章建筑材料測試基本知識2

1、第二章 建筑材料測試基本知識質(zhì)量管理體系建筑材料常用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料檢測的取樣及試樣處理儀器及量測方法檢驗數(shù)據(jù)處理檢驗報告2.1 質(zhì)量管理體系一、定義ISO8402：1994規(guī)定質(zhì)量管理體系定義：為實(shí)施質(zhì)量管理的組織結(jié)構(gòu)、程序、職責(zé)、過程和資源，這一整體構(gòu)成質(zhì)量管理體系。包含硬件和軟件兩部分。通過質(zhì)量管理體系的合格實(shí)驗室要具備的條件包括： 必要的符合要求的儀器設(shè)備 實(shí)驗場地及辦公設(shè)施 合格的檢測人員二、質(zhì)量管理體系的特性系統(tǒng)性：實(shí)驗室建立的質(zhì)量管理體系是為實(shí)施質(zhì)量管理，質(zhì)量檢測過程中的各個方面綜合起來的完整體系。全面性：質(zhì)量管理體系的建立，應(yīng)對質(zhì)量檢測等各個方面進(jìn)行有效的控制。對檢驗過程直至檢

2、驗報告的完成進(jìn)行全過程、全要素、全方位的控制。有效性：質(zhì)量管理體系的建立，應(yīng)能減少、消除和預(yù)防質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，使各項檢測工作都處于受控狀態(tài)。適應(yīng)性：質(zhì)量管理體系能隨環(huán)境變化和體系的發(fā)展進(jìn)行修訂補(bǔ)充，以適應(yīng)變化的需求。按標(biāo)準(zhǔn)化的對象分為三類2.2 建筑材料常用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理標(biāo)準(zhǔn)工作標(biāo)準(zhǔn)按執(zhí)行程度分為二類：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的目的和作用產(chǎn)品系列化，使產(chǎn)品品種得到合理發(fā)展，保證產(chǎn)品的可靠性和互換性，如不同廠家生產(chǎn)螺絲和螺母，生產(chǎn)同標(biāo)號的水泥等。通過生產(chǎn)技術(shù)、試驗方法等各類標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一生產(chǎn)和工作的程序和要求，保證每項工作的質(zhì)量。通過安全、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)，減少疾病和事故的發(fā)生，有效保

3、障人身健康和安全。通過標(biāo)準(zhǔn)傳播技術(shù)信息，加速新技術(shù)和成果的應(yīng)用和推廣。促使企業(yè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，提高和發(fā)展企業(yè)的科學(xué)管理水平。對于建材生產(chǎn)企業(yè)必須按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并控制產(chǎn)品質(zhì)量。建筑材料使用部門必須按照標(biāo)準(zhǔn)選用、設(shè)計和施工，并按標(biāo)準(zhǔn)驗收。建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地方標(biāo)準(zhǔn)DB地方標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冶金部標(biāo)準(zhǔn)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)GBJJGJ/JGJCYBCECS行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GBGB/T 國家標(biāo)準(zhǔn)制定標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)International Organization for StandardizationISO國際標(biāo)準(zhǔn)

4、 管理機(jī)構(gòu)表示內(nèi)容代號標(biāo)準(zhǔn)種類國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國務(wù)院有關(guān)行政主管部門行業(yè)協(xié)會等各省、市、縣政府部門 ISO標(biāo)準(zhǔn)表示方法：ISO+標(biāo)準(zhǔn)號+標(biāo)準(zhǔn)號(可有可無)+冒號+發(fā)布年號+標(biāo)準(zhǔn)名稱ISO 90001：1994 *標(biāo)準(zhǔn)名稱：*標(biāo)準(zhǔn)代號：ISO族標(biāo)準(zhǔn)編號：9000標(biāo)準(zhǔn)編號：1修訂年份：1994年 國家標(biāo)準(zhǔn)表示方法：各級標(biāo)準(zhǔn)均有相應(yīng)的代號，其表示方法由標(biāo)準(zhǔn)代號、編號（發(fā)布順序號）、修訂年份和標(biāo)準(zhǔn)名稱組成。GB/T 51011998 燒結(jié)普通磚標(biāo)準(zhǔn)名稱：燒結(jié)普通磚標(biāo)準(zhǔn)代號：GB推薦標(biāo)準(zhǔn)：T編號：5101修訂年份：1998年工程中可能涉及到的其他國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：美國材料試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)，代號為ASTM；日

5、本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，代號為JIS；德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，代號為DIN；英國標(biāo)準(zhǔn)，代號為BS；法國標(biāo)準(zhǔn)，代號為NF。 注意：工程中使用的建筑材料除必須滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，驗收標(biāo)準(zhǔn)）外，還需滿足有關(guān)的設(shè)計規(guī)范、施工規(guī)范及驗收規(guī)范（或規(guī)程）等。取樣的一般規(guī)定：所抽取的樣本的特性應(yīng)當(dāng)對材料總體特征具有代表性，以保證所得到的試驗結(jié)果有代表性。取樣方法簡單隨機(jī)抽取-使總體中的每個個體被抽取的機(jī)會均等。周期系統(tǒng)抽取-按生產(chǎn)順序或運(yùn)輸順序每隔若干個個體進(jìn)行抽取。分層抽取-從一個可以分成若干層的總體中，在不同層中抽取個體作為樣本。2.3 建筑材料檢驗的取樣及試樣處理整群抽取-將總體分為許多群，隨機(jī)抽取若干群作為樣本。多級抽

6、取-事先規(guī)定若干級單位，上一級抽樣單位大，下一級抽樣單位小，下一級樣本是從上一級樣本中抽取的。試樣處理：如不同規(guī)格試樣處理，烘干，加工，砌筑等。砂、石的四分法取樣： 將所取樣品置于平板上在潮濕狀態(tài)下拌和均勻，并堆成圓餅，然后沿互相垂直的兩條直徑吧圓餅分成大致相等的四份，取齊對角線的兩份重新拌勻，再堆成圓餅，重復(fù)上述過程，直至把樣品縮分到檢驗所需量。 抽樣檢驗就是通過一個樣本來判斷總體是否合格。 選取試樣是材料測試的第一個環(huán)節(jié)，抽樣方法的正確與否直接關(guān)系到所檢驗材料的整體結(jié)果。因此必須制定一個抽樣的方案。1.批量的劃分 批量需要檢驗的一批產(chǎn)品中所包含的單位產(chǎn)品的總量。注意事項（或劃分原則）：（1

7、）批量劃分前提是生產(chǎn)的基本條件必須一致。不然樣本的分布就沒有比較明確的規(guī)律性，不能正確估計整批材料的質(zhì)量。（2）要考慮批量的數(shù)量。 批量過大，則一旦不合格，處理麻煩。 批量過小，樣本容量相對減小，對總體質(zhì)量的判斷容易產(chǎn)生失誤。2.抽樣的規(guī)則 樣本原則上應(yīng)以同一批量中隨機(jī)抽取。檢驗?zāi)康牟煌?，不同材料取樣?guī)則不同。（1）取樣地點(diǎn) 取樣地點(diǎn)是保證材料具有真實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵。 常用進(jìn)場取樣。（2）樣品的保存條件 要求不同，反映情況不同，導(dǎo)致樣品的保存條件也存在著差異。（3）測試時間的確定 很多材料性能隨時間變化而變化，因此不同時間測試，結(jié)果差別很大。（4）取樣的方法 一般取樣方法視材料而定。注意：取樣應(yīng)具

8、有代表性。客觀公正反映材料的真實(shí)質(zhì)量。既要有隨機(jī)性，還要有均勻性、科學(xué)性。例：顆粒裝材料取樣方法。 自料堆的頂、中、底三個不同的高度處，在均勻分布的五個不同部位處，取大致相等的試樣各一份，共取15份，取樣時應(yīng)先將取樣部位的表面鏟除，于較深處鏟取。鏟取后按四分法縮分。（5）取樣頻率及樣本容量 取樣頻率：指材料中所取樣本的次數(shù)。 樣本容量：取樣組數(shù)（一個樣本有幾個產(chǎn)品） 取樣頻率：過大，則試驗量加大； 過小，不能反映批量材料的 均勻性。（6）取樣數(shù)量的多少決定了試樣的科學(xué)性和代表性。取樣數(shù)量多，代表性好，但浪費(fèi)；少則代表性不足。力學(xué)性能測試儀器：壓力試驗機(jī)使用和操作注意事項2.4 檢驗儀器、機(jī)械及

9、量測方法（1）保證試件在最大載荷的25%75%之間破壞。（2）試驗調(diào)零前先打開送油閥，將活塞升起一段距離，目的是消除下壓板、試件等的重力。（3）升活塞后掛砣、調(diào)節(jié)平衡錘，使擺錘左側(cè)面與刻線重合。（4）升活塞的速度可以快一些，但試驗要按照規(guī)定速度加載，避免過快。（5）試件破壞后，先關(guān)送油閥，再打開回油閥。送油時回油閥必須關(guān)死，送油閥關(guān)閉時不要關(guān)的太死，避免損傷油針尖梢。質(zhì)量的量測儀器：磅秤，臺秤，天平等。長度的量測儀器：米尺，卷尺，直尺，游標(biāo)卡尺等。容量的量測儀器：量筒，容量筒，燒杯等。時間的量測儀器：秒表等。溫度濕度的量測儀器：溫度計，濕度計，電子溫濕度計等。一、檢驗數(shù)據(jù)的平均值1、算數(shù)平均值

10、 該值只能反映該批試驗的總體結(jié)果的平均值，而不能反映數(shù)據(jù)的波動情況。 n試件組數(shù)；Ri第i組試驗值。2.5 檢驗數(shù)據(jù)處理2、均方根平均值S 該值可以反映測得數(shù)據(jù)大小及數(shù)據(jù)波動范圍的變化程度。 n試件組數(shù)；Ri第i組試驗值。二、檢驗數(shù)據(jù)的誤差計算1、極差 試驗所測得的數(shù)據(jù)中最大值和最小值之差，也稱范圍誤差或最大誤差。試驗條件、設(shè)備的精確程度和操作人員的熟練程度是影響極差大小的主要因素。2、算數(shù)平均誤差 n試件組數(shù)；Ri第i組試驗值。3、標(biāo)準(zhǔn)差 標(biāo)準(zhǔn)差反映測試結(jié)果波動的大小或離散程度，標(biāo)準(zhǔn)差越大，說明測試結(jié)果的波動越大，離散程度越大。 n試件組數(shù)；Ri第i組試驗值。4、變異（離差）系數(shù)Cv 變異系

11、數(shù)越小，說明測試結(jié)果越均勻。三、正態(tài)分布曲線 在正常測試的情況下，許多影響質(zhì)量的因素都是隨機(jī)的。因此測試結(jié)果的大小也是隨機(jī)變化的。對同一批試樣經(jīng)隨機(jī)取樣測定，其數(shù)據(jù)經(jīng)整理繪成曲線，一般均接近正態(tài)分布曲線。強(qiáng)度概率 圖為混凝土的強(qiáng)度概率分布曲線。 正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)是： 曲線高峰為平均值出現(xiàn)的概率，以平均值為對稱軸，左右兩邊曲線是對稱的，表明對稱軸兩邊出現(xiàn)的概率大致相等。 測試結(jié)果越接近平均值，其出現(xiàn)的概率越大；離對稱軸越遠(yuǎn)，即測定值越高或越低，其出現(xiàn)的概率越小，并逐漸趨近于0。 在對稱軸兩側(cè)的曲線上各有一拐點(diǎn)，兩拐點(diǎn)之間的曲線向下彎曲，拐點(diǎn)以外的曲線向上彎曲，以橫坐標(biāo)為漸近線。 對混凝土強(qiáng)度-

12、概率分布曲線圖的分析，可以判斷混凝土的質(zhì)量狀況。拐點(diǎn)與平均值之間的距離叫做強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，也稱均方差。 越大，強(qiáng)度分布曲線就寬而矮，平均強(qiáng)度出現(xiàn)的概率低，離散程度就越大。表明混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定，施工控制不良。1強(qiáng)度概率施工控制良好施工控制不良2四、檢測結(jié)果中數(shù)字的取舍處理1、數(shù)字修約規(guī)則（1）在擬舍棄的數(shù)字中，保留數(shù)后邊第一個數(shù)字小于5時，則舍去。保留數(shù)的末位數(shù)字不變。（2）保留數(shù)后邊第一個數(shù)字大于5時，則進(jìn)一。保留數(shù)的末位數(shù)字加一。（3）在擬舍棄的數(shù)字中，保留數(shù)后邊第一個數(shù)字是5時：若5后邊的無數(shù)字或數(shù)字全部為零時（奇進(jìn)偶不進(jìn)）保留數(shù)的末位數(shù)字為奇數(shù)時則進(jìn)一。若保留數(shù)的末位數(shù)字為偶數(shù)（包括0）則

13、不進(jìn)。若5后跟有并非全部為0的數(shù)字時則進(jìn)一。例：修約前0.6512 修約后0.7 修約前0.65001 修約后0.7（4）在擬舍棄的數(shù)字，若為兩位以上的數(shù)字，不得連續(xù)進(jìn)行多次修約。例：將35.4546修約成整數(shù) 正確的修約是：修約前35.4546 修約后 35 而不是 一次修約35.455 二次修約35.46 三次修約35.6 四次修約36（5）負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按前面規(guī)則進(jìn)行修約，然后再修約值前面加上負(fù)號。例：將-36.5修約成兩位有效數(shù)字：-36（6）0.5個單位的修約。指修約間隔為制定位數(shù)的0.5個單位。修約規(guī)則是現(xiàn)將擬修約數(shù)值乘以2，按制定位數(shù)依照進(jìn)舍規(guī)則修約，所得數(shù)值再除以2

14、。例：將下列數(shù)字修約到個位數(shù)的0.5個單位：擬修約數(shù)值（A) 乘以2（2A） 2A修約值 A修約值 60.25 120.50 120 60.0 60.38 120.76 121 60.5 -60.75 -121.50 -122 -61.0 （6）數(shù)值修約的有效位數(shù)。 從非零數(shù)字最左一位向右數(shù)而得到的位數(shù)就是有效位數(shù)。例：6.2、0.62、0.062均為兩位有效數(shù)字 0.00620三位有效數(shù)字 10.00 四位有效數(shù)字2、試驗數(shù)值的記錄 記錄測量數(shù)值時，應(yīng)讀至測量儀器的最小分度值，最小分度值是按儀器所能達(dá)到的精度來確定的，其誤差為0.5最小分度值。有效數(shù)字的位數(shù)，第一位自左第一個不為0的數(shù)字算起

15、，最末一位規(guī)定允許有0.5單位誤差。 如：用最小分度值為1mm的儀器測試件的邊長，按最接近的刻度值，記錄為151mm，則真實(shí)邊長可能在151 0.5mm之間，有效數(shù)字為三位。 如果需要做進(jìn)一步運(yùn)算，則讀數(shù)時，應(yīng)在最小分度值讀取后，再估讀一位，上例中可記錄為150.7或151.3mm。3、誤差 對同一物理量進(jìn)行重復(fù)測量時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)數(shù)值不一樣，因為每項實(shí)驗都有誤差。 誤差可控制，但不能完全消除。（失誤可消除）在測試中：（1）正確認(rèn)識誤差的性質(zhì)，分析誤差產(chǎn)生的原因，以消除或減少測量誤差。（2）正確處理數(shù)據(jù)，合理計算結(jié)果，以更接近于真實(shí)值的數(shù)據(jù)。（3）正確組織試驗，合理設(shè)計或選用儀器和操作方法，以便在

16、經(jīng)濟(jì)的條件下取得理想的結(jié)果。測量誤差： 由于測試中，儀器的精確性、人的視覺差、試件尺寸偏差的大小，測試取點(diǎn)等因素的影響。 注意：測試值不是真值。 雖然真值的量試未知數(shù)，但可以估計測試值與真值相差的程度。測試值的觀測誤差，簡稱誤差。（1）測量及分類 測量分為直接測量、間接測量、總體測量。直接測量：Y=X（Y為未知量值，X為測量直接獲得的數(shù)值）間接測量：未知量是通過一定的公式與幾個變量相聯(lián)系，不能直接求得，需將直接測量量所得的各變量值代入公式中，經(jīng)過計算而得的未知量的數(shù)值。Y=f（X1，X2，X3.Xn）X1，X2，X3.Xn各直接測量之?dāng)?shù)值。總和測量：使各個未知量以不同的組合形式出現(xiàn)，根據(jù)直接測

17、量或間接測量所得數(shù)值。如：混凝土強(qiáng)度與回彈值的關(guān)系可用下式表示：可得a，bR=aNb式中：R混凝土強(qiáng)度 N混凝土回彈值 a，b系數(shù)，可用兩個方程式或采用回歸分析法求得。（2）誤差分類系統(tǒng)誤差：凡恒定不變或遵循一定規(guī)律變化的誤差。產(chǎn)生原因：測量儀器和工具、測量人員、測量方法和條件。測量儀器和工具：儀器不準(zhǔn)確測量人員產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差：觀測者不同習(xí)慣，如左右眼觀察，壓力機(jī)給油速度測量方法和條件：沒按正確方法操作，外界環(huán)境影響。如系統(tǒng)誤差很小，則表示測試結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確，測試的準(zhǔn)確度有系統(tǒng)誤差表征。隨機(jī)誤差： 當(dāng)誤差出現(xiàn)沒有規(guī)律性，其數(shù)值的大小與性質(zhì)也不固定時，即誤差隨機(jī)變化。 任一次測量中，隨機(jī)誤差不可避

18、免，而且在同一條件下，重復(fù)進(jìn)行的各次測量中，隨機(jī)誤差的大小、正負(fù)各有其特性，但就總體而言，卻具有某些內(nèi)在的共性，即服從一定的統(tǒng)計規(guī)律，出現(xiàn)的正負(fù)誤差概率幾乎相等。 隨機(jī)誤差由許多互不相干的獨(dú)立因素引起，其中大多數(shù)因素與系統(tǒng)誤差一樣，無法掌握具體規(guī)律。（個體） 隨機(jī)誤差不能通過實(shí)驗消除，但總體有規(guī)律。 因此，算術(shù)平均值可作為測量結(jié)果的一個重要指標(biāo)。 具體測量中，數(shù)值大的隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率比數(shù)值小的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率低得多，則測試就夠比較精密。 測試的精密度是由隨機(jī)誤差離散程度表征的。疏忽誤差： 由于測試者的疏忽大意引起的操作、讀數(shù)或計算產(chǎn)生的誤差。疏忽誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同一客觀條件下的系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差

19、，凡含該種誤差的數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄。綜合誤差： 隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差的合成，統(tǒng)稱為綜合誤差。注意：誤差的性質(zhì)可在一定條件下轉(zhuǎn)化。如：壓力機(jī)的示值誤差對成批的壓力機(jī)來說是偶然誤差，對一臺來說，示值結(jié)果始終偏大或偏小為系統(tǒng)誤差。（3）絕對誤差與相對誤差 絕對誤差表示測試值與真值之偏離，是數(shù)值的大小表示偏離程度，其值之正負(fù)，指明了偏離的方向。 絕對誤差有時稱為誤差，表示測試的準(zhǔn)確度，因為真值一般是無法測得的，故通常采用最大絕對誤差表示。 相對誤差絕對誤差與真值之比（%） 表示測試的精密度，具有可比性，通常采用最大相對誤差例：鋼材抗拉試驗，測得最大荷載為198000N，如最大絕對誤差為1000N，則最大相對誤差

20、為：1=1000/198000*100%=0.5%另一抗折機(jī)，測值728N，最大絕對誤差為4N，則最大相對誤差為：2=4/728*100%=0.5%兩個相對誤差相等，即兩者精密度相近。如用絕對誤差表示準(zhǔn)確度，則1 2,這是錯的。4、計算過程中計算數(shù)字的選擇（1）小數(shù)的加減運(yùn)算 運(yùn)算時各數(shù)所保留的位數(shù)應(yīng)比其中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的多一位，計算結(jié)果應(yīng)和原來數(shù)字中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那個相同。例：三個計量數(shù)字相加100.6mm、101.12mm、100.623mm，其中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的是一位，所以演算應(yīng)保留兩位。100.6+101.12+100.62=302.34mm計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位取302.3

21、mm（2）小數(shù)的乘除運(yùn)算 運(yùn)算時各數(shù)所保留的位數(shù)應(yīng)比其中有效數(shù)字最少的多保留一位，計算結(jié)果中，應(yīng)保留的位數(shù)與原來數(shù)字中有效數(shù)字最少的那個相同。例：100.6mm、101.12mm、100.623mm相乘，其中有效數(shù)字最少的是4位，所以演算應(yīng)保留5位。100.6101.12100.62=1023574.257計算結(jié)果保留四位有效數(shù)字：1.024106mm3（3）小數(shù)的乘方、開方運(yùn)算 計算結(jié)果應(yīng)保留的位數(shù)和原來有效數(shù)字位數(shù)相同。例：100.6的2次方為（100.6）2=10120.36，結(jié)果保留四位有效數(shù)字，應(yīng)取1.012104（4）同時需做幾種運(yùn)算時，對需要做中間計算的數(shù)字所保留的位數(shù)，應(yīng)比單一運(yùn)算時所應(yīng)保留的位數(shù)多一位。（5）一般關(guān)系式的建立 測試中，一般關(guān)系式的建立是通過相關(guān)變量大量實(shí)驗值確立的（也可以理論上推導(dǎo)）習(xí)題下列數(shù)字保留2位小數(shù)：1.7632=1.76 10.335=10.341.7500=1.75 27.832=27.831.773=1.77