建筑石膏力學性能測試管理系統設計研究

楊成梅，王磊

（烏魯木齊職業大學，新疆 烏魯木齊 830023）

目前國內建筑石膏力學性能測量方法使用GB/T17669.3-1999(建筑石膏力學性能的測定)，該標準中規范了建筑石膏力學性能測量指標石膏抗折強度、抗壓強度、硬度檢測方法，該標準適應于不摻集料的建筑石膏。建筑石膏力學性能檢測關系到建筑項目質量，如何精準進行力學性能測量是當前急需解決問題。本文就建筑石膏力學性能的測量進行研究，尋找一種快速測量方法從而提高力學性能測量準確度和效率。通過此項研究，作者與合作單位進行試驗驗證后，在教學工作中將高效的測量方法傳授給學生，使學生在學習期間就能接觸新技術，同時也為國內建筑石膏力學性能檢測提供新方法。

1 建筑石膏力學性能的測定

1.1 建筑石膏試樣制備

建筑石膏按照GB/T17669.1方法進行粉體制備、成型磨具按照JC/T726方法進行制備、攪拌容器按照GB/T17669.1方法使用。測試試樣應滿足能夠填充到三個模具中（需要考慮到損耗），石膏漿料容量為950mL，按照如下公式進行石膏量和水量計算。

式中，mp表示石膏質量，g；W/P表示滿足GB/T17669.4所規定的標準稠度用水量，%。

式中，mw表示加水量，g。

1.2 建筑石膏力學性能測試

（1）抗折強度測量。抗折強度測量是將試樣放置在電動抗折試驗機上，通過增加荷載從而使試件斷裂。抗折強度

式中，Rf表示抗折強度，MPa；P表示斷裂荷載，N；M表示跨距，N·mm；b表示試樣橫截面邊長,b=40mm。

抗折強度結果表示。假設結果為，平均值為R。如果都與平均值差值小于0.15R，則計算結果用平均值表示；如果中有一個不滿足與平均值差值小于0.15R則省卻該值，余下求平均值作為計算結果；如果有2個及以上與平均值差值高于0.15R，則重新測試。

（2）抗壓強度測量。取抗折強度試驗后的三塊半截試件進行測試。抗壓強度計算公式如下所示：

式中，RC表示抗壓強度，MPa;P表示破壞載荷，N；S表示試樣受壓面積，2500mm2。

抗壓強度結果判定方法參照抗折強度。

（3）石膏硬度測量。石膏硬度檢測采用布氏硬度測量法進行檢測。硬度計算公式如下所示：

式中，H表示石膏硬度，N/mm2；t表示壓痕平均深度，mm；F表示荷載，200N；D表示鋼球直徑，10mm。

硬度判定規則為：取18個深度值計算平均值作為平均深度。如果球痕出現明顯的孔洞，則測定值不應納入計算；如果球痕深度值小于0.159mm或大于1.000mm，則將數據刪除，同時球痕深度超過0.9t與1.1t的測量值也刪除。

1.3 力學性能測試系統運行技術

力學性能改進關鍵技術研究。通過分析可知，力學性能測試指標主要有抗折強度、抗壓強度、硬度檢測。這些檢測指標計算相對復雜。本文提出采用C#編程語言開發一款建筑石膏力學性能測試軟件，用于提高力學性能數據處理效率及準確率。如圖1為力學性能測量系統流程圖。

圖1 力學性能測量系統流程圖

由圖1可知，力學性能測試系統是由用戶登錄、石膏試樣制備管理、抗折強度測量管理、抗壓強度測量管理、硬度測量管理組成。

抗折強度測量算法流程圖見圖2所示。

圖2 抗折強度測量數據處理流程圖

抗折強度測量數據處理偽代碼為：

Input:三次測量數據

Output:抗折強度測量結果

Setp1:ifR1,R2,R3的平均值為R，|R2-R|<-0.15R&&|R1-R|<0.15R&&|R3-R|<0.15R抗折強度計算結果為R；

Setp2:ifR1,R2,R3的平均值為R，R1,R2,R3與R的差值有兩個滿足差值小于0.15R則抗折強度計算為兩個結果平均值；

Step3:ifR1,R2,R3的平均值為R，R1,R2,R3與R的差值至少有有2個不滿足小于0.15R，則抗折強度計算方法失效，重新測試試樣再次測量，跳轉到Step1。

抗壓強度計算方法與抗折強度相似本文不再分析。

硬度測量偽代碼為：

Input:硬度塊點輸入

Output:硬度數值

Setp1:ifR1,R2,R3,…R18的平均值為R，首先預判孔洞直徑明顯過大，則將該點刪除；

Setp2:ifR1,R2,R3,…R18的平均值為R，如果壓痕深度小于0.159mm或者超過1.000mm,則刪除數據；

Step3:ifR1,R2,R3,…R18的平均值為R，如果壓痕深度超過0.9t和1.1t則刪除數據；

Step4:最終對有效的數據進行平均值計算，輸出結果。

1.4 力學性能測試數據庫開發

為存儲力學性能測試數據，需要建立數據庫進行數據存儲。本文使用開源SQLite數據庫進行數據存儲，系統開發采用C#編程語言進行，開發平臺為Visual Studio2017，系統使用免費ReportView報表進行測試報表管理。力學性能測試軟件中包含的數據表主要有用戶登錄表、測試信息表、抗折強度信息表、抗壓強度信息表、硬度信息表。如表1為用戶信息表詳細分析，表2為抗折強度信息表。

表1 用戶信息表

表2 抗折強度信息表

2 結語

建筑石膏力學性能測試指標主要有抗折強度、抗壓強度、硬度。采用傳統計算方法容易出錯，本文提出采用C#編程語言進行石膏力學性能測試軟件開發。詳細分析了抗折強度、抗壓強度算法流程。系統采用開源SQLite數據庫進行數據存儲，對部分關鍵信息表進行設計。所設計的建筑石膏力學性能測試軟件符合建筑力學性能計算，具有較高推廣應用價值。