例的水泥 砂和水的混合物 水泥可以是不同类型的 砂是标准砂 ISO 一般用水量根据不同要求而改变 2 物理指标检验2 1水泥取样1 取样数量 至少6kg2 取样方法 1 袋装水泥取样器 随机抽取一袋水泥 从20个以上不同部位 插入水泥适当深度 2 散装水泥取样器 通过转动取样器内管控制开关 在适当位置插入水泥一定深度 关闭后小心抽出3 样品缩分等分成两份 试验样和封存样4 样品包装和储存样品用食品塑料袋装好 并扎紧袋口 放入密封的金属容器中 加封条 封存样应保管3个月 2 2标准稠度用水量 凝结时间 安定性试验1 仪器检查 搅拌机 搅拌翅转动和锅应无接触 维卡仪 试针应光滑顺直无锈斑和水泥残渣 试针 试杆联结的滑动杆表面应光滑 能靠重力自由下落 不得有紧涩和旷动现象 零点检查 调整至试杆 针 接触玻璃板时指针对准零点2 实验室温湿度温度200C 20C 相对湿度大于50 水泥试样 拌合水 仪器和用具的温度应与实验室内室温一致 3 试验结果的判定 标准稠度净浆 以试杆沉入净浆并距底板6mm 1mm的水泥净浆 初凝状态 当试针沉至距底板4mm 1mm时的水泥浆 终凝状态 当试针沉试件0 5mm时 即环形附件开始不能在试件上留下痕迹水泥浆 安定性合格状态 沸煮后的试饼无裂缝 用钢直尺检查没有弯曲 2 3胶砂强度检验1 成型试件 实验室温湿度 温度200C 20C 相对湿度大于50 水泥试样 拌合水 ISO标准砂 仪器和用具的温度应与实验室内室温一致 材料配比 水泥450g 2g ISO砂1350g 5g 水225mL 1mL 复合硅酸盐水泥应注意测定胶砂流动度 小于180mm时应调整水灰比 2 试件养护 养护条件 养护箱温度200C 10C 相对湿度大于90 养护水的温度200C 10C 每天应记录两次以上温湿度 养护方法 放入水槽中养护 试件之间和试件上表面的水深不得小于5mm 每个养护池中只能养护同类水泥试件 随时加水 不允许养护期间全部换水 3 破形试验 龄期 3天为72h 45min 28天为28d 8h 抗折试验 试件放入前 应使杠杆成水平状态 将试件成型侧面朝上放入夹具内 调整夹具 使杠杆在试件折断瞬间尽可能地接近水平位置 加荷速度为50N s 10N s 抗压试验 压力机吨位200kN 300kN为宜 数显读数 具有2400N s 200N s加荷能力 抗压夹具上压头滑动不得有紧涩和旷动现象 2 4水泥进场验收应注意的问题1 厂方质保资料包括化学指标 物理指标检验结果 混合材料品种和掺量 石膏和助磨剂的品种及掺量 旋窑或立窑生产方式 7天内应提供相应检验结果 32天内应补报28天强度检验结果 2 新鲜水泥的问题 新鲜水泥的安定性表现活跃 一般有7天左右的陈伏期限 如应急使用一定要注意安定性检验 水泥出厂温度高 进场验收时应注意测量水泥温度 当温度高于800C时应设法降低水泥温度后使用 混凝土用砂 石材料 1 基本概念和术语1 1标准筛筛孔为正方形 最小尺寸为0 075mm 最大尺寸为75mm的系列套筛 和圆孔筛尺寸对应关系近似1 25倍1 2最大粒径100 都要通过的最小的标准筛筛孔尺寸1 3公称最大粒径比最大粒径小一个粒级 允许筛余不超过10 1 4针 片状颗粒卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径的2 4倍者为针状颗粒 厚度小于平均粒径0 4倍者为片状颗粒 平均粒径指该粒级上 下限粒径平均值 1 5含泥量卵石 碎石 天然砂中粒径小于0 075mm的颗粒含量1 6泥块含量卵石 碎石中原粒径大于4 75mm 经水浸洗 手捏后小于2 36mm的颗粒含量 砂中原粒径大于1 18mm 经水浸洗 手捏后小于0 6mm的颗粒含量1 7压碎值按规定的方法测得集料抵抗压碎的能力 以压碎试验后小于规定粒径的集料质量百分数表示 1 9堆积密度单位体积 颗粒间空隙 颗粒固体及其开口 闭口孔隙 物质颗粒的质量1 10表观密度 视密度 单位体积 颗粒固体及其闭口孔隙 物质颗粒的干质量1 11毛体积密度单位体积 颗粒固体及其开口 闭口孔隙 物质颗粒的干质量 2 卵石 碎石的取样2 1取样方法在料堆上取样 应先铲除堆脚等处无代表的部分 再在料堆的顶部 中部和底部 各均匀分布的几个不同部位 取得大致相等的若干份组成一组试样2 2四分法缩分试样将所取试样置于平板上 在自然状态下拌和均匀 大致摊平 然后沿互相垂直的两个方向 把试样由中向边摊开 分成大致相等的四等份 取其对角的两等份重新拌匀 重复上步骤 直至缩分后材料略多于进行试验所需的量2 3包装和标识用干净避免细料散失的编织袋包装 附标识卡 标明编号 取样日期 产地 规格 代表数量 3 压碎值的试验方法3 1试验器具金属棒和金属标定筒不可少3 2准备试样应备3份各3000g 但每次试验的数量以在试验筒内100mm深度为准3 3试验结果的换算Y 0 816X 5 水泥混凝土 1 基本概念和术语1 1普通混凝土干密度为2000 2800kg m3的水泥混凝土1 2塑性混凝土混凝土拌和物坍落度为10 90mm的混凝土1 3抗渗混凝土抗渗等级等于或大于P6级的混凝土1 4高强混凝土强度等级为C60及其以上混凝土 1 5泵送混凝土混凝土拌和物的坍落度不低于100mm并用泵送施工的混凝土1 6大体积混凝土混凝土结构实体最小尺寸等于或大于1m 或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土1 7喷射混凝土借助喷射机械 将速凝混凝土喷向岩石或结构物表面 使岩石或结构物得到加强和保护 2 拌和物性能试验2 1试样的制备 拌合时试验室环境 20 50C 所用材料温度应与试验室温度保持一致 需要模拟施工条件下所用的混凝土时 所用材料温度应与现场保持一致 称量精度 质量计 集料为 1 水 水泥 掺合料 外加剂 0 5 2 2稠度试验 坍落度法 1 坍落度读取 坍落度筒高与坍落后混凝土试体最高点之差 以 mm 计 2 评定工作性 棍度 上 表示插捣容易 中 表示插捣时有石子阻滞感觉 下 表示插捣困难 含砂情况 多 表示用镘刀一两次即可使拌和物表面平整无蜂窝 中 表示抹五 六次可使拌和物表面平整无蜂窝 少 表示抹面困难 有空隙及石子外露等现象 粘聚性 用捣棒侧面轻打已坍落混凝土锥体 锥体逐渐下沉表示 良好 锥体突然倒坍 部分崩裂或发生石子离析现象表示 不好 保水性 多量 表示提起坍落度筒后 有较多水分从底部析出 少量 表示提起坍落度筒后 有少量水分从底部析出 无 表示提起坍落度筒后 没有水分从底部析出 3 力学性能试验3 1混凝土试件制作 标准振动台成型 适用于坍落度小于70mm 一次装模振至混凝土表面出现乳状水泥浆 人工成型 适用于坍落度大于70mm 分两次装模用捣棒垂直插捣 镘刀边沿插捣3 2试件的养护 标准养护 成型后应进行保湿 在20 50C 相对湿度50 以上环境下 静放一到两昼夜 编号拆模后应立即放入温度为20 20