土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)

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摘要：試驗(yàn)檢測是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，是每個工程從業(yè)人員應(yīng)該了解的行業(yè)。針對《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與工程試驗(yàn)檢測的內(nèi)容一致的特點(diǎn)，要求學(xué)生以工程試驗(yàn)檢測行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，讓學(xué)生在在校期間能進(jìn)行職業(yè)鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)意識、實(shí)事求是等職業(yè)素養(yǎng)。在取樣縮樣、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)過程、原始記錄、數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，使學(xué)生正確理解這個行業(yè)的真正內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；試驗(yàn)檢測；標(biāo)準(zhǔn)；規(guī)范

一、試驗(yàn)檢測行業(yè)

學(xué)生尚未從事工程相關(guān)工作，對工程試驗(yàn)檢測行業(yè)不了解。向?qū)W生講授試驗(yàn)檢測行業(yè)的相關(guān)知識是學(xué)好《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課的一個重要補(bǔ)充。

1.試驗(yàn)檢測行業(yè)的概況

工程試驗(yàn)檢測貫穿于工程的設(shè)計、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收、養(yǎng)護(hù)、維修等各個環(huán)節(jié)，從設(shè)計初期的地質(zhì)勘察到施工建設(shè)再延伸到使用中的監(jiān)控養(yǎng)護(hù)，均離不開試驗(yàn)檢測。試驗(yàn)檢測是工程建設(shè)中進(jìn)行質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用三大控制的重要手段。工程試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)主要由以下幾種組成：一種是甲方、施工、監(jiān)理、勘測設(shè)計、材料生產(chǎn)企業(yè)等工程建設(shè)相關(guān)企業(yè)的試驗(yàn)室；一種是企業(yè)性質(zhì)的第三方試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)；一種是各級質(zhì)量監(jiān)督管理部門設(shè)立的帶有政府色彩的質(zhì)量監(jiān)督室。

2.試驗(yàn)檢測的職業(yè)發(fā)展方向

試驗(yàn)檢測行業(yè)的職業(yè)發(fā)展方向是學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課的一個出發(fā)點(diǎn)。試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)中最常見的是施工方的工地試驗(yàn)室和第三方試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)。以下以施工方的工地試驗(yàn)室和第三方試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)為例介紹試驗(yàn)檢測人員的職業(yè)規(guī)劃。施工單位試驗(yàn)檢測人員職業(yè)規(guī)劃：試驗(yàn)員→試驗(yàn)工程師→試驗(yàn)室負(fù)責(zé)人→工程部部長或副總工→總工→項(xiàng)目經(jīng)理第三方試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)人員職業(yè)規(guī)劃：試驗(yàn)員→試驗(yàn)工程師或主管→科室負(fù)責(zé)人→專業(yè)負(fù)責(zé)人→技術(shù)負(fù)責(zé)人→機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人

3.工程試驗(yàn)檢測職業(yè)資格證書

取得職業(yè)資格證書是從事工程試驗(yàn)檢測行業(yè)的基礎(chǔ)，現(xiàn)以交通部的公路水運(yùn)工程為例。公路水運(yùn)工程試驗(yàn)檢測專業(yè)技術(shù)人員職業(yè)資格包括道路工程、橋梁隧道工程、交通工程、水運(yùn)結(jié)構(gòu)與地基、水運(yùn)材料五個專業(yè)，分為助理試驗(yàn)檢測師和試驗(yàn)檢測師兩個級別，均設(shè)公共基礎(chǔ)科目和專業(yè)科目，專業(yè)科目為《道路工程》、《橋梁隧道工程》、《交通工程》、《水運(yùn)結(jié)構(gòu)與地基》和《水運(yùn)材料》，考試成績均實(shí)行2年為一個周期的滾動管理。

4.規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

在多數(shù)高校，任課教師試驗(yàn)過程參考教科書，但是教科書的部分內(nèi)容未及時同步相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。例如，在已作廢的舊規(guī)范GBT228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》中，當(dāng)鋼筋抗拉強(qiáng)度結(jié)果小于1000MPa且大于200MPa時應(yīng)修約到5MPa；在現(xiàn)行規(guī)范GBT228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第一部分：室溫試驗(yàn)方法》中修約到1MPa。因此，在《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課中，必須強(qiáng)調(diào)所有的試驗(yàn)要嚴(yán)格按照相關(guān)的操作規(guī)程或規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果的判斷要參照相關(guān)技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)；強(qiáng)度不同行業(yè)適用的操作規(guī)程或規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不盡相同；強(qiáng)調(diào)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的更新。

二、試驗(yàn)檢測行業(yè)必備的職業(yè)素養(yǎng)

1.規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)意識

試驗(yàn)檢測的權(quán)威性源于試驗(yàn)過程的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)課中，培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)意識就顯得特別重要。工程建設(shè)領(lǐng)域主要有公路、橋梁隧道、民航機(jī)場、市政工程、水利水電、建筑、鐵路等，而每個領(lǐng)域適用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。在培養(yǎng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)意識的同時，也要清楚認(rèn)識到各自領(lǐng)域適用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不同。

2.實(shí)事求是

數(shù)據(jù)的真實(shí)是試驗(yàn)檢測權(quán)威性的保障。在糾正學(xué)生隨意編寫試驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)真實(shí)的重要性。例如，在進(jìn)行“混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)”中，由于制備混凝土試塊的模具都是塑料試模，個別學(xué)生為了方便，未經(jīng)測量直接將混凝土試塊的邊長全部記錄為150mm。這種行為要及時糾正并強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠的重要性。

3.愛護(hù)設(shè)備

作為試驗(yàn)檢測從業(yè)人員，愛護(hù)設(shè)備是最基本的職業(yè)要求。在實(shí)驗(yàn)課中，要引導(dǎo)學(xué)生愛護(hù)設(shè)備，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)設(shè)備的意識。

三、取樣縮樣方法

樣品的代表性、有效性將直接影響試驗(yàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。在實(shí)驗(yàn)課中，要重視取樣、縮樣在整個試驗(yàn)檢測中的地位。

1.縮樣方法縮樣方法

分為四分法和分料器法。四分法是實(shí)驗(yàn)課上經(jīng)常采用的縮樣方法，其特點(diǎn)是操作簡單、效率較高，但準(zhǔn)確度不高。而分料器法是試驗(yàn)檢測行業(yè)常用的縮樣方法，其操作較麻煩、效率不高。將分料器法引入到實(shí)驗(yàn)課中，便于學(xué)生正確理解試驗(yàn)檢測取樣縮樣。

2.取樣方法

取樣是試驗(yàn)檢測工作的開始，也是所有數(shù)據(jù)的來源，在試驗(yàn)檢測中占有凸出的地位。以料堆為例，試驗(yàn)檢測中取樣是在料堆頂部、中部和底部均勻分布的15個不同部位，抽取大致相等的樣品15份，組成一組樣品。

四、試驗(yàn)條件

試驗(yàn)條件的變化會對試驗(yàn)檢測的結(jié)果產(chǎn)生影響。在實(shí)驗(yàn)課中，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到試驗(yàn)條件對試驗(yàn)檢測結(jié)果的影響，引導(dǎo)學(xué)生對試驗(yàn)條件的重視。

1.試驗(yàn)室環(huán)境

試驗(yàn)室溫度和濕度是試驗(yàn)條件的一部分。因?yàn)槟承┰囼?yàn)對試驗(yàn)室的溫度和濕度比較敏感，試驗(yàn)規(guī)程會對試驗(yàn)室的溫度和濕度的范圍作出具體規(guī)定。例如，對于“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗(yàn)”，《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》對試驗(yàn)室環(huán)境的要求如下：溫度為20℃±2℃，相對濕度大于50%。由于條件的限制，有些高校試驗(yàn)室的溫度和濕度無法滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。學(xué)生應(yīng)該對這個會影響試驗(yàn)結(jié)果的試驗(yàn)室條件有清醒的認(rèn)識。在不符合溫度和濕度要求的試驗(yàn)室中得出的試驗(yàn)結(jié)果是不具有公正力的。

2.養(yǎng)護(hù)條件

養(yǎng)護(hù)條件會對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。混凝土試件、砂漿試件、水泥膠砂試件、雷氏夾試件等對養(yǎng)護(hù)條件有嚴(yán)格的要求。由于條件的限制，某些高校試驗(yàn)室無法滿足養(yǎng)護(hù)條件的要求。但是在實(shí)驗(yàn)課中，對養(yǎng)護(hù)條件不符合規(guī)范要求的解釋應(yīng)作為實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容之一，使學(xué)生對養(yǎng)護(hù)條件有充分的理解和重視。

五、試驗(yàn)過程

試驗(yàn)過程是試驗(yàn)檢測的核心，是學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課的重點(diǎn)。

1.試驗(yàn)過程的完整性

在混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：取出試件，檢查其尺寸及形狀，相對兩面應(yīng)平行。量出棱邊長度，精確至1mm。而操作者為了方便，省略了混凝土試塊尺寸的測量這一步驟，而在試驗(yàn)記錄中也沒有相關(guān)記錄。在實(shí)驗(yàn)課中，也會為了圖方便省略一些試驗(yàn)步驟。所以在試驗(yàn)過程中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作的重要性。

2.試驗(yàn)細(xì)節(jié)

試驗(yàn)細(xì)節(jié)決定試驗(yàn)檢測是否正確。例如，在“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗(yàn)”中，《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕布擦過，將拌合水倒入攪拌鍋中。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中經(jīng)常會忽視這個細(xì)節(jié)。有些學(xué)生在將水和水泥放入攪拌鍋前，沒有用濕布擦拭攪拌鍋及攪拌葉；后一組學(xué)生在使用水泥攪拌機(jī)前，沒有清理攪拌鍋里多余的水。所以要積極引導(dǎo)學(xué)生正確理解規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的細(xì)節(jié)。

六、原始記錄

原始記錄是試驗(yàn)檢測的一個組成部分。不允許隨意更改，不得隨意涂改，如有記錯時，應(yīng)對錯誤數(shù)據(jù)劃“=”道橫線，將正確的數(shù)據(jù)寫在上方。且應(yīng)是有一定格式的記錄表，內(nèi)容包括：檢測項(xiàng)目、檢測地點(diǎn)；溫度、濕度；主要檢測儀器名稱、型號、編號；檢測原始記錄數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理結(jié)果；檢測人、復(fù)核人；試驗(yàn)日期等。但在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生對原始記錄不重視，或用手機(jī)拍攝試驗(yàn)結(jié)果，或隨意用一張白紙記錄原始數(shù)據(jù)，這都是不正確的記錄習(xí)慣。

七、數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)作為試驗(yàn)檢測工作最終成果的具體體現(xiàn)，其質(zhì)量水平無疑直接影響到工程各個階段的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果判定。

1.試驗(yàn)記錄

試驗(yàn)記錄是試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的具體載體。由于學(xué)生對試驗(yàn)記錄不重視，對試驗(yàn)記錄的圖標(biāo)不理解，經(jīng)常出現(xiàn)各種錯誤，主要有以下幾個方面：第一，記錄中的檢驗(yàn)對象信息區(qū)缺少試驗(yàn)檢測項(xiàng)目的名稱；第二，數(shù)據(jù)單位的填寫不規(guī)范，具體表現(xiàn)為試驗(yàn)結(jié)果名稱后面單位缺失或每個數(shù)值后面都加上單位。

2.數(shù)值的修約

數(shù)值修約是通過省略原數(shù)值的最后若干位數(shù)字，調(diào)整所保留的末位數(shù)字，使最后所得到的值最接近原始數(shù)值的過程。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，首先強(qiáng)調(diào)數(shù)值的修約間隔。數(shù)值的修約間隔可以從試驗(yàn)規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)中獲得。其次注意修約規(guī)則。修約規(guī)則參考現(xiàn)行國標(biāo)GB/T8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值表示和判定》?？傊?，在《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)取樣縮樣方法、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)過程、原始記錄、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)，并在日程試驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。將試驗(yàn)檢測的各個方面無縫地融入到《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課中，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，按照行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行試驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中真正體會和理解到工程試驗(yàn)檢測這個行業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)性及規(guī)范性。

作者：簡松海 單位：福州外語外貿(mào)學(xué)院