力学室试验操作手册.docx
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力学室试验操作手册
嘉绍跨江大桥项目
力
学
室
试
验
操
作
手
册
中交二航局嘉绍跨江大桥工程项目经理部工地试验室
检测项目、技术参数及温湿度要求一览表
产品
检测项目
质量标准
试验方法
操作标准
温、湿度
钢
筋原材
HPB235
屈服强度
≥235Mpa
GB1499.1-2008
GB/T228-2002
10~35℃
(23±5℃)
极限强度
≥370Mpa
伸长率
≥25%
冷弯
表面无裂纹
GB/T232-1999
HRB335
屈服强度
≥335Mpa
GB1499.2-2007
GB/T228-2002
极限强度
≥455Mpa
伸长率
≥17%
冷弯
表面无裂纹
GB/T232-1999
钢
筋
连
接
镦粗直螺纹
拉伸
≥母材1.1倍
标准强度
JGJ107-2003
第3.0.5条
GB/T228-2002
滚轧直螺纹
拉伸
≥母材标准强度
闪
光
对
焊
拉伸
≥母材标准强度
JGJ18-2003
第5.1.7条
JGJ/T27-2001
冷弯
表面无裂纹
环
氧
钢
筋
屈服强度
≥335Mpa
GB1499.2-2007
GB/T228-2002
极限强度
≥455Mpa
伸长率
≥17%
冷弯
表面无裂纹
GB/T232-1999
混
凝
土
立方体抗压强度
符合评定标准要求
JTJ041-2000第11.11条
JTGE30-2005
T0553-2005
—
棱柱体轴心抗压强度
符合设计要求
JTGD62-2004
第3.1.3条
JTGE30-2005
T0555-2005
棱柱体抗压弹性模量
符合设计要求
JTGD62-2004
第3.1.5条
JTGE30-2005
T0556-2005
水
泥
3天抗压
≥17.0MPa
GB175-2007
第7.3.3条
JTGE30-2005T0506-2005
20±2℃
≥50%
28天抗压
≥42.0MPa
矿
粉
7天活性指数
≥75%
《嘉绍专用施工技术规范》
第3.3.2条
GB/T18736-2002附录C
28天活性指数
≥95%
粗
集
料
压碎值
≤10%
《嘉绍专用施工技术规范》
第3.3.2条
JTGE42-2005
T0316-2005
15~30℃
钢筋取样
1、钢筋原材
按照同一批量、同一规格、同一炉号、同一出厂日期、同一交货状态的钢筋,每批重量不大于60t为一检验批,超过60t的部分,每增加40t(或不足40t的余数),增加一个拉伸和弯曲试验试样。
允许由同一牌号、同一冶炼方式、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批,但各炉罐号含碳量之差不大于0.02%,含锰量之差不大于0.15%。
混合批的重量不大于60t。
从两根钢筋中截取2根拉伸试件,2根弯曲试件,其中每根钢筋为一拉伸、一弯曲试件。
截取时从每根钢筋的端头,截除500-1000mm钢筋后再取样。
2、闪光对焊接头
在同一台班内,由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。
当同一台班内焊接的接头数量较少,可在一周内累计计算;累计仍不足300个接头时,应按一批计算。
力学性能试验时,应从每批接头中随机切6个接头,3个拉伸,3个弯曲。
3、镦粗直螺纹和滚轧直螺纹接头
同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批次进行检验与验收,不足500个也为一个验收批。
对接头的每一验收批,必须在工程结构中随机截取3个接头试件和3个钢筋母材(钢筋母材必须取自接头试件的同一根钢筋)作抗拉强度试验。
4、取样长度
原材冷弯试验:
HRB335
公称直径d(mm)
弯芯直径(mm)
支辊间距(mm)
6.5d或6d
冷弯(mm)(≥5d+150)
32
128
208
350
28
112
182
340
25
75
150
330
22
66
132
310
20
60
120
300
16
48
96
280
12
36
72
260
10
30
60
250
注:
公称直径d为6~25mm,弯芯直径为3d;d为28~40mm,弯芯直径为4d。
HPB235钢筋的弯芯直径为1d。
原材拉伸试验:
钢筋直径
D(mm)
公称横截面积(mm2)
抗拉强度取样长度(mm)(≥10d+200)
抗拉强度试验速率(kN/S)
标距(mm)5d
32
804.2
540
4.8~48.3
160
28
615.8
500
3.7~37.0
140
25
490.9
450
3.0~29.5
125
22
380.1
450
2.3~22.8
110
20
314.2
450
1.9~18.8
100
16
201.1
420
1.2~12.0
80
12
113.1
400
0.7~6.7
60
10
78.54
400
0.5~4.7
50
镦粗,滚轧直螺纹钢筋接头抗拉强度取样长度:
32
28
25
550
520
500
闪光对焊接头冷弯试验
钢筋公称直径
d(mm)
弯芯直径D(mm)
4d或5d
支辊间距D+2.5d(mm)
6.5d或7.5d
冷弯(mm)(D+2.5d+150)
32
160
240
390
28
140
210
360
25
100
163
310
22
88
143
290
20
80
130
280
18
72
117
270
16
64
104
250
14
56
91
240
12
48
78
230
闪光对焊接头拉伸试验:
钢筋直径
D(mm)
公称横截面积(mm2)
抗拉强度取样长度(mm)(≥8d+200)
抗拉强度试验速率(kN/S)
32
804.2
456
8.0~24.1
28
615.8
424
6.2~18.5
25
490.9
400
4.9~14.7
22
380.1
376
3.8~11.4
20
314.2
360
3.1~9.4
16
201.1
328
2.0~6.0
12
113.1
296
1.1~3.4
钢筋弯曲试验测定方法
1.仪器设备
万能材料试验机及不同直径的弯心
2.试验步骤
①据相关产品标准规定,选择合适的弯心,并安装于试验机上。
②调整试验机的支辊间距离(此距离在试验期间保持不变)。
支辊间距离按下表确定:
公称直径
d(mm)
支辊间距(mm)
6.5d或6d
32
208
28
182
25
150
22
132
20
120
16
96
12
72
10
60
③将准备好的试样放置在两支辊上;试样轴线应与弯心轴线相垂直,并使弯心对准两支辊之间的中点处;启动试验机,以平稳压力向试件缓慢而连续地施加试验力,使之弯曲,直至达到规定的弯曲角度;取出弯曲试样,检查试样弯曲外表面,是否存在裂纹、裂缝或裂断等情况
3.结果评定
弯曲试验后试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹评定为合格,否则为不合格。
若不合格,则从同一批中再截取双倍数量的试样进行复验。
复验结果若仍为不合格,则该批视为不合格。
钢筋拉伸试验测定方法
1.仪器设备
①万能材料试验机及不同规格夹具
②连续式标距打点机
③钢尺
2.试样准备
原始标距Lo的标记:
在试样自由长度范围内,均匀划分为10mm或5mm的等间距标记。
可以用标点机进行打点标距。
3.试验步骤
①将试样夹紧在试验机上后,进行加荷。
②屈服强度的测定:
试验机平稳加荷,控制速率在6~60MPa/s,在显示盘数值第一次出现回落时的最大读数,将其除以试件原始横截面积(SO)得到下屈服强度。
③继续平稳加载,直至试件破坏或钢筋出现紧缩现象,停止加载。
④测定断后伸长率,应将试件断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上,并采取特别措施确保试件断裂部分适当接触后测量试件断后标距(测量区的范围应处于距离断裂处至少5d)。
原则上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效。
但断后伸长率大于或等于规定值,不管断裂位置处于何处测量均为有效。
4.结果计算
抗拉强度按下式计算:
Rm=Fb/So
热扎带肋公称截面面积与理论重量
公称直径/mm
公称横截面面积/mm2
理论重量/(kg/m)
6
28.27
0.222
8
50.27
0.395
10
78.54
0.617
12
113.1
0.888
14
153.9
1.21
16
201.1
1.58
18
254.5
2.00
20
314.2
2.47
22
380.1
2.98
25
490.9
3.85
28
615.8
4.83
32
804.2
6.31
36
1018
7.99
注:
表2中理论重量按密度为7.85g/cm3计算
光圆钢筋公称截面面积与理论重量
GB1499.1-2007
公称直径/mm
公称横截面面积/mm2
理论重量/(kg/m)
5.5
23.76
0.187
6.5
33.18
0.260
8
50.27
0.395
10
78.54
0.617
12
113.1
O.888
14
153.1
1.21
16
201.1
1.58
18
254.5
2.00
20
314.2
2.47
注:
表2中理论重量按密度为7.85g/cm3计算
伸长率按下式计算:
δ=(L1-L0)/L0*(100%)
式中:
Rm――抗拉强度,计算精确至5MPa
Fb――极限荷载值,kN
δ――伸长率,计算精确至0.5%
L0――试样原标距长度,mm
L1――试样拉断后标距长度,准确到0.25mm
S0――试样原横截面积,mm2
试验出现下列情况之一者,试验结果无效,应补做同样数量试样的试验:
①试样断标距外或在机械刻线的标距标记上,而且断后伸长率小于规定最小值;②试验期间设备发生故障,影响了试验结果
任何检验如有某一项试样结果不符合标准要求,则从同一批中再取双倍数量的试样进行该不合格项目的复验。
复验结果(包括该项试验所要求的任一指标)即使有一个指标不合格,则该批视为不合格。
闪光对焊接头钢筋弯曲试验方法
1.仪器设备
万能材料试验机及不同直径的弯心
2.试验步骤
①闪光对焊接头进行弯曲试验时,应将受压面的金属毛刺和镦粗。
凸起部分消除,且应与钢筋的外表齐平。
②根据相关标准及试样规格,选用合适的压头弯心直径和弯曲度,可按下表确定:
序号
钢筋级别
弯心直径
弯曲角
(°)
d≤25(mm)
d>25(mm)
1
Ⅰ
2d
3d
90
2
Ⅱ
4d
5d
90
3
Ⅲ
5d
6d
90
4
Ⅳ
7d
8d
90
d为钢筋直径
③调整两支辊内侧距离H(H=D+2.5d),选用合适长度(H+150)的试样;将试样放在压力机或万能试验机两支辊的两支点上,并使焊缝中心与压头中心线一致。
缓慢而平稳地对试样施加弯曲力,直至达到规定的弯曲角度或出现裂纹、破断为止。
④弯曲后检查试样受拉面有无裂纹。
试验时如试样断裂,记下此时的弯曲角度、断口位置,断口形貌或有未熔合等焊接缺陷。
3.结果评定
当试验结果,弯至90O,有2个或3个试件外侧(含焊缝和热影响区)未发生破裂,应判定该批接头弯曲试验合格;当3个试件均发生破裂,则一次判定该批接头为不合格品;当有2个试件发生破裂,应进行取双倍数量的试样复验;当复验结果仍有3个试样发生破断,应判定该批接头为不合格品。
注:
当试件外侧横向裂纹宽度达到0.5mm时,应认定已经破裂。
闪光对焊接头钢筋拉伸试验方法
1.仪器设备
万能材料试验机及夹具
2.试验步骤
①选择夹具并安装好夹具,试件夹紧后,用静拉伸力连续而平稳地对试件轴向拉伸,加荷速率宜为10-30MPa/S。
将试件拉至断裂(或出现缩颈),从测力盘上读取最大力并记录读数。
②观察断裂(或缩颈)位置,并测量出离开焊缝的距离;观察断裂特征(塑性断裂或脆性断裂)或有无颈缩现象以及试件断口上是否发现气孔、夹渣、未焊透烧伤等焊接缺陷。
3.结果计算及评定
抗拉强度按下式计算:
бb=Fb/SO
式中:
бb--抗拉强度(MPa),结果数值修约到5MPa
Fb---最大力(N)
SO--试样公称横截面积(mm2)
注:
试验中,当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时,试验结果视为无效。
结果评定:
①3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度;
②至少应有2个试件断于焊缝之外,并应呈延性断裂。
当达到上述2项要求时,应判定该批接头抗拉强度合格。
当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度,或3个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时,则一次判定该批接头为不合格品。
当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值,或2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂,其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,应进行复验。
复验时,应再切取6个试件。
复验结果,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值,或有3个试件断于焊缝热影响区,呈脆性断裂,其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,应判定该批接头为不合格品。
注:
当接头试件虽断于焊缝或热影响区,呈脆性断裂,但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,可按断于焊缝或热影响区之外,呈延性断裂同等对待。
镦粗直螺纹和滚轧直螺纹接头钢筋拉伸试验方法
1.仪器设备
万能材料试验机及夹具
2.试验步骤
①选择夹具并安装好夹具,试件夹紧后,用静拉伸力连续而平稳地对试件轴向拉伸,加荷速率宜为10-30MPa/S。
将试件拉至断裂(或出现缩颈),从测力盘上读取最大力并记录读数。
②观察断裂(或缩颈)位置,并测量断后标距;观察断裂特征(塑性断裂或脆性断裂)。
3.结果计算及评定
抗拉强度按下式计算:
бb=Fb/SO
式中:
бb--抗拉强度(MPa),结果数值修约到5MPa
Fb---最大力(N)
SO--试样公称横截面积(mm2)
注:
试验中,当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时,试验结果视为无效。
结果评定:
①3个接头抗拉强度均不小于被连接钢筋的强度的标准值,为验收批次为合格。
②如有一个试件的强度不符合要求,应再取6个试件进行复检。
复检中仍有1个试件的强度不符合,则该验收批评为不合格。
水泥混凝土立方体抗压强度测定方法
1.仪器设备
压力试验机:
量程2000KN
2.试件制备
标准试件:
150×150×150mm混凝土抗压强度试件应同龄期者为一组,每组为3个同条件制作和养护的混凝土试块。
3.试验步骤
①取出试件,擦干试件。
以成型时侧面为上下受压面,试件中心应与压力机几何对中。
②加压速率:
强度等级
≤C30
C30~C60
≥C60
加荷速率,KN/s
6.75~11.25
11.25~18.0
18.0~22.5
当试件接近破坏而开始迅速变形时,应停止调整试验机油门,直至试件破坏。
3.结果计算,计算精确至0.1MPa
fcu=F/A
式中fcu――混凝土立方体抗压强度,MPa
F――极限荷载,N
A――受压面积,mm2
以3个试件测值的平均值为测定值。
如任一个测值与中值的差值超过中值的15%时,则取中值为测定值;如有两个测值与中值的差值均超过上述规定时,则该组试验结果无效。
水泥混凝土棱柱体轴心抗压强度测定方法
1.仪器设备
压力试验机:
量程2000KN
2.试件制备
标准试件:
150×150×300mm混凝土抗压强度试件应同龄期者为一组,每组为3个同条件制作和养护的混凝土试块。
3.试验步骤
①取出试件,擦干试件。
试件中心应与压力机几何对中,球座最好放在试件顶面并凸面朝上。
②加压速率:
强度等级
≤C30
C30~C60
≥C60
加荷速率,KN/s
6.75~11.25
11.25~18.0
18.0~22.5
当试件接近破坏而开始迅速变形时,应停止调整试验机油门,直至试件破坏。
4.结果计算,计算精确至0.1MPa
fcp=F/A
式中fcp――混凝土棱柱体抗压强度,MPa
F――极限荷载,N
A――受压面积,mm2
以3个试件测值的平均值为测定值。
如任一个测值与中值的差值超过中值的15%时,则取中值为测定值;如有两个测值与中值的差值均超过上述规定时,则该组试验结果无效。
水泥混凝土棱柱体抗压弹性模量测定方法
1.仪器设备
①压力试验机:
量程2000KN
②弹性模量测定仪:
固定支架标距应为150mm
③千分表、钢尺、铅笔、秒表。
2.试件制备
标准试件:
150×150×300mm混凝土抗压强度试件应同龄期者为6个,其中3个用于测定轴心抗压强度。
3.试验步骤
①试件取出后,用湿毛巾覆盖并及时进行试验,保持试件干湿状态不变。
②擦净试件,量出尺寸并用铅笔画作出标距,先选择一矩形侧面上下各75mm作平行线(两平行线相距150mm),并作中心线垂直于两条平行线(以成型时侧面为上下标距面),要清晰显示两个交点的存在。
尺寸量测精确至1mm。
将测定仪支架上螺丝固定于标距好的四点上。
③取3根试件得出轴心抗压强度fcp,取1/3轴心抗压强度为抗压弹性模量试验的加载标准荷载Fa。
(加载和卸载速率均为13.5±9kN/s)
④将试件移于压力机球座上,已固定好的支架不要发生碰撞,将千分表各安装在两对立面的表座上,调零。
开动机器,匀速连续加荷至基准应力为11.25KN(F0)的初始荷载值F0,保持恒载60s,在以后30s内将千分表调零,后立即连续均匀地加荷至轴心抗压强度fcp的1/3的荷载值Fa处,恒载60s,在以后30s内记录千分表读数(即变形量)。
注:
两个千分表变形量应保持一致,如果两千分表的变形值超过其平均值的20%时,卸载重新调整支架及千分表,重复上述操作。
⑤读数后马上进行下面预压操作两次:
均匀的卸载至11.25KN(F0),恒载60s后,均匀加荷至Fa处,恒载60s。
⑥完成最后一次预压后,卸载至11.25KN(F0),稳压60s后,在30s内读数,并记录。
再均匀的加载至Fa处,恒载60s后,在30s内读数,并记录。
⑦卸除支架和千分表,以同样的速度加荷至破坏,记录破坏荷载。
4.结果计算,计算精确至0.1MPa
Ec=(Fa-F0)/A×(L/△n)
式中Ec――混凝土弹性模量,MPa
Fa――压力为1/3轴心抗压强度时的荷载,N
F0――应力为0.5MPa(11.25KN)时的初始荷载,N
A――试件承压面积,mm2
L――测量标距,mm
△n=εa-ε0
式中△n――最后一次从F0加荷至Fa时试件两侧变形的平均值,mm
εa――Fa时试件两侧变形的平均值,mm
εa――F0时试件两侧变形的平均值,mm
以3个试件测值的平均值为测定值。
如果其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者的20%时,则弹性模量值按另两个试件测值的平均值计算;如果两个试件均超过,则此次试验无效。
水泥胶砂抗压强度测定方法
1.仪器设备
30t压力试验机(加载速率控制在2400±200N/s)和抗压夹具
2.抗压强度的测定
将水泥室已进行抗折试验的试块放在托盘里,盖上潮湿的抹布,端入力学室进行抗压强度试验。
先启动计算机,打开控制器,启动电动压力机。
参数设定好之后,将半截棱柱体放在抗压夹具上,试体受压面积为40mm×40mm.试验前应清除试体受压面与压板间的沙粒或杂物。
试验时以试体的侧面作为受压面,试体的底面靠紧夹具定位销,并使夹具对准压力机压板中心。
进入加载系统,在整个加荷过程中以2400N/S±200N/S的速率均匀的加荷直至破坏,记录数据。
Rc=Fc/A
式中RC――抗压强度,MPa。
精确至0.1MPa
FC――破坏时的最大荷载值,N
A――受压面积,mm2(1600mm2)
以一组3个棱柱体得到的6个抗压结果的平均值作为试验结果。
当6个强度值中有一个超过平均值的±10﹪时,应剔除后再取剩下的5个的平均值作为抗压强度试验结果。
如果5个值中再有超过他们平均数的±10﹪。
则此组结果作废。
矿粉活性指数测定方法
1.仪器设备
①水泥胶砂搅拌机
②振实台
③水泥胶砂试模:
规格40×40×160mm
④电动抗折机
⑤电子天平:
感量1g。
2.胶砂及试件制备
①胶砂的配制,用下表配比按水泥胶砂试验方法进行搅拌
胶砂种类
水泥/g
矿粉/g
标准砂/g
加水量/mL
基准胶砂
450
/
1350
225
试验胶砂
225
225
1350
按基准胶砂流动度±5mm调整
②将制备好的胶砂按水泥胶砂试件成型方法操作制成试件、模前的养护处理、脱模、水中养护。
③测得相应龄期基准胶砂和试验胶砂试件的抗压强度,方法按水泥胶砂抗压强度试验方法操作。
④结果计算,计算至1﹪。
A=Rt/Ro×100
式中A――矿粉的活性指数,﹪
Rt――试验胶砂相应龄期的强度,MPa
Ro――基准胶砂相应龄期的强度,MPa
粗集料压碎指标测定方法
1.仪器设备
①石料压碎值试验仪(依据《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005中T0316-2005规定要求)
部位
符号
名称
尺寸(㎜)
试筒
A
B
C
内径
高度
壁厚
150±0.3
125~128
≥12
压柱
D
E
F
G
压头直径
压杆直径
压柱总长
压头厚度
149±0.2
100~149
100~110
≥25
底板
H
I
J
直径
厚度(中间部分)
边缘厚度
200~220
6.4±0.2
10±0.2
②金属棒:
直径10mm,长450mm~600mm,一端加工成半球行。
③台秤:
称量30kg,感量1g
④压力机:
200t压力试验机
⑤标准筛:
13.2mm、9.5mm、2.36mm方孔筛各一个
2.试验步骤
①将干燥的粗集料用13.2mm和9.5mm标准筛过筛,取9.5mm~13.2mm的试样3000g,供试验用。
②将试样分3层均匀装入试模中,每层将试样表面整平,用金属棒均匀捣实25次。
最后将表面仔细整平。
(注意:
每次试验的石料数量应满足按上述方法夯击后石料在试筒内的深度为100mm,记为m1)
③将装有试样的试模放到压力机上,同时加压头放入试筒内石料面上,注
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