建筑材料测试基本知识课件

1、第二章 建筑材料测试基本知识,质量管理体系 建筑材料常用技术标准 建筑材料检测的取样及试样处理 仪器及量测方法 检验数据处理 检验报告,2.1 质量管理体系,一、定义 ISO8402：1994规定质量管理体系定义：为实施质量管理的组织结构、程序、职责、过程和资源，这一整体构成质量管理体系。 包含硬件和软件两部分。 通过质量管理体系的合格实验室要具备的条件包括：,必要的符合要求的仪器设备 实验场地及办公设施 合格的检测人员,二、质量管理体系的特性 系统性：实验室建立的质量管理体系是为实施质量管理，质量检测过程中的各个方面综合起来的完整体系。 全面性：质量管理体系的建立，应对质量检测等各个方面进行

2、有效的控制。对检验过程直至检验报告的完成进行全过程、全要素、全方位的控制。,有效性：质量管理体系的建立，应能减少、消除和预防质量缺陷的产生，使各项检测工作都处于受控状态。 适应性：质量管理体系能随环境变化和体系的发展进行修订补充，以适应变化的需求。,按标准化的对象分为三类,2.2 建筑材料常用标准,技术标准,管理标准,工作标准,按执行程度分为二类：强制性标准和推荐性标准。,实施标准化的目的和作用 产品系列化，使产品品种得到合理发展，保证产品的可靠性和互换性，如不同厂家生产螺丝和螺母，生产同标号的水泥等。 通过生产技术、试验方法等各类标准统一生产和工作的程序和要求，保证每项工作的质量。 通过安全

3、、卫生、环境保护等标准，减少疾病和事故的发生，有效保障人身健康和安全。,通过标准传播技术信息，加速新技术和成果的应用和推广。 促使企业实施标准，提高和发展企业的科学管理水平。 对于建材生产企业必须按照标准生产，并控制产品质量。 建筑材料使用部门必须按照标准选用、设计和施工，并按标准验收。,建筑材料技术标准分类,ISO标准表示方法： ISO+标准号+标准号(可有可无)+冒号+发布年号+标准名称,ISO 90001：1994 *,标准名称：*,标准代号：ISO,族标准编号：9000,标准编号：1,修订年份：1994年,国家标准表示方法：各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准代号、编号（发布顺序号

4、）、修订年份和标准名称组成。,GB/T 51011998 烧结普通砖,标准名称：烧结普通砖,标准代号：GB,推荐标准：T,编号：5101,修订年份：1998年,工程中可能涉及到的其他国外技术标准： 美国材料试验学会标准，代号为ASTM； 日本工业标准，代号为JIS； 德国工业标准，代号为DIN； 英国标准，代号为BS； 法国标准，代号为NF。 注意：工程中使用的建筑材料除必须满足产品标准（生产标准，验收标准）外，还需满足有关的设计规范、施工规范及验收规范（或规程）等。,取样的一般规定：所抽取的样本的特性应当对材料总体特征具有代表性，以保证所得到的试验结果有代表性。 取样方法 简单随机抽取-使总

5、体中的每个个体被抽取的机会均等。 周期系统抽取-按生产顺序或运输顺序每隔若干个个体进行抽取。 分层抽取-从一个可以分成若干层的总体中，在不同层中抽取个体作为样本。,2.3 建筑材料检验的取样及试样处理,整群抽取-将总体分为许多群，随机抽取若干群作为样本。 多级抽取-事先规定若干级单位，上一级抽样单位大，下一级抽样单位小，下一级样本是从上一级样本中抽取的。 试样处理：如不同规格试样处理，烘干，加工，砌筑等。,砂、石的四分法取样： 将所取样品置于平板上在潮湿状态下拌和均匀，并堆成圆饼，然后沿互相垂直的两条直径吧圆饼分成大致相等的四份，取齐对角线的两份重新拌匀，再堆成圆饼，重复上述过程，直至把样品缩

6、分到检验所需量。,抽样检验就是通过一个样本来判断总体是否合格。 选取试样是材料测试的第一个环节，抽样方法的正确与否直接关系到所检验材料的整体结果。因此必须制定一个抽样的方案。,1.批量的划分 批量需要检验的一批产品中所包含的单位产品的总量。 注意事项（或划分原则）： （1）批量划分前提是生产的基本条件必须一致。不然样本的分布就没有比较明确的规律性，不能正确估计整批材料的质量。,（2）要考虑批量的数量。 批量过大，则一旦不合格，处理麻烦。 批量过小，样本容量相对减小，对总体质量的判断容易产生失误。,2.抽样的规则 样本原则上应以同一批量中随机抽取。检验目的不同，不同材料取样规则不同。 （1）取样

7、地点 取样地点是保证材料具有真实质量的关键。 常用进场取样。,（2）样品的保存条件 要求不同，反映情况不同，导致样品的保存条件也存在着差异。 （3）测试时间的确定 很多材料性能随时间变化而变化，因此不同时间测试，结果差别很大。,（4）取样的方法 一般取样方法视材料而定。 注意：取样应具有代表性。客观公正反映材料的真实质量。既要有随机性，还要有均匀性、科学性。 例：颗粒装材料取样方法。 自料堆的顶、中、底三个不同的高度处，在均匀分布的五个不同部位处，取大致相等的试样各一份，共取15份，取样时应先将取样部位的表面铲除，于较深处铲取。铲取后按四分法缩分。,（5）取样频率及样本容量 取样频率：指材料中

8、所取样本的次数。 样本容量：取样组数（一个样本有几个产品） 取样频率：过大，则试验量加大； 过小，不能反映批量材料的 均匀性。,（6）取样数量的多少决定了试样的科学性和代表性。取样数量多，代表性好，但浪费；少则代表性不足。,力学性能测试仪器： 压力试验机使用和操作注意事项,2.4 检验仪器、机械及量测方法,（1）保证试件在最大载荷的25%75%之间破坏。 （2）试验调零前先打开送油阀，将活塞升起一段距离，目的是消除下压板、试件等的重力。 （3）升活塞后挂砣、调节平衡锤，使摆锤左侧面与刻线重合。,（4）升活塞的速度可以快一些，但试验要按照规定速度加载，避免过快。 （5）试件破坏后，先关送油阀，再

9、打开回油阀。送油时回油阀必须关死，送油阀关闭时不要关的太死，避免损伤油针尖梢。,质量的量测仪器：磅秤，台秤，天平等。 长度的量测仪器：米尺，卷尺，直尺，游标卡尺等。 容量的量测仪器：量筒，容量筒，烧杯等。 时间的量测仪器：秒表等。 温度湿度的量测仪器：温度计，湿度计，电子温湿度计等。,一、检验数据的平均值 1、算数平均值,该值只能反映该批试验的总体结果的平均值，而不能反映数据的波动情况。,n试件组数； Ri第i组试验值。,2.5 检验数据处理,2、均方根平均值S,该值可以反映测得数据大小及数据波动范围的变化程度。,n试件组数； Ri第i组试验值。,二、检验数据的误差计算 1、极差,试验所测得的

10、数据中最大值和最小值之差，也称范围误差或最大误差。试验条件、设备的精确程度和操作人员的熟练程度是影响极差大小的主要因素。,2、算数平均误差,n试件组数； Ri第i组试验值。,3、标准差,标准差反映测试结果波动的大小或离散程度，标准差越大，说明测试结果的波动越大，离散程度越大。,n试件组数； Ri第i组试验值。,4、变异（离差）系数Cv,变异系数越小，说明测试结果越均匀。,三、正态分布曲线 在正常测试的情况下，许多影响质量的因素都是随机的。因此测试结果的大小也是随机变化的。对同一批试样经随机取样测定，其数据经整理绘成曲线，一般均接近正态分布曲线。,强度,概 率,图为混凝土的强度概率分布曲线。,正

11、态分布曲线的特点是： 曲线高峰为平均值出现的概率，以平均值为对称轴，左右两边曲线是对称的，表明对称轴两边出现的概率大致相等。 测试结果越接近平均值，其出现的概率越大；离对称轴越远，即测定值越高或越低，其出现的概率越小，并逐渐趋近于0。 在对称轴两侧的曲线上各有一拐点，两拐点之间的曲线向下弯曲，拐点以外的曲线向上弯曲，以横坐标为渐近线。,对混凝土强度-概率分布曲线图的分析，可以判断混凝土的质量状况。拐点与平均值之间的距离叫做强度的标准差，也称均方差。,越大，强度分布曲线就宽而矮，平均强度出现的概率低，离散程度就越大。表明混凝土质量不稳定，施工控制不良。,四、检测结果中数字的取舍处理 1、数字修约

12、规则 （1）在拟舍弃的数字中，保留数后边第一个数字小于5时，则舍去。保留数的末位数字不变。 （2）保留数后边第一个数字大于5时，则进一。保留数的末位数字加一。,（3）在拟舍弃的数字中，保留数后边第一个数字是5时： 若5后边的无数字或数字全部为零时（奇进偶不进） 保留数的末位数字为奇数时则进一。 若保留数的末位数字为偶数（包括0）则不进。 若5后跟有并非全部为0的数字时则进一。 例：修约前0.6512 修约后0.7 修约前0.65001 修约后0.7,（4）在拟舍弃的数字，若为两位以上的数字，不得连续进行多次修约。 例：将35.4546修约成整数 正确的修约是：修约前35.4546 修约后 35

13、 而不是 一次修约35.455 二次修约35.46 三次修约35.6 四次修约36,（5）负数修约时，先将它的绝对值按前面规则进行修约，然后再修约值前面加上负号。 例：将-36.5修约成两位有效数字：-36,（6）0.5个单位的修约。指修约间隔为制定位数的0.5个单位。修约规则是现将拟修约数值乘以2，按制定位数依照进舍规则修约，所得数值再除以2。 例：将下列数字修约到个位数的0.5个单位： 拟修约数值（A) 乘以2（2A） 2A修约值 A修约值 60.25 120.50 120 60.0 60.38 120.76 121 60.5 -60.75 -121.50 -122 -61.0,（6）数值

14、修约的有效位数。 从非零数字最左一位向右数而得到的位数就是有效位数。 例：6.2、0.62、0.062均为两位有效数字 0.00620三位有效数字 10.00 四位有效数字,2、试验数值的记录 记录测量数值时，应读至测量仪器的最小分度值，最小分度值是按仪器所能达到的精度来确定的，其误差为0.5最小分度值。有效数字的位数，第一位自左第一个不为0的数字算起，最末一位规定允许有0.5单位误差。 如：用最小分度值为1mm的仪器测试件的边长，按最接近的刻度值，记录为151mm，则真实边长可能在151 0.5mm之间，有效数字为三位。 如果需要做进一步运算，则读数时，应在最小分度值读取后，再估读一位，上例

15、中可记录为150.7或151.3mm。,3、误差 对同一物理量进行重复测量时，经常发现数值不一样，因为每项实验都有误差。 误差可控制，但不能完全消除。（失误可消除） 在测试中： （1）正确认识误差的性质，分析误差产生的原因，以消除或减少测量误差。 （2）正确处理数据，合理计算结果，以更接近于真实值的数据。 （3）正确组织试验，合理设计或选用仪器和操作方法，以便在经济的条件下取得理想的结果。,测量误差： 由于测试中，仪器的精确性、人的视觉差、试件尺寸偏差的大小，测试取点等因素的影响。 注意：测试值不是真值。 虽然真值的量试未知数，但可以估计测试值与真值相差的程度。测试值的观测误差，简称误差。,（

16、1）测量及分类 测量分为直接测量、间接测量、总体测量。 直接测量： Y=X（Y为未知量值，X为测量直接获得的数值） 间接测量： 未知量是通过一定的公式与几个变量相联系，不能直接求得，需将直接测量量所得的各变量值代入公式中，经过计算而得的未知量的数值。 Y=f（X1，X2，X3.Xn） X1，X2，X3.Xn各直接测量之数值。,总和测量： 使各个未知量以不同的组合形式出现，根据直接测量或间接测量所得数值。 如：混凝土强度与回弹值的关系可用下式表示：可得a，b R=aNb 式中：R混凝土强度 N混凝土回弹值 a，b系数，可用两个方程式或采用回归分析法求得。,（2）误差分类 系统误差： 凡恒定不变或

17、遵循一定规律变化的误差。 产生原因：测量仪器和工具、测量人员、测量方法和条件。 测量仪器和工具：仪器不准确 测量人员产生的系统误差：观测者不同习惯，如左右眼观察，压力机给油速度 测量方法和条件：没按正确方法操作，外界环境影响。 如系统误差很小，则表示测试结果相当准确，测试的准确度有系统误差表征。,随机误差： 当误差出现没有规律性，其数值的大小与性质也不固定时，即误差随机变化。 任一次测量中，随机误差不可避免，而且在同一条件下，重复进行的各次测量中，随机误差的大小、正负各有其特性，但就总体而言，却具有某些内在的共性，即服从一定的统计规律，出现的正负误差概率几乎相等。 随机误差由许多互不相干的独立

18、因素引起，其中大多数因素与系统误差一样，无法掌握具体规律。（个体）,随机误差不能通过实验消除，但总体有规律。 因此，算术平均值可作为测量结果的一个重要指标。 具体测量中，数值大的随机误差出现概率比数值小的随机误差出现的概率低得多，则测试就够比较精密。 测试的精密度是由随机误差离散程度表征的。,疏忽误差： 由于测试者的疏忽大意引起的操作、读数或计算产生的误差。疏忽误差远远超过同一客观条件下的系统误差与随机误差，凡含该种误差的数据应舍弃。 综合误差： 随机误差与系统误差的合成，统称为综合误差。 注意：误差的性质可在一定条件下转化。 如：压力机的示值误差对成批的压力机来说是偶然误差，对一台来说，示值

19、结果始终偏大或偏小为系统误差。,（3）绝对误差与相对误差 绝对误差表示测试值与真值之偏离，是数值的大小表示偏离程度，其值之正负，指明了偏离的方向。 绝对误差有时称为误差，表示测试的准确度，因为真值一般是无法测得的，故通常采用最大绝对误差表示。 相对误差绝对误差与真值之比（%） 表示测试的精密度，具有可比性，通常采用最大相对误差,例：钢材抗拉试验，测得最大荷载为198000N，如最大绝对误差为1000N，则最大相对误差为： 1=1000/198000*100%=0.5% 另一抗折机，测值728N，最大绝对误差为4N，则最大相对误差为： 2=4/728*100%=0.5% 两个相对误差相等，即两者

20、精密度相近。 如用绝对误差表示准确度，则1 2,这是错的。,4、计算过程中计算数字的选择 （1）小数的加减运算 运算时各数所保留的位数应比其中小数点后位数最少的多一位，计算结果应和原来数字中小数点后位数最少的那个相同。 例：三个计量数字相加100.6mm、101.12mm、100.623mm，其中小数点后位数最少的是一位，所以演算应保留两位。 100.6+101.12+100.62=302.34mm 计算结果保留小数点后一位取302.3mm,（2）小数的乘除运算 运算时各数所保留的位数应比其中有效数字最少的多保留一位，计算结果中，应保留的位数与原来数字中有效数字最少的那个相同。 例：100.6

21、mm、101.12mm、100.623mm相乘，其中有效数字最少的是4位，所以演算应保留5位。 100.6101.12100.62=1023574.257 计算结果保留四位有效数字：1.024106mm3,（3）小数的乘方、开方运算 计算结果应保留的位数和原来有效数字位数相同。 例：100.6的2次方为（100.6）2=10120.36，结果保留四位有效数字，应取1.012104 （4）同时需做几种运算时，对需要做中间计算的数字所保留的位数，应比单一运算时所应保留的位数多一位。 （5）一般关系式的建立 测试中，一般关系式的建立是通过相关变量大量实验值确立的（也可以理论上推导）,习题 下列数字保留2位小数： 1.7632=1.76 10.335=10.34 1.7500=1.75 27.832=27.83 1.773=1.77 19.985=19.98 1.785=1.78 -101.254=-101.25 1.795=1.80 1.585=1.58 -101.754