材料机械强度的测定

武汉理工大学材料机械强度的测定无机非金属材料实验—力学性能实验实验四十二材料机械强度的测定Ⅰ.水泥机械强度的测定Ⅱ.混凝土机械强度的测定

Ⅲ.玻璃机械强度的测定

Ⅳ.陶瓷机械强度的测定

Ⅰ.水泥机械强度的测定水泥的强度在使用中具有重要的意义。水泥强度是指水泥试体在单位面积上所承受的外力，它是水泥的主要性能指标。水泥是混凝土的重要胶结材料，水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源。检验水泥各龄期强度，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号。一．目的意义水泥强度检验主要是抗折与抗压强度检验。本实验的目的：1.学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级。2.分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素。二．实验原理

1.抗折

材料的抗折强度一般采用简支梁法进行测定。对于均质弹性体，将其试样放在两支点上，然后在两支点间的试样上施加集中载荷时，试样将变形或断裂(如图42-1所示)。由材料力学简支梁的受力分析可得抗折强度的计算公式：(42-1）式中Rf——抗折强度，Mpa；M——在破坏荷重P处产生的最大弯矩；W——截面矩量，断面为矩形时W=bh2/6；P——作用于试体的破坏荷重，kN；L——抗折夹具两支承圆柱的中心距离，m；b——试样宽度，m；h——试样高度，m。图42-1小梁试体抗折受力分析在水泥胶砂试体抗折强度测试中，两支承圆柱的中心距离L=0.1m；试样宽度b=0.04m；试样高度h=0.04m。将这些值代入（42-1）式得水泥胶砂试体不是均质弹性体，而是“弹-粘-塑性体”，用（42-1）式计算出的强度不完全代表水泥胶砂试体的真实抗折强度值，但这种近似值已能满足工程测试的要求。材料的抗折强度一般采用电动抗折试验机进行测定，其测力原理如图42-2所示。在这种情况下，力矩M与各量的关系为：M

1=PL

1M

2=SL

2M

3=SAM

4=QB平衡状态时，M

1=M

2

即P=S·L

2/L

1M

3=M

4

即S=B·Q/A图42-2电动抗折试验机测力原理示意图所以

L

2QP=——·——·BL

1A由于仪器设定为：力臂L

1=1长度单位，A=1长度单位，L

2=5长度单位，Q=10公斤，所以

L

2Q5×10P=——·——·B=———B=50BL

1A1×1Rf=2.34P=2.34×50B=117B（42-2）

2．抗压检验抗压强度一般都采用轴心受压的形式。按定义，其计算公式为：Rc=（42-3）

式中

Rc——抗压强度，Mpa；F——受压面积，m2

；P——作用于试体的破坏荷重，kN。

在水泥胶砂试体抗压强度测试中，用抗折试验后的两个断块立即进行抗压试验，因此试体的受压面积

F=0.04×0.0625m2

；三．实验器材1.胶砂搅拌机2.振实台振实台应安装在高度约为400mm的混凝土基座上。需防外部振动影响振动效果时，可在整个混凝土基座上放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。新标准规定，若无振实台，也可以用振动台代替。3.试模

试模由三个水平的模槽组成（如图42—6），可同时成型三条截面为40×40×160mm的棱形试体。4．播料器和和金属刮平平尺为控制料层层厚度和刮刮平胶砂，，应备有二二个播料器器和一金属属刮平直尺尺。5．抗折强度度试验机抗折强度试试验机，抗抗折夹具的的加荷与支支撑圆柱直直径均为10±0.1mm，两个支撑撑圆柱中心心距为100±0.2mm。6．抗压强度度试验机抗压强度试试验机。在在较大的五五分四量程程范围内使使用时记录录的荷载应应有±1%精度，并具具有按2400N/S±±200N/S速率的加荷荷能力。7．抗压夹具具夹具受压面面积为40mm×40mm。夹具要保保持清洁，，球座应能能转动以使使其上压板板能从一开开始就适应应试体的形形状并在试试验中保持持不变。。台秤胶砂搅拌机机抗压强度试试验机折强度试验验机振实台四．试验条条件及对材材料的要求求1.验室温度为为20±2℃℃，相对湿度度大于50%。2.养护箱温度度为20±1℃℃，相对湿度度大于90%，养护水的的温度为20±1℃℃。3.ISO基准砂砂的湿含量量是在105~110℃下用代表性性砂样烘2h的质量损失失来测定，，以干基的的质量百分分数表示，，应小于0.2%。4.中国ISO标准砂完全符合表表42—1颗粒分布和和湿含量的的规定。5.水泥6.水表42—1ISO基准砂颗粒粒分布表方孔边长（mm）累计筛余（%）2.01.61.00.50.160.0807±533±567±587±599±1五.试验步骤（一）试体体成型1.将试模擦净净，四周模模板与底板板接触面上上应涂黄油油，紧密装装配，防止止漏浆。内内壁均匀刷刷一薄层机机油。2.胶砂的质量量配合比应应为一份水水泥，三份份标准砂和和半份水(水灰比为0.50)。一锅胶砂砂成三条试试体，每锅锅材料需要要量如表42—2。3.先使搅拌机机处于待工工作状态，，然后再按按以下的程程序进行操操作表42—2每锅胶砂的的材料质量量(g)材料量水泥品种水泥标准砂水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450±21350±5225±1把量好的水水(精确±1ml)加入锅里，，再加入称称好的水泥泥(精确±1g)，把锅放在在固定架上上，上升至至固定位置置。然后立即开开动搅拌机机，低速搅搅拌30S后，在第二二个30S开始的同时时均匀地将将砂子加入入(当各级砂是是分装时，，从最粗粒粒级开始，，依次将所所需的每级级砂量加完完)。把机器转至至高速再拌拌30S，停拌90S，在第1个15S内用一胶皮皮刮具将叶叶片和锅壁壁上的胶砂砂刮入锅中中间，在高高速下继续续搅拌60S。各个搅拌阶阶段，时间间误差应在在±1S以内。4.胶砂制备后后应立即进进行成型。。预先将空试试模和模套套固定在振振实台上，，用一个适适当勺子直直接从搅拌拌锅里将胶胶砂分二层层装入试模模，装第一一层时，每每个槽里里约放300g胶砂，用用大播料器器垂直架在在模套顶部部沿每个模模槽来回一一次将料层层播平，再再振实60次。再装入入第二层胶胶砂，用小小播料器播播平，再振振实60次。移走模套，，从振实台台上取下试试模，用一一金属直尺尺以近似90°的角度架在在试模模顶顶的一端，，然后沿试试模长度方方向以横向向锯割动作作慢慢向另另一端移动动，一次将将超过试模模部分的胶胶砂刮去，，并用一直直尺以近乎乎水平的情情况下将试试体表面抹抹平。最最后在试试模上标记记。5.若使用代用用设备振动动台时，操操作如下：：在搅拌胶砂砂的同时将将试模和下下料漏斗卡卡紧在振动动台的中心心。将搅拌拌好的全部部胶砂均匀匀地装入下下料漏斗中中，开动振振动台，胶胶砂通过漏漏斗流入试试模。振动动120±5S停车。振动动完毕，取取下试模，，用刮平尺尺刮去其高高出试模的的胶砂并抹抹平（方法法同上）。。最后在在试模上标标记。（二）试体体养护1.脱模前的养养护将试模放入入养护箱养养护（温度度20±3℃℃，相对湿度度大于90%）。一直养养护到规定定的脱模时时间时取出出脱模。脱脱模前，用用防水墨汁汁或颜料笔笔对试体进进行编号，，对二个龄龄期以上的的试体，在在编号时应应将同一试试模中的三三条试体分分在二个以以上龄期内内。2．脱模对对于24h龄期的，应应在破型试试验前20min内脱模；对对于24h以上龄期的的，应在成成型后20~24h之间脱模。。脱模应小小心，以免免损伤试体体。对于已已确定作为为24h龄期试验的的已脱模试试体，应用用湿布覆盖盖至做试验验时为止。。3.水中养护将将编编号的试体体立即水平平放在20±1℃℃水中养护，，放置时刮刮平面应朝朝上。试体体之间间隔隔和试体上上表面的水水深不得小小于5mm。注意：试体放置的的篦子不宜宜用木料制制成；每个个养护池只只养护同类类型的水泥泥试体；不不允许在养养护期间换换水，水量量不够时可可加水至恒恒定水位。。（三）强度度试验1.各龄期的试试体必须按按表42—3规定时间内内进行强度度试验。2.试体从水中中取出后，，在强度试试验前应用用湿布覆盖盖。3.抗折强度测测定：将试试体一个侧侧面放在抗抗折仪的支支撑圆柱上上，通过加加荷圆柱以以50N/S±10N/S的速率均匀匀地将荷载载垂直地加加在棱柱体体相对侧面面上，直至至折断。记记录抗折强强度值(记录至0.1Mpa)。4.抗压强度测测定：抗折折试验后的的二个断块块应立即进进行抗压试试验。半截截棱柱体中中心与压力力机压板受受压中心差差应在±0.5mm内，整个加加荷过程中中应以2400N/S±±200N/S的速率均匀匀地加荷直直至破坏。。记录抗压压强度值(记录至0.1Mpa)。表42—3各龄期强度度测定时间间规定龄期时间24h48h72h7d≥28d24h±15min48h±30min72h±45min7d±2h28d±8h六.水泥强度的的计算1.抗折强度按按（42-2）式计算，，精确至0.1MPa。以一组三个个棱柱体抗抗折结果的的平均值作作为试验结结果。当三三个强度值值中有超出出平均值±10%时，应剔除除后再取平平均值作为为抗折强度度试验结果果。2.抗压强度按按（42-3）式计算，，精确至0.1MPa。以一组三个个棱柱体上上得到的六六个抗压强强度测定值值的算术平平均值为试试验结果。。如六个测测定值中有有一个超出出六个平均均值的±10%，就应剔除除这个结果果，而以以剩下五个个的平均数数为结果。。如果五个个测定值中中再有超过过它们平均均值±10%的，则此组组结果作废废，应重做做这组试验验。Ⅱ.混凝土机械械强度的测测定一．目的意意义混凝土的强强度在使用用中具有重重要意义。。混凝土强强度包括抗抗压、抗拉拉、抗剪、、抗弯以及及握裹强度度等。其中中以抗压强强度最大，，抗拉强度度最小。工工程上混凝凝土主要承承受压力，，因此，本本实验做混混凝土的抗抗压强度，，检验混凝凝土强度等等级、确定定、校该配配合比，并并为控制施施工质量提提供依据。。本实验的目目的：1.学习混凝土土强度的测测试方法；；以确定混混凝土的等等级。2.分析影响混混凝土强度度测试结果果的各种因因素。二．实验原原理混凝土受力力破坏的过过程，实际际上是混凝凝土裂缝的的发生及发发展的过程程。也就是是混凝土内内部结构从从连续到不不连续的演演变过程。。混凝土是由由水泥石及及粗细骨料料所组成的的复合材料料，它的力力学性质取取决于水泥泥石的性能能、粗细骨骨料的性能能、水泥石石与骨料界界面的粘结结力以及水水泥与骨料料在混凝土土内的相对对体积含量量。凝土在浇注注时，由于于泌水作用用，形成泌泌水通道和和水囊，在在混凝土干干硬后会形形成界面裂裂纹及空隙隙。混凝土浇注注且硬化之之后，由于于水泥水化化造成的化化学收缩及及物理收缩缩，引起水水泥石体积积变化，使使骨料与水水泥石界面面产生分布布不均匀的的拉应力，，当拉应力力超过界面面上的抗拉拉强度，在在骨料与水水泥石之间间就会出现现许多细微微的裂纹。。因此，硬硬化后的混混凝土在未未受外力作作用之前，，内部就存存在初始应应力和微细细裂纹。当混凝土承承受单向应应力荷载时时，在粗骨骨料的上下下端产生压压应力，侧侧面产生拉拉应力。此此外，水泥泥石的抗拉拉强度远低低于抗压强强度，所以以在较低的的压应力作作用下，当当其受拉区区的应力超超过界面抗抗拉强度时时，就使界界面裂缝逐逐渐扩展，，最后导致致试件破坏坏。对相同质量量的混凝土土立方体试试件来说，，试件的尺尺寸越小，，测得的强强度越高，，反之亦然然。这是由由于混凝土土立方试块块在压力机机上受压时时，沿荷载载方向产生生纵向变形形的同时，，将发生横横向变形。。随着荷载载逐渐加大大，在试块块上下表面面与压力机机压板的接接触面上产产生制止横横向扩展的的摩擦力（（图42-11(a)的上图）。。由于这种种力的存在在，对试块块横向变形形起到约束束作用，从从而提高试试体的抗压压强度值。。越接近试块块的顶面，，这种约束束作用越大大，在距离离大约3/2a(a为试样的宽宽度)的范围以外外约束作用用消失。试试块破坏之之后，其破破坏特征如如图-42-11(b)的上图所示示，上下部部分各有一一个较为完完整的锥体体。这是由由于约束作作用的结果果。通常称称这种作用用为“环箍箍效应”。。对于大的的试样，环环箍效应作作用较小。。所以测得得试样的抗抗压强度值值较低。因因此，我国国国家标准准规定采用用150mm×150mm×150mm的立方体试试件作为标标准试件。。试验时，在在试块承压压面和试验验机压板间间涂润滑剂剂（如石蜡蜡），则其其间的摩擦擦力减小，，横向力消消失，环箍箍效应将大大大减小，，使试块的的强度值减减低，试块块将产生横横向裂缝而而破坏，如如图-42-11(b)的下下图图所所示示。。(a)立方体试体(b)试块破坏后的状态图42-11混凝凝土土试试件件的的破破坏坏状状态态三．．实实验验器器材材1．试试验验机机混凝凝土土立立方方体体抗抗压压强强度度试试验验所所采采用用试试验验机机的的精精确确至至少少应应为为±2%，其其量量程程应应为为能能使使试试件件的的预预期期破破坏坏荷荷载载值值不不小小于于全全量量程程的的20%，也也不不大大于于全全量量程程的的80%。试试验验机机上上、、下下压压板板及及试试件件之之间间可可各各垫垫以以钢钢垫垫板板，，钢钢垫垫板板的的两两面面承承压压面面均均应应机机械械加加工工。。与与试试件件接接触触的的压压板板或或垫垫板板的的尺尺寸寸应应大大于于试试件件的的承承压压面面，，其其不不平平度度应应为为每每100mm不超超过过0.02mm。2．试试模模：：由由铸铸铁铁或或钢钢制制成成，，应应具具有有足足够够的的刚刚度度，，并并且且拆拆装装方方便便。。3．振振动动台台、、捣捣棒棒等等。。成型型模模具具材料料试试验验机机磅秤秤四．．试试件件制制作作1.一般般规规定定(1):混凝凝土土试试件件的的尺尺寸寸应应根根据据混混凝凝土土中中集集料料的的最最大大粒粒径径按按表表42——4选定定。。(2):混凝凝土土力力学学性性能能试试验验应应以以三三个个试试件件为为一一组组。。(3):每组组试试件件所所用用拌拌合合物物取取样样、、用用以以检检验验现现浇浇混混凝凝土土工工程程或或预预制制构构件件质质量量的的试试件件取取样样，，以以及及成成型型试试件件时时，，其其材材料料的的称称量量精精确确均均与与混混凝凝土土拌拌合合物物坍坍落落度度相相同同。。表42——4混凝凝土土立立方方试试件件尺尺寸寸选选用用表表试件尺寸(mm)集料最大粒径(mm)100×100×10030150×150×15040200×200×20060(4)所有有试试件件应应在在取取样样后后立立即即制制作作，，确确定定混混凝凝土土设设计计特特征征值值、、强强度度等等级级或或进进行行材材料料性性能能研研究究时时，，试试件件成成型型方方法法应应根根据据混混凝凝土土稠稠度度而而定定。。坍坍落落度度不不大大于于70mm的混混凝凝土土，，宜宜用用振振动动台台振振实实；；大大于于70mm的宜宜用用捣捣棒棒人人工工捣捣实实。。检检验验现现浇浇混混凝凝土土工工程程和和预预制制构构件件质质量量的的混混凝凝土土，，试试件件成成型型方方法法应应与与实实际际施施工工采采用用的的方方法法相相同同。。2.试件件制制作作步步骤骤(1)制作作试试件件前前应应将将试试模模擦擦净净并并在在内内壁壁涂涂上上一一层层机机油油或或其其它它脱脱模模剂剂。。(2)试件件成成型型a.采用用振振动动台台成成型型：：当当采采用用振振动动台台成成型型时时，，应应先先将将混混凝凝土土拌拌合合物物一一次次装装入入试试模模，，装装料料时时应应用用抹抹刀刀沿沿试试模模内内壁壁略略加加插插捣捣并并使使混混凝凝土土拌拌合合物物高高出出试试模模上上口口。。振振动动时时应应防防止止试试模模在在振振动动台台上上自自由由跳跳动动。。振振动动应应持持续续到到混混凝凝土土表表面面出出浆浆为为止止，，刮刮除除多多余余的的混混凝凝土土，，并并用用抹抹刀刀抹抹平平。。b.采用用人人工工插插捣捣成成型型：：当当采采用用人人工工插插捣捣时时，，混混凝凝土土拌拌合合物物应应分分二二层层装装入入试试模模，，每每层层装装料料厚厚度度大大致致相相等等。。插插捣捣应应按按螺螺旋旋方方向向从从边边缘缘向向中中心心均均匀匀进进行行，，插插捣捣底底层层时时，，捣捣棒棒应应达达到到试试模模表表面面，，插插捣捣上上层层时时，，捣捣棒棒应应穿穿入入下下层层深深度度为为20~30mm，插插捣捣时时捣捣棒棒应应保保持持垂垂直直，，不不得得倾倾斜斜。。同同时时，，还还应应用用抹抹刀刀沿沿试试模模内内壁壁插插入入数数次次。。每每层层的的插插捣捣次次数数应应根根据据试试件件的的截截面面而而定定，，一一般般每每100cm2截面面积积不不应应少少于于12次，，插插捣捣完完后后，，刮刮除除多多余余的的混混凝凝土土，，并并用用抹抹刀刀抹抹平平。。3.试件件养养护护(1)养护护方方法法根据据试试验验目目的的不不同同，，试试件件可可用用标标准准养养护护或或与与构构件件同同条条件件养养护护。。a.确定定混混凝凝土土特特征征值值、、强强度度等等级级或或进进行行材材料料性性能能研研究究时时应应采采用用标标准准养养护护；；检检验验现现浇浇混混凝凝土土工工程程或或预预制制构构件件中中混混凝凝土土强强度度时时，，试试件件应应采采用用同同条条件件养养护护。。b.试件件一一般般养养护护龄龄期期为为28天（（由由成成型型时时算算起起））进进行行试试验验。。但但也也可可以以按按要要求求（（如如需需确确定定拆拆模模、、起起吊吊、、施施加加预预应应力力或或承承受受施施工工荷荷载载等等时时的的力力学学性性能能））养养护护到到所所需需的的龄龄期期。。(2)养护护条条件件a.标准准养养护护的的试试件件：：采采用用标标准准养养护护的的试试件件成成型型后后应应覆覆盖盖表表面面，，以以防防止止水水分分蒸蒸发发，，并并应应在在温温度度为为20±±5℃℃情况况下下静静置置一一昼昼夜夜，，然然后后编编号号拆拆模模。。拆拆模模后后的的试试件件应应立立即即放放在在温温度度为为20±±3℃℃，湿湿度度为为90%以上上的的标标准准养养护护室室中中养养护护。。在在标标准准养养护护室室内内试试件件放放在在架架上上，，彼彼此此间间隔隔为为10~20mm，并并应应避避免免用用水水直直接接冲冲淋淋试试件件（（当当无无标标准准养养护护室室时时，，混混凝凝土土试试件件可可在在温温度度为为20±±3℃℃的不不流流动动水水中中养养护护。。水水的的pH值不不应应小小于于7）。。b.同条条件件养养护护的的试试体体：：采采用用同同条条件件养养护护的的试试体体成成型型后后应应覆覆盖盖表表面面。。试试件件的的拆拆模模时时间间可可与与实实际际构构件件的的拆拆模模时时间间相相同同，，拆拆模模后后，，试试件件仍仍需需保保持持同同条条件件养养护护。。试件从养养护地点点取出后后，应尽尽快进行行试验，，以免试试件内部部的温湿湿度发生生显著变变化。试试验步骤骤如下：：1．先将将试件擦擦拭干净净，测量量尺寸，，并检查查其外观观。试件件尺寸测测量精确确至1mm，并据此此计算试试件的承承压面积积。2．将试试件安放放在试验验机的下下压板上上，试件件的承压压面与成成型时的的顶面垂垂直。试试件的中中心应与与试验机机下压板板中心对对准。开开动试验验机，当当上压板板与试件件接近时时，调整整球座，，使接触触均衡。。当试件件接近破破坏而开开始迅速速变形时时，停止止调整试试验机油油门，直直至试件件破坏，，然后记记录破坏坏荷载。。五．试验验步骤混凝土立立方体试试件的轴轴心抗压压强度按按（42-3）式计算算，精确确至0.1Mpa.式中：R—混凝土立立方体试试件抗压压强度（（Mpa）;F—破坏荷载载（KN）;A—试件承压压面积（（m2）。以三个试试件测值值的算术术平均值值作为该该组试件件的抗压压强度值值。三个个测值中中的最大大值或最最小值中中如有一一个与中中间值的的差值超超过中间间值的15%时，则把把最大及及最小值值一并舍舍除，取取中间值值作为该该组试件件的抗压压强度值值。如有有两个测测值与中中间值的的差均超超过中间间值的15%，则该组组试件的的试验结结果无效效。取150mm××150mm×150mm试件的抗抗压强度度为标准准值，用用其它尺尺寸试件件测得的的强度值值均应乘乘以尺寸寸换算系系数.六．结果果处理与与评定Ⅲ.玻璃机械械强度的的测定一．目的的意义玻璃是一一种脆性性材料，，测定其其能承受受多大的的外力而而不破裂裂，可以以预测玻玻璃的某某种性能能，分析析玻璃内内部存在在缺陷的的程度，，为改进进、提高高玻璃制制品的质质量，开开发玻璃璃新品种种提供依依据。在在实际使使用玻璃璃材料时时，在应应用设计计时应考考虑外部部作用力力远小于于机械强强度的测测定值，，以确保保人的安安全或财财物的安安全。测定玻璃璃强度的的负荷形形式，一一般用弯弯曲、拉拉伸或压压缩。本本实验的的目的：：1.学习玻璃璃强度的的弯曲、、压缩测测试方法法；2.分析影响响玻璃强强度测试试结果的的各种因因素。㈠:玻璃抗弯弯强度的的测定Ⅲ.玻璃机械械强度的的测定㈡:玻璃抗压压强度的的测定㈠:玻璃抗弯弯强度的的测定①实验验原理在测定玻玻璃强度度的方法法中，最最容易进进行分析析的是两两种方法法，即将将试样的的张力负负荷或压压力负荷荷不断增增加至试试样断裂裂。将断断裂时的的负荷除除以试样样的横截截面积就就可得出出抗张强强度或抗抗压强度度。但是是，在做做张力试试验时，，试样的的两端不不易夹紧紧，所以以常常用用抗弯（（抗折））强度测测定来代代替。普通无机机玻璃具具有由共共价键构构成的三三维网状状结构，，所以玻玻璃在常常温下是是比较稳稳定的，，具有较较高硬度度的材料料。然而，玻玻璃中还还有一部部分离子子键，离离子键与与共价键键的结合合使玻璃璃呈现脆脆性。此此外，在在玻璃制制造过程程中，难难免与固固体接触触而在表表面产生生微裂纹纹。在外外部张应应力的作作用下，，应力会会在这些些微裂纹纹的前端端集中，，使微裂裂纹成长长、扩展展而使玻玻璃断裂裂。所以以，在大大的张应应力作用用下，玻玻璃几乎乎不出现现塑性变变形，而而是呈现现脆性的的特征。。因此，，玻璃的的抗张强强度较低低。玻璃璃的面积积或直径径越大，，微裂纹纹存在的的几率就就越大，，玻璃的的强度就就越低。。玻璃断断裂之之后，，在玻玻璃的的断面面可以以看到到一个个光滑滑面（（镜面面），，这是是玻璃璃断裂裂的起起点。。当断断裂面面以较较大的的速度度扩大大时，，表面面就变变得粗粗糙了了，研研究玻玻璃的的断裂裂面，，可以以解释释玻璃璃的断断裂机机理、、推断断玻璃璃的断断裂状状况。。图42—13平板玻璃断断面上光滑滑面、细纹、粗纹纹及断裂交交叉面区玻璃的抗弯弯强度可采采用简支梁梁法进行测测定。按照照定义，材材料的抗弯弯强度应指指纯弯曲下下的强度。。但是，如如果使用““三点式””对厚度较较小的平板板玻璃试样样进行测量量（如图42-14（a）所示），，就会存在在剪应力而而影响试验验结果。为为了解决这这个问题，，可采用““四点式””（如图42-14（b）所示）进进行测量。。用这种方方法测定时时，试样受受力的中间间部分为纯纯弯曲，无无剪力的影影响。采用“四点点式”时，，将平板试试样放在两两支点上，，以“二点点载荷”方方式在两支支点间的试试样上施加加集中载荷荷，使试样样变形直至至破裂。在在这种情况况下，玻璃璃的抗弯强强度按如下下公式计算算：Sp=LP/bh2（42—4）式中Sp———平板玻璃试试样的弯曲曲强度，Mpa；L——力矩臂或相相邻支点和和负荷边缘缘之间的距距离，mm；P——作用于试体体的破坏荷荷重，N；b——试样宽度，，mm；h——试样厚度(高度)，mm；②试样夹夹具试样夹具是是一个辅助助压具。对对于矩形断断面的试样样，活动半半径约3mm的圆柱形的的支承边用用来承载试试样和施加加负载，如如图42-15A所示。它由由钢材制造造，并淬火火到足以防防止负荷过过量时变形形。对于圆形或或椭圆形的的试验，其其支承边示示意于图42-15B之中。图42-14抗弯强度实验受力分析2等分点（1点荷重）3等分点（2点荷重）图42-15试样夹具③试样的制备备1.平板玻璃试试样的制备备（1）试样尺尺寸试样长约250mm，宽38.1±±3.2mm，其宽度或或厚度的尺尺寸变化不不应超过本本身的25%。（2）试样数数量一一次测试试需要30块以上的玻玻璃试样。。（3）试样切裁裁用玻璃切割割工具，先先按板材的的纵向，将将两条原边边切去，弃弃之不用。。然后，以以试样长度度为宽，按按板材的纵纵向切取两两长条，再再按试样宽宽度的要求求，从长条条上切取玻玻璃试块。。在切取两两长条后余余下待的试试验板材上上，以与上上述试样垂垂直的方向向切取试样样，其数量量与上相同同。（4）试样质质量的检查查检查试样，，把有缺陷陷的试样丢丢弃。此外外，至少要要对30%的试样进行行退火后残残余应力的的检查。其其中心拉应应力不得大大于1.38Mpa，表面压应应力不得大大于2.76Mpa；若试样中中有不合符符要求的，，余下的试试样也要进进行检查，，把不合符符规定的试试样去掉不不用。2.棒形玻璃试试样的制备备棒状试样可可用拉制、、取芯钻孔孔或无心研研磨等方法法制成。试试样的长度度要比支距距至少长出出12.7mm，直径可以以任意，但但最小为4.8mm。长与直径径之比应大大于10：1。一次测试需需要30根以上的玻玻璃试样。。检查棒状试试样，把有有缺陷的试试样丢弃。。至少对30%的试样进行行退火后残残余应力的的检查。其其中心轴的的表观拉应应力不得大大于0.92Mpa，表面压应应力，轴向向观察不得得大于2.76Mpa。④试验程序1．将试样夹夹具放在压压机的下压压缩表面。。支承边的的间隔为200mm，与负载边边的中心位位置相隔100mm。2．抽出一批批试样中的的6个，将玻璃璃试体仔细细地放到试试样夹具中中。先估算算一个断裂裂强度，试试样的初负负荷产生的的最大应力力不得大于于断裂强度度的25%。并以估算算断裂强度度其值的1.1±0.2Mpa/s算出加荷速速度。为防防止碎片飞飞溅，可用用塑料或其其他低弹性性模量的胶胶布覆盖在在试样的加加压面上。。然后开动动压机，以以此为恒速速度对试样样加荷载直直至试样断断裂。取其其平均结果果用来校正正估计值。。3．以求出的的平均断裂裂强度及加加荷速度，，对每块试试样进行测测定。将试试验结果记记入下列表表格中，以以便计算。。试样号试样尺寸力矩臂

a(mm)断裂负荷

L(Mpa)载荷时间t(s)负荷的增加速度ΔL/Δt（Mpa/s）备注宽度b(mm)厚度d(mm)123…实验记录表表⑤结果计算算1．矩形断面面试样的计计算矩形断面试试样的弯曲曲强度按（（42—4）式进行计计算。每个个试样的测测量结果算算出之后，，求出平均均值及标准准偏差。2.圆形断面试试样的计算算圆形断面试试样的弯曲曲强度由下下式进行计计算：Sy=5.09La/bd2（42–5）式中Sy———圆形断面的的弯曲强度度，Mpa；L——力矩臂或相相邻支点和和负荷边缘缘之间的距距离，mm；a——作用于试体体的破坏荷荷重，N；b——试样宽度，，mm；d——试样的直径径，mm；每个试样的的测量结果果算出之后后，求出平平均值及标标准偏差。。⑥测试报告告在试验报告告中要说明明试样制备备方法、试试样形状与与尺寸、是是否经特殊殊处理、检检验方法、、检验环境境、试样最最大应力增增加速度、、一组试样样的弯曲强强度平均值值及标准差差等。Ⅱ玻璃抗压强强度的测定定㈠实验原理玻璃的抗压强度一一般都采用用轴心受压压的形式。。普通无机玻玻璃在玻璃璃制造过程程中难免与与固体接触触而在表面面产生的微微裂纹。在在外部压应应力的作用用下，应力力会使这些些微裂纹收收缩（闭合合）。所以以，玻璃的的抗压强度度比抗张强强度高得多多。㈡辅助助压具抗压试验用用的辅助压压具如图42-16所示，它是是一个球形形的托柱1。使用它可可使玻璃试试样2对准压机的的压缩表面面，以保证证压机的压压力均匀、、垂直地作作用与玻璃璃试样的表表面。图42-16辅助压具㈢试样样的制备1．挑选无缺缺陷的玻璃璃为待测试试样，将其其切成4～5mm的立方体。。有时也采采用高与直直径为5mm的圆柱体；；或厚2～3mm，每边长为为4mm的正方形薄薄片做试体体。2．试样要很很好的退火火，并精细细磨光，使使之具有严严格平行的的表面。3．同类试样样不应少于于10个。㈣试验验程序将辅助压具具放在压机机的下压缩缩表面，将将玻璃试体体放在辅助助压具上，，仔细调整整水平，使使玻璃试样样的上表面面与压机的的上压缩表表面良好接接触。开动压机，，对玻璃试试样匀速加加荷，应力力速度在0.98～2.94Mpa的范围内。。㈤结果果计算抗压强度的的计算公式式如下：P=9.8××10–2·F/S（42—6）式中P——抗压强度，，Mpa；F——破坏荷载，，N；S——试体的横截截断面积，，cm2；抗压强度的的测定结果果误差较大大，如在15%的范围之内内，则可认认为结果是是合格的。㈥测试试报告在试验报告告中要说明明：试样制备方方法试样形状与与尺寸试体的横截截面积、断裂负荷、、一组试样的的抗压强度度、相对误误差等。Ⅳ.陶瓷机械强强度的测定定一：目的意意义陶瓷是一种种脆性材料料，在检选选、加工、、搬运和使使用的过程程中容易破破损。因此此，测定陶陶瓷的机械械强度对陶陶瓷材料的的科学研究究、生产质质量控制及及使用都有有重要的意意义。测定定陶瓷强度度的负荷形形式，一般般用弯曲、、拉伸或压压缩。本实实验的目的的：1.了解影响陶陶瓷材料机机械强度的的各种因素素。2.掌握陶瓷强强度的测试试原理与测测试方法；；[Ⅰ]：陶瓷抗张强强度的测定定[Ⅱ]：陶瓷抗压强强度的测定定Ⅳ.陶瓷机械强强度的测定定二．实验器器材1.材料试验机机，要求荷荷载50～100KN吨，本试验验采用WE-100型液压式万万能试验机机，最大试试验力100KN。如“实验验六”中的的图6-7所示。2.磨片机3.游标卡尺。。[Ⅰ]陶瓷抗张强强度的测定定㈠实验验原理陶瓷材料中中含有结晶晶颗粒、玻玻璃相及气气孔，这使使陶瓷结构构中存在许许多缺陷。。特别是组组成陶瓷材材料的主要要晶体和玻玻璃相多是是脆性的的的，因此，，陶瓷在室室温下呈现现脆性，在在外力的作作用下会突突然断裂。。测定陶瓷材材料抗张强强度有弯曲曲法、直接接法和径向向压缩法等等多种方法法。弯曲法利用用杆件试样样做弯曲实实验，可以以求得抗张张强度值，，但这种方方法有缺陷陷，常因施施加的应力力分布不均均匀，使测测定值偏高高；直接法法将试验制制成“8”字形或“哑哑铃”形，，对试样直直接施加拉拉伸负荷。。但是，陶陶瓷是脆性性材料，应应变小，只只要试样的的负荷中心心线有偏差差，就会受受到剪应力力和弯应力力的影响，，使测定结结果偏低。。径向压缩缩法则是比比较先进和和科学的方方法。σt=2P/ππDL（42—7）根据弹性理理论，如在在陶瓷圆柱柱体试样的的径向平面面沿着试样样长度L施加两个方方向相反，，均匀分布布的集中载载荷P，在承受载载荷的径向向平面上，，将产生与与该平面相相垂直的左左右分离的的均匀拉伸伸应力。当当这种应力力逐渐增加加到一定程程度时，试试样就沿径径向平面劈劈裂破坏。。这是径向向压缩引起起拉伸的基基本原理。。用这种方方法测定时时，试样的的抗张强度度按下式计计算：式中σt———试样的抗张张强度，N/m2或Kgf/cm2；P——试样破坏时时的压力值值，N或Kgf；D——圆柱体试样样的直径，，m或cm；L——圆柱体试样样的长度，，m或cm。（a）试样受力分分析(b)沿中心线各各点的应力力状态图42-17径向压缩试试验法原理理㈡试样样夹具试样夹具是是一个辅助助压具。是是两个相互互平行的板板，它由钢钢材制造，，并淬火到到足以防止止负荷过量量时变形。。㈢试样样的制备1．按生产工工艺条件制制备直径（（D）为20±2mm，长度（L）为20±2mm的规整圆柱柱体试样10～15件。试样不不允许有轴轴向变形。。2．将试样清清洗干净，，剔除有明明显缺陷和和有圆度误误差的试样样，干燥后后待用。㈣测试试步骤1．按试验机机的操作规规程，选择择量程，调调校仪器。。将两压板板效验平行行。如加压压板出现不不平整时，，应加工使使之平整。。2．将试样横横放在加压压板正中，，两中心线线与加压板板之间垫衬衬厚为1mm的马粪纸。。3．以4×102N/sec（即40kgf/sec）的速度均均匀加载，，准确读取取并记录试试验破坏时时的压力值值。㈤结果果记录与计计算1．测定记录录将有关的测测试数据记记入下表中中。2．结果计算算试样的抗张张强度按（（42—7）进行计算算。在计算算中，各种种数据按修修约规则处处理。舍弃弃异常数据据。以5个试样的平平均值为抗抗张强度的的最终结果果。试样名称测定人测定日期试样处理试样编号D×L(cm×cmm×m)最大压力测值(N或Kgf)σ(N/m2或Kgf/cm2)舍弃情况最终测定结果123……陶瓷材料抗抗张强度测测定记录表表[Ⅱ]陶瓷抗压强强度的测定定本实验为日日用陶瓷材材料烧结试试样在常温温下抗压强强度的测定定。㈠实验验原理陶瓷抗压强强度的测定定一般采用用轴心受压压的形式。。陶瓷材料料的破裂往往往从表面面开始，因因此试样大大小和形状状对测量结结果有较大大的影响。。试样的尺尺寸增大，，存在缺陷陷的几率