由于建設(shè)工程、 建筑材料乃至構(gòu)件產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，不但與相關(guān)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)有直接的關(guān)系，更與檢測方法、檢測人員、檢測儀器、檢測設(shè)備密切相關(guān)。因此，本文針對(duì)部分檢測儀器———拉力、壓力和
萬能材料試驗(yàn)機(jī)(以下簡稱“
試驗(yàn)機(jī)”)的選擇與使用進(jìn)行探索和分析。
一、試驗(yàn)機(jī)的選擇
1.根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目、方法標(biāo)準(zhǔn)選擇
工程建設(shè)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)在選購試驗(yàn)機(jī)時(shí)，必須根據(jù)允許開展的試驗(yàn)檢測項(xiàng)目來選擇，并且應(yīng)在相應(yīng)的量程范圍內(nèi)進(jìn)行考慮。 例如，進(jìn)行混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊檢測可選用
壓力試驗(yàn)機(jī)， 進(jìn)行鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測可選
拉力試驗(yàn)機(jī)，地磚折斷能力的檢測可選抗折試驗(yàn)機(jī)。 當(dāng)工程建設(shè)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)開展的檢測項(xiàng)目內(nèi)容較多時(shí)，可以考慮選擇使用多功能的試驗(yàn)機(jī)，例如可以選用
萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉力、壓力和抗折試驗(yàn)。另外，如開展的同類檢測項(xiàng)目范圍較廣， 選用的試驗(yàn)機(jī)量程應(yīng)當(dāng)能夠滿足使用要求，不能缺擋也無需重疊。 例如，某工程建設(shè)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)開展檢測的防水材料和鋼筋的抗拉強(qiáng)度范圍分別為 (0～1500)N和(0～50)kN，則可以選擇規(guī)格分別為2kN和60kN的拉力試驗(yàn)機(jī)各1臺(tái)。
其次，所選用試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度級(jí)別也是一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)， 其必須滿足相應(yīng)試驗(yàn)項(xiàng)目方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 如試驗(yàn)項(xiàng)目方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試驗(yàn)設(shè)備為1.0級(jí)或優(yōu)于1.0級(jí)的萬能
材料試驗(yàn)機(jī)等。 這里需要注意的是試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度由多個(gè)單項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)構(gòu)成， 而且大多是以測量值的百分?jǐn)?shù)表示的，對(duì)測量結(jié)果有直接影響的技術(shù)指標(biāo)是試驗(yàn)機(jī)的示值誤差。 而試驗(yàn)項(xiàng)目方法標(biāo)準(zhǔn)往往規(guī)定測試結(jié)果的誤差限，這就需要將誤差限折算成百分?jǐn)?shù)表示，然后據(jù)此選擇試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度級(jí)別。 通常情況下，所選試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于被檢項(xiàng)目指標(biāo)允差的3倍。
2.了解國家的力值量值傳遞體系
選擇使用試驗(yàn)機(jī)與了解國家的力值傳遞體系似乎互不相干，其實(shí)不然。 試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量檢定當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況之一時(shí)，所用試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量檢定將出現(xiàn)困難。 第一， 所選試驗(yàn)機(jī)的規(guī)格與國家大力值基準(zhǔn)相等或較大時(shí)，試驗(yàn)機(jī)的檢定將產(chǎn)生困難。第二，所用試驗(yàn)機(jī)為專門設(shè)計(jì)、尤其是大力值拉力試驗(yàn)機(jī)時(shí)，往往會(huì)忽略考慮標(biāo)準(zhǔn)測力儀的安放方式和位置， 給試驗(yàn)機(jī)的檢定帶來困難。 只有在選擇試驗(yàn)機(jī)的同時(shí)考慮解決及提出檢定問題，才能避免試驗(yàn)機(jī)驗(yàn)收時(shí)產(chǎn)生困難。
3.了解試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量檢定與調(diào)試方法
作為計(jì)量儀器，試驗(yàn)機(jī)必須經(jīng)過法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)依據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程檢定合格后才能使用。 因此，了解試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量檢定、調(diào)試方法與選擇合適的試驗(yàn)機(jī)有非常重要的聯(lián)系。 一般而言，計(jì)量檢定方法由國家計(jì)量檢定規(guī)程明確規(guī)定，考核合格的計(jì)量檢定人員均能正確理解和準(zhǔn)確操作。
關(guān)于試驗(yàn)機(jī)的調(diào)試方法目前大致存在兩種情況：第一，對(duì)于一些國產(chǎn)的結(jié)構(gòu)原理為杠桿式、液壓擺錘式、液壓彈簧式、杠桿擺錘式的試驗(yàn)機(jī)，通過生產(chǎn)廠介紹，計(jì)量人員互相學(xué)習(xí)交流，相信大部分計(jì)量檢測人員已經(jīng)掌握了相關(guān)試驗(yàn)機(jī)的調(diào)試方法。 第二，對(duì)于20世紀(jì)80年代左右的電子式試驗(yàn)機(jī)，其電路部分采用可變電阻調(diào)節(jié)零點(diǎn)和增益的，通過多年的使用與摸索，已經(jīng)有部分計(jì)量檢測人員基本掌握了相關(guān)試驗(yàn)機(jī)的調(diào)試方法。而到20世紀(jì)90年代以后， 由于采用了16位至20位及以上的A/D轉(zhuǎn)換器件和計(jì)算機(jī)，電子式試驗(yàn)機(jī)的性能一下子得到很大提升。 這種試驗(yàn)機(jī)的調(diào)試方法應(yīng)該說很簡單，只需輸入各檢測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)力及試驗(yàn)機(jī)對(duì)應(yīng)的顯示值就可以了。問題是這類試驗(yàn)機(jī)的使用說明書上大多沒有這方面的使用說明，有時(shí)就算有這方面的調(diào)試方法說明，卻不提供調(diào)試方法的密碼。 因此，選擇沒有調(diào)試方法的試驗(yàn)機(jī)將存在很大風(fēng)險(xiǎn)。 這是因?yàn)殡娮邮皆囼?yàn)機(jī)價(jià)格昂貴，準(zhǔn)確度要求高，需每年檢測1次，合格后方能使用。 一般來說，采用國產(chǎn)負(fù)荷傳感器的試驗(yàn)機(jī)的長期穩(wěn)定性為半年至一年半，過此期限試驗(yàn)機(jī)的示值將會(huì)超差。 進(jìn)口試驗(yàn)機(jī)質(zhì)量品質(zhì)差異較大，有一年后示值就超差的，也有使用了三四年還沒有發(fā)生示值超差的。
但不管怎樣， 試驗(yàn)機(jī)制造廠的保修期限只有一年，一年以后請(qǐng)制造廠提供服務(wù)必須付費(fèi)。 所以，使用單位選擇試驗(yàn)機(jī)時(shí)，應(yīng)該在形成合同時(shí)就明確試驗(yàn)機(jī)的檢定驗(yàn)收及提供調(diào)試方法，避免出現(xiàn)花高價(jià)購買的高檔試驗(yàn)機(jī)用了一年后因?yàn)闊o法調(diào)試而降作低檔試驗(yàn)機(jī)使用的情況。
二、試驗(yàn)機(jī)的使用
試驗(yàn)機(jī)的使用必須考慮兩個(gè)方面：第一，必須經(jīng)過計(jì)量人員檢定合格并給出檢定證書后方可使用; 第二，試驗(yàn)人員應(yīng)持證操作做到在檢定周期內(nèi)合法使用試驗(yàn)機(jī)。 然而就技術(shù)方面而言，則根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)原理，使用時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：
1.試驗(yàn)時(shí)正確調(diào)零
不管是拉力試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)還是抗折試驗(yàn)機(jī)， 也無論試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理是杠桿式的、杠桿擺錘式的、液壓擺錘式的或者電子式的，試驗(yàn)之前都應(yīng)該正確調(diào)節(jié)零點(diǎn)。這里除了考慮試驗(yàn)機(jī)本身的零點(diǎn)， 即更換試驗(yàn)機(jī)量程后各量程零點(diǎn)應(yīng)一致外，還得考慮安放試樣后且未進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的調(diào)零。只有在試驗(yàn)前調(diào)準(zhǔn)零點(diǎn)，扣除由試樣自重或者試驗(yàn)機(jī)部件重量等產(chǎn)生的試驗(yàn)力示值后進(jìn)行試驗(yàn)才能得到準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)結(jié)果。
例如，使用液壓擺錘式壓力或者萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)水泥或者混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，最常見的操作錯(cuò)誤就是不升起工作活塞就安放水泥或者混凝土試塊，然后將試驗(yàn)力測量裝置調(diào)零后直接進(jìn)行試驗(yàn)。這樣勢(shì)必將工作活塞、承壓墊塊的自重以及活塞相對(duì)油缸的摩擦力計(jì)入試驗(yàn)結(jié)果中，直接影響了試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)、正確與可靠。
2.試樣安裝狀態(tài)應(yīng)正確
因?yàn)楸疚纳婕暗脑囼?yàn)機(jī)均屬于單軸力試驗(yàn)機(jī)，因此，試樣安裝狀態(tài)怎樣才算正確應(yīng)該不難理解，即試樣安裝后其中心軸線與試驗(yàn)機(jī)的作用力軸線應(yīng)一致。在實(shí)際操作過程中，考慮到壓力試驗(yàn)機(jī)的下承壓墊塊上有定中心用的同心圓刻線，操作上一般不會(huì)產(chǎn)生明顯不當(dāng)。而萬能試驗(yàn)機(jī)的拉力鉗口夾片則根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象是圓試樣還是扁試樣有所不同。當(dāng)試驗(yàn)對(duì)象是圓試樣時(shí)使用V形夾片， 當(dāng)試驗(yàn)對(duì)象是扁試樣時(shí)使用平面夾片。使用V形夾片具有自動(dòng)對(duì)中作用， 使用平面夾片對(duì)扁試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，稍有不慎必將導(dǎo)致試樣安裝后其中心軸線與試驗(yàn)機(jī)的作用力軸線不一致。 從而使試樣在試驗(yàn)時(shí)承受的不單是純粹的拉力，而是一種拉彎或拉扭的復(fù)合作用力。 為了解決扁試樣的正確安裝問題，試驗(yàn)人員往往利用量具測量試樣安裝狀態(tài)，盡量做到使試樣安裝后其中心軸線與試驗(yàn)機(jī)的作用力軸線應(yīng)一致。 一些進(jìn)口的試驗(yàn)機(jī)在解決此類問題時(shí)更趨人性化考慮，在夾片的上端面、刻劃中心定位線或者安裝有可以調(diào)節(jié)位置的定位擋板，通過這些小小的改進(jìn)不光提高了試驗(yàn)質(zhì)量而且提高了工作效率。
3.正確使用擴(kuò)展試驗(yàn)項(xiàng)目的附件
試驗(yàn)機(jī)用于材料的機(jī)械性能檢測，除了拉力、壓力和抗折性能檢測外，通過隨機(jī)所帶各種相關(guān)附件還可以進(jìn)行材料的抗剪、抗彎、撕裂、剝離等機(jī)械性能試驗(yàn)。 當(dāng)利用這些相關(guān)附件進(jìn)行擴(kuò)展項(xiàng)目的性能試驗(yàn)時(shí)，需注意以下問題：
第一，附件的安裝必須符合使用說明書要求，例如進(jìn)行鋼筋的三柱彎曲性能試驗(yàn)時(shí)，其邊端的兩個(gè)支撐滾柱的跨距、與中間壓柱的等距性及三柱母線的平行性應(yīng)嚴(yán)格調(diào)整在規(guī)定技術(shù)指標(biāo)之內(nèi)。
第二， 安裝的附件不應(yīng)產(chǎn)生影響測量結(jié)果的弊病。例如，進(jìn)行水泥試塊抗壓強(qiáng)度檢測時(shí)常使用專用試驗(yàn)夾具。 因此，該專用試驗(yàn)夾具的加工準(zhǔn)確度、裝配質(zhì)量對(duì)水泥試塊抗壓強(qiáng)度的測量是否正確將有直接影響。 這是因?yàn)閷Ｓ迷囼?yàn)夾具加工準(zhǔn)確度不高，水泥試塊的上、下承壓墊塊會(huì)產(chǎn)生偏移不能完全作用在水泥試塊的上、下端面上。 即相當(dāng)于在不知不覺中減小了水泥試塊的受試面積，從而得到錯(cuò)誤的試驗(yàn)結(jié)果。
第三，正確設(shè)置技術(shù)參數(shù)。 這里既包含試樣的有關(guān)參數(shù)，又包含試驗(yàn)夾具的技術(shù)參數(shù)。 對(duì)試驗(yàn)機(jī)來說，任意一項(xiàng)測量結(jié)果都是測量值與有關(guān)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果。 所以，設(shè)置正確的技術(shù)參數(shù)至關(guān)重要。
4.試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)符合試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
為使所測材料的機(jī)械性能結(jié)果具有可比性，除應(yīng)確保試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力示值的準(zhǔn)確性、正確安裝附件并且設(shè)置技術(shù)參數(shù)外，還必須按照相關(guān)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)正確選擇試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式。 這些驅(qū)動(dòng)方式主要有按照加荷速率、應(yīng)力速率及活動(dòng)橫梁按照位移速度、應(yīng)變速率進(jìn)行試驗(yàn)等。 例如，水泥試塊的抗壓試驗(yàn)按照加荷速率2.4kN/s的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行試驗(yàn),金屬材料的拉伸試驗(yàn)在彈性范圍按照規(guī)定的應(yīng)變速率進(jìn)行試驗(yàn)。
