無機材料物理效能實驗指導書

2021-07-30 06:39:26 字數 4896 閱讀 9098

目錄試驗一鋼筋試驗

試驗二鋼絞線的拉伸試驗

試驗三鋼絞線的鬆弛試驗

試驗一鋼筋試驗

一.鋼筋拉伸試驗

1.鋼筋取樣和製樣方法

鋼筋批量為:由同一廠別、同一爐號、同一規格、同一交貨狀態、同一進場時間為一驗收批。鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋、熱軋光圓鋼筋、低碳鋼熱軋圓盤條、餘熱處理鋼筋每批數量不大於60t,取一組試樣。

冷軋帶肋鋼筋,每批數量不大於50t,取一組試樣。各類鋼筋每組試樣數量參見表1-1,試件擷取長度為:

拉伸試件:l≥10d+200mm

冷彎試件:l≥5d+150mm

凡表中規定取兩個試件的,均應從兩根(或兩盤)中分別切取,每根鋼筋上切取乙個拉力試件、乙個冷彎試件。低碳鋼熱軋圓盤條,冷彎試件應取自同盤的兩端。試件切取時,應在鋼筋或盤條的任意一端截去500mm後切取。

2.儀器裝置

(1)萬能試驗機(圖1-1)

試驗機測力示值誤差應不大於±1%;在規定負荷下停止施荷時,試驗機操作應能精確到測力度盤上的乙個最小分格負荷示值至少能保持30s;試驗機應具有調速指示裝置,能在標準規定的速度範圍內靈活調節,且加卸荷平穩;試驗機還應備有記錄裝置,能滿足標準用繪圖法測定強度特性的要求。

(2)引伸計

各種型別的引伸計均可用於測定試樣的伸長。但引伸計的準確度級別應符合gb/t12160的要求。一般使用引伸計應不劣於1級,測定具有較大延伸率的材料效能時,引伸計也不應劣於2級。

(3)試樣尺寸測量儀器

可根據試樣尺寸測量精度的要求,選用相應精度的任一種量具或儀器,如游標卡尺、螺旋千分尺等。

3.試驗方法

(1)試驗準備

首先測量試樣標距兩端和中間這三個截面處的尺寸,對於圓試樣,在每一橫截面內沿互相垂直的兩個直徑方向各測量一次,取其平均值。用測得的三個平均值中最小的值計算試樣的原始橫截面面積a。

(2)上屈服強度和下屈服強度的測定

**方法:試驗時記錄力-延伸曲線或力-位移曲線。從曲線圖讀取力首次下降前的最大力和不計初時瞬時效應時屈服階段中的最小力或屈服平台的恆定力。

將其分別除以試樣原始橫截面積,得到上屈服強度和下屈服強度。仲裁試驗採用**方法。

指標方法:試驗時,。將其分別除以試樣原始橫截面積,得到上屈服強度和下屈服強度(σs)。

可以使用自動裝置(如微處理機等)或自動測試系統測定上屈服強度和下屈服強度,可以不繪製拉伸曲線圖。

(3)抗拉強度測定

抗拉強度可以採用**法或指標法測定。

對於呈現明顯屈服(不連續屈服)現象的金屬材料,從記錄的力-延伸或力-位移曲線圖,如圖1-2,或從測力度盤,讀取過了屈服階段之後的最大力;對於呈現無明顯屈服(連續屈服)現象的金屬材料,從記錄的力-延伸或力-位移曲線圖,或從測力度盤,讀取試驗過程中的最大力。最大力除以試樣原始橫截面積(a)得到抗拉強度(σb)。

可以使用自動裝置(如微處理機等)或自動測試系統測定上抗拉強度,可以不繪製拉伸曲線圖。

(4)斷後伸長率的測定

為了測定斷後伸長率,應將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起使其軸線處於同一直線上,並採取特別措施確保試樣斷裂部分適當接觸後測量試樣斷後標距。對於小橫截面試樣和低伸長率試樣更應注意這一點。

所謂斷後伸長率即鋼筋拉斷後的伸長值與原長的比率:

式中:δ 伸長率(%)

l0試件受力前的標距長度(有5d、10d、100d)

l1試件拉斷後的標距長度

斷後伸長率越大的鋼筋塑性越好,即拉伸前有足夠的伸長,使構件的破壞有預兆;反之構件的破壞具有突發性而呈現脆性。

(5)斷面收縮率的測定

測量時,將試樣斷裂部分仔細地配接在一起,使其軸線處於同一直線上。對於圓形橫截面試樣,在縮頸最小處相互垂直方向測量直徑,取其算術平均值計算最小橫截面積;對於矩形橫截面試樣,測量縮頸處的最大寬度和最小厚度,兩者之乘積為斷後最小橫截面積。斷裂後最小橫截面積的測定應準確到±2%。

原始橫截面積a0與斷後最小橫截面積a1之差除以原始橫截面積的百分率得到斷面收縮率ψ。

二. 鋼筋冷彎試驗

冷彎是橋梁鋼材的重要工藝效能,用以檢驗鋼材在常溫下承受規定彎曲程度的彎曲變形能力,並顯示其缺陷。通過冷彎試驗,檢查試件表面是否有裂紋或分層斷裂來反映塑性。

工程中經常需對鋼材進行冷彎加工,冷彎試驗就是模擬鋼材彎曲加工而確定的。通過冷彎試驗不僅能檢驗鋼材適應冷加工的能力和顯示鋼材內部缺陷(如起層,非金屬夾渣等)狀況,而且由於冷彎時試件中部受彎部位受到衝頭擠壓以及彎曲和剪下的複雜作用,因此也是考察鋼材在複雜應力狀態下發展塑性變形能力的一項指標。所以,冷彎試驗對鋼材質量是一種較嚴格的檢驗。

為了使鋼筋在加工成型時不發生斷裂,要求鋼筋具有一定的冷彎效能。冷彎是將直徑為d的鋼筋繞某一規定直徑為d的鋼輥進行彎曲,在達到規定的冷彎角度(1800)時鋼筋不發生裂紋、鱗落或斷裂,就表示合格。

1.試樣

試樣的橫截面為圓形、方形、長方形或多邊形。樣坯的切取位置和方向應按照相關產品標準的要求。試樣應通過機加工去除由於剪下或火焰切割等影響了材料效能的部分。

試樣表面不得有劃痕和損傷。方形、長方形和多邊形橫截面試樣的稜邊應倒圓,倒圓半徑不超過試樣厚度的1/10。稜邊倒圓時不應形成影響試驗結果的橫向毛刺、傷痕或刻痕。

試樣的長度應根據試樣厚度和所使用的試驗裝置確定。當採用支輥式、v形模具式、虎鉗式、翻板式等彎曲裝置時,可以按照下式確定:

式中:l——試樣的長度,mm;

d——彎曲壓頭或彎心直徑,mm;

——試樣厚度或直徑或多邊形橫截面內切圓直徑,mm。

2.試驗原理及試驗裝置

冷彎試驗是以圓形、方形、長方形或多邊形橫截面試樣經受彎曲塑性變形,不改變加力方向,直至達到規定的彎曲角度。然後卸除試驗力,檢查試樣承受變形效能。通常檢查試樣彎曲部分的外面、裡面和側面,若彎曲處無裂紋、起層或斷裂現象,即可認為冷彎效能合格。

彎曲試驗可在壓力機或萬能試驗機上進行。壓力機或萬能試驗機上應配備彎曲裝置。常用彎曲裝置有支輥式、v形模具式、虎鉗式、翻板式等四種。

上述四種彎曲裝置的彎曲壓頭(或彎心)應具有足夠的硬度,支輥式的支輥和翻板式的滑塊也應具有足夠的硬度。

3.試驗步驟

以採用支輥式彎曲裝置為例介紹試驗步驟與要求。

(1)試樣放置於兩個支點上,將一定直徑的彎心在試樣兩個支點中間施加壓力,使試樣彎曲到規定的角度,或出現裂紋、裂縫、斷裂為止。

(2)試樣在兩個支點上按一定彎心直徑彎曲至兩臂平行時,可一次完成試驗,也可先按(1)彎曲至90°,然後放置在試驗機平板之間繼續施加壓力,壓至試樣兩臂平行。

(3)試驗時應在平穩壓力作用下,緩慢施加試驗力。

(4)彎心直徑必須符合相關產品標準中的規定,彎心寬度必須大於試樣的寬度或直徑,兩支輥間距離為(d+30)±0.50mm,並且在試驗過程中不允許有變化。

(5)試驗應在10~35℃下進行,在控制條件下,試驗在23±2℃下進行。

(6)卸除試驗力以後,按有關規定進行檢查並進行結果評定。

鋼絞線的基本知識介紹

一、鋼絞線概述

應力鋼絞線和預應力鋼絲是線材製品中的主要產品,對線材的品質和效能要求比較高,其市場需求隨著中國基礎設施建設的加快也不斷增長。國內預應力鋼絞線市場需求在2023年前將達到145萬噸/年的高峰,而生產預應力鋼絲、鋼絞絲所需的線材需求也將相應達到150萬噸/年左右。但是,預應力鋼絞線的市場需求增長速度將隨著經濟增長模式的變化而逐漸放緩。

預應力鋼絞線的應用領域主要在交通、能源、工業和民用建築、水利、環保建設等方面。

在交通領域中,鋼絞線主要應用在橋梁、岩土錨固、城市高架、軌道交通線、機場建築結構及跑道、大管樁、棧橋、高耐荷地面等。鋼絲主要應用在鐵路軌枕、預製電桿、橋梁中(以懸索和拉索為主);在能源建設領域中,鋼絞線主要應用在水壩及地下廠房的加固、船閘、涵洞、岩土錨固,核電站的安全殼、廠房,海上石油鑽井平台及煤炭開採的錨桿等,鋼絲主要應用在電網建設的管道、預製電桿中等;在建築領域中,鋼絞線主要應用在混凝土結構、鋼結構、地基工程及過載提公升上,鋼絲主要應用於預製樓板和建築索,鋼絞線在發達國家建築中應用較普遍,而中國在該領域的應用有待於開發;在水利設施中,鋼絞線主要應用於大型水管、渡槽、涵洞、水壩加固、預製樁、防止底板上的加固、周向纏繞加固等,鋼絲主要應用在供、排水的管道。

公路交通目前是預應力鋼材的主要應用領域。根據有關部門規劃的公路建設發展目標,到2023年,全國公路總里程將達到210萬-230萬公里,東部地區基本形成高速公路網。2023年,公路總里程將達到260萬-300萬公里,高速公路里程達到7萬公里以上。

鐵路是交通建設中對預應力鋼材的第二大需求因素。根據2023年2月確定的《中長期中國鐵路網規劃》,到2023年,中國鐵路運營里程將達到10萬公里,建設客運專線將達1.2萬公里以上,西部鐵路建設將達到1.

6萬公里。從2023年到2023年,平均每年鐵路建設里程為1666公里。此外,全國擬建的城市軌道交通路線超過20條,總長度約2000公里。

考慮到城際快速客運都在經濟發達地區,執行速度高,因此需要橋梁的比例會比普通線路高,而東部高速鐵路的設計也將大量採用橋梁。因此,鐵路工程產生的預應力鋼絞線需求將會出現較大幅度的增長。

中國的航運及航空一直處於快速增長階段,雖然對預應力鋼絲、鋼絞線需求的影響不是很大,但碼頭、候機樓、多層停車庫、機場橋梁工程對預應力鋼材仍有一定的需求。

從能源和交通領域來看,考慮到新建鐵路的規劃及舊線大修的需要,每公里鐵路軌枕鋼絲年需求大約11噸。如果將規劃中平均每年1666公里的建設量按複線計算,加上舊線換軌專案,軌枕鋼絲年需求可達7萬噸。公路建設中使用鋼絲的主要是懸索橋和一部分斜拉橋,年需求量將在2萬噸左右。

能源事業建設中,電廠建設將帶動管道用鋼絲的需求,而電桿用鋼絲的需求因農網改造的結束將迅速下落,因此,這方面對鋼絲的需求可能變化不大.估計在2萬-4萬噸之間。建築市場對預應力鋼絲需求量一直較大,其中,預製板規範的變化將產生對高強度鋼絲的新需求。考慮到很多承包商更願意採用現澆技術,以及優質高碳線材**偏緊,此類需求預計在30萬噸/年左右。

2023年-2023年,鐵路建設的平均規模將超出過去10年的平均水平。考慮到高速鐵路及城際鐵路專線的橋梁非常多,鐵路建設對鋼絞線的需求應該會出現明顯上公升趨勢,年需求量可增長到10萬噸左右。環保建設對鋼絞線的需求量在4萬噸/年左右。

航運及航空事業雖然看好,但其對鋼絞線的需求每年將不超出2萬噸。能源事業中的主要需求是核電、水電及lng工程,年需求規模估計在3萬噸左右。

無機材料物理效能實驗

實驗一測定無機非金屬材料的介電常數 一 實驗目的 1 掌握測定無機非金屬材料介電常數的操作過程 二 實驗原理 相對介電常數通常是通過測量試樣與電極組成的電容 試樣厚度和電極尺寸求得。相對介電常數 r 測試可用三電極或二電極系統。對於二電極試樣,由於方形電容cx的計算公式是 1 因此,待測材料的介電常...

無機材料物理效能複習

第二個熱電效應 玻爾貼效應 當有電流通過兩個不同導體組成的迴路時,除產生焦耳熱外,在兩接頭處還分別出現吸收或放出熱量q的現象,q稱為玻爾帖熱,此現象稱為玻爾帖效應,第三個熱電效應 湯姆遜效應 當電流通過具有一定溫度梯度的導體時,除產生焦耳熱外,另有一橫向熱流流入或流出導體 即吸熱或放熱 此種熱電現象...

材料物理效能實驗

材料物理效能實驗 以材料的基本物理效能引數的測試與分析為主要內容,試圖通過實驗教學,讓學生對基本物理效能引數的測試及其與材料組成 結構等之間的關係有乙個較為明確的認識,並學會設計實驗對材料的一些基本物理效能引數進行測試和初步的分析。該課程課內總學時32,全部為實驗教學課時。包括三方面的內容,分別為基...