2-试验检测基础知识-2013

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1、铁路工程试验人员培训班讲义教授级高级工程师彭洪2013年12月成都试验检测基础知识1、基本概念2、概率论与数理统计3、回归分析4、数据处理和测量误差5、测量不确定度评定6、正交设计7、法定计量单位8、能力验证79铁路工程试验人员培训班讲义教授级高级工程师彭洪2013年12月成都第一章基本概念1.1工程材料的分类常用工程材料有以下几种分类方法：一、按化学成分和矿物组成分类二、按材料来源分类根据材料来源，可以分为天然材料和人造材料。天然材料，如天然砂、石、木材、填料等；人造材料，如水泥、钢筋、混凝土、涂料等。三、按使用功能要求分类根据使用功能要求，可分为结构

2、材料、防水材料、装饰材料等。1.2工程材料的基本性质1.2.1物理性质一、密度密度（ρ）是指材料在规定条件下单位体积的质量，可用下式表达：（1.1）式中：--材料的密度，g/cm3，或kg/m3；--材料在干燥状态下的质量，g，或kg；--材料的体积，cm3，或m3。排除材料内所有孔隙所测得的体积为“绝对密实体积”，“绝对密实体积”下所求得的密度称为真密度。通常把材料磨成细粉，干燥后用比重瓶来测试其密实状态下的体积，磨得越细，测试的体积就越接近“绝对密实体积”，所得密度就越接近真密度。但由于条件所限，绝大多数材料的测试体积中，都含有少量孔隙，此时所得材料

3、密度为其真密度的近似值。散粒材料，如混凝土用砂、石等，其“体积”79铁路工程试验人员培训班讲义教授级高级工程师彭洪2013年12月成都是指不包括颗粒之间的空隙但包括颗粒内部孔隙的体积，测试时不必磨成细粉，而用排水法求得其密实体积的近似值，所得密度称为表观密度；在土的颗粒密度测试中，又称为毛体积密度。散粒材料在自然堆积状态下包括了孔隙和空隙在内的体积，称为“自然状态体积”，所得密度称为堆积密度。常用建筑材料的表观密度、堆积密度见表1.1。表1.1常用建筑材料的表观密度、堆积密度材料名称表观密度（g/cm3）堆积密度（kg/m3）普通黏土砖2.51800～1

4、900素混凝土2.72200～2400泡沫混凝土3.0600～800水泥3.11250～1450生石灰块1100生石灰粉1200花岗岩3.02800砂子2.61400～1700松木1.55400～700钢材7.857850水（4℃）1.01000二、密实度密实度（D）是指材料体积内固体物质所占的比例，即材料的密实体积与总体积之比：(1.2)式中：--材料的密实度，%；--材料的密实体积，m3；--材料的总体积，m3。例：普通黏土砖的=1800kg/m3，=2.5g/cm3，其密实度为：=0.72，即72%。凡含有孔隙的材料其密实度均小于1，材料的与愈接近

5、，材料就愈密实。材料的很多性质，如强度、吸水性、耐久性、导热性等均与其密度有关。三、孔隙率孔隙率（P）是指材料体积内孔隙所占的比例。可按下式计算：(1.3)79铁路工程试验人员培训班讲义教授级高级工程师彭洪2013年12月成都式中：--材料的孔隙率，%。如上例求其孔隙率：0.28或=1-0.72=0.28，即28%对于散粒材料，如砂、石等的堆积致密程度一般用“空隙率”表示。空隙率是指散粒材料颗粒之间的空隙所占的百分比，其计算方法见砂、石材料试验部分。材料的孔隙率与密实度是从两个不同方面反映材料的同一性质。材料许多与密实度有关的性质，也与孔隙率有关。除此之

6、外，材料性质还与其孔隙结构特征有关。孔隙结构特征主要指孔隙的形状、大小、分布等。孔隙形状指连通孔与封闭孔；孔隙分布指孔隙在材料中分布的均匀程度。从对材料性质的影响来说，均匀分布的封闭小孔比不均匀分布的开口或连通大孔好。四、吸水性材料的能吸收水分的性质称为吸水性。吸水性的大小可用“吸水率”表示。吸水率分质量吸水率和体积吸水率。（1）质量吸水率材料所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分比，按下式计算：（1.4）式中：--材料的质量吸水率，%；--材料吸水饱和后的质量，g；--材料烘干至恒重时的质量，g。（2）体积吸水率材料所吸收水分的体积占材料干燥质量的百分比

7、，按下式计算：（1.5）式中：--材料的体积吸水率，%；--干燥材料在自然状态下的体积，㎝3。水的密度为1g/㎝3，所以材料吸收水分的质量在数值上等于其体积。79铁路工程试验人员培训班讲义教授级高级工程师彭洪2013年12月成都材料的吸水率大小与材料的孔隙率和孔隙结构特征有关。如果材料的孔隙是细微而连通的，则孔隙率越大吸水率就越大。但在材料孔隙中，不是所有的孔隙都能被水充满，若是封闭孔隙，水分就不易渗入，而粗大的孔隙水分不易存留，所以具有封闭或粗大孔隙的材料的吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水率表示其吸水性。各种材料的吸水率相差很大，如花岗岩等致密

8、坚硬的岩石，吸水率仅0.5%～0.7%，普通混凝土为2%～3%。某些轻质材料如木