土木工程材料实验教学

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摘要：试验检测是工程建设中的重要环节，是每个工程从业人员应该了解的行业。针对《土木工程材料》实验课内容与工程试验检测的内容一致的特点，要求学生以工程试验检测行业的标准进行试验，让学生在在校期间能进行职业锻炼，培养学生规范标准意识、实事求是等职业素养。在取样缩样、试验条件、试验过程、原始记录、数据处理等关键环节上严格按照规范标准的要求，使学生正确理解这个行业的真正内涵。

关键词：土木工程材料；试验检测；标准；规范

一、试验检测行业

学生尚未从事工程相关工作，对工程试验检测行业不了解。向学生讲授试验检测行业的相关知识是学好《土木工程材料》实验课的一个重要补充。

1.试验检测行业的概况

工程试验检测贯穿于工程的设计、施工、监理、验收、养护、维修等各个环节，从设计初期的地质勘察到施工建设再延伸到使用中的监控养护，均离不开试验检测。试验检测是工程建设中进行质量、进度、费用三大控制的重要手段。工程试验检测机构主要由以下几种组成：一种是甲方、施工、监理、勘测设计、材料生产企业等工程建设相关企业的试验室；一种是企业性质的第三方试验检测机构；一种是各级质量监督管理部门设立的带有政府色彩的质量监督室。

2.试验检测的职业发展方向

试验检测行业的职业发展方向是学生认真学习《土木工程材料》实验课的一个出发点。试验检测机构中最常见的是施工方的工地试验室和第三方试验检测机构。以下以施工方的工地试验室和第三方试验检测机构为例介绍试验检测人员的职业规划。施工单位试验检测人员职业规划：试验员→试验工程师→试验室负责人→工程部部长或副总工→总工→项目经理第三方试验检测机构人员职业规划：试验员→试验工程师或主管→科室负责人→专业负责人→技术负责人→机构负责人

3.工程试验检测职业资格证书

取得职业资格证书是从事工程试验检测行业的基础，现以交通部的公路水运工程为例。公路水运工程试验检测专业技术人员职业资格包括道路工程、桥梁隧道工程、交通工程、水运结构与地基、水运材料五个专业，分为助理试验检测师和试验检测师两个级别，均设公共基础科目和专业科目，专业科目为《道路工程》、《桥梁隧道工程》、《交通工程》、《水运结构与地基》和《水运材料》，考试成绩均实行2年为一个周期的滚动管理。

4.规范标准

在多数高校，任课教师试验过程参考教科书，但是教科书的部分内容未及时同步相关规范标准。例如，在已作废的旧规范GBT228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》中，当钢筋抗拉强度结果小于1000MPa且大于200MPa时应修约到5MPa；在现行规范GBT228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》中修约到1MPa。因此，在《土木工程材料》实验课中，必须强调所有的试验要严格按照相关的操作规程或规范标准，结果的判断要参照相关技术规范或标准；强度不同行业适用的操作规程或规范标准不尽相同；强调规范标准的更新。

二、试验检测行业必备的职业素养

1.规范标准意识

试验检测的权威性源于试验过程的规范和标准。在实验课中，培养学生的规范标准意识就显得特别重要。工程建设领域主要有公路、桥梁隧道、民航机场、市政工程、水利水电、建筑、铁路等，而每个领域适用的规范标准不尽相同。在培养规范标准意识的同时，也要清楚认识到各自领域适用规范标准的不同。

2.实事求是

数据的真实是试验检测权威性的保障。在纠正学生随意编写试验数据的同时，向学生强调数据真实的重要性。例如，在进行“混凝土抗压强度试验”中，由于制备混凝土试块的模具都是塑料试模，个别学生为了方便，未经测量直接将混凝土试块的边长全部记录为150mm。这种行为要及时纠正并强调数据真实可靠的重要性。

3.爱护设备

作为试验检测从业人员，爱护设备是最基本的职业要求。在实验课中，要引导学生爱护设备，在潜移默化中培养学生爱护设备的意识。

三、取样缩样方法

样品的代表性、有效性将直接影响试验检测结果的准确度。在实验课中，要重视取样、缩样在整个试验检测中的地位。

1.缩样方法缩样方法

分为四分法和分料器法。四分法是实验课上经常采用的缩样方法，其特点是操作简单、效率较高，但准确度不高。而分料器法是试验检测行业常用的缩样方法，其操作较麻烦、效率不高。将分料器法引入到实验课中，便于学生正确理解试验检测取样缩样。

2.取样方法

取样是试验检测工作的开始，也是所有数据的来源，在试验检测中占有凸出的地位。以料堆为例，试验检测中取样是在料堆顶部、中部和底部均匀分布的15个不同部位，抽取大致相等的样品15份，组成一组样品。

四、试验条件

试验条件的变化会对试验检测的结果产生影响。在实验课中，循序渐进地引导学生认识到试验条件对试验检测结果的影响，引导学生对试验条件的重视。

1.试验室环境

试验室温度和湿度是试验条件的一部分。因为某些试验对试验室的温度和湿度比较敏感，试验规程会对试验室的温度和湿度的范围作出具体规定。例如，对于“水泥标准稠度试验”，《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》对试验室环境的要求如下：温度为20℃±2℃，相对湿度大于50%。由于条件的限制，有些高校试验室的温度和湿度无法满足规范标准的要求。学生应该对这个会影响试验结果的试验室条件有清醒的认识。在不符合温度和湿度要求的试验室中得出的试验结果是不具有公正力的。

2.养护条件

养护条件会对试验结果产生影响。混凝土试件、砂浆试件、水泥胶砂试件、雷氏夹试件等对养护条件有严格的要求。由于条件的限制，某些高校试验室无法满足养护条件的要求。但是在实验课中，对养护条件不符合规范要求的解释应作为实验课内容之一，使学生对养护条件有充分的理解和重视。

五、试验过程

试验过程是试验检测的核心，是学生学习实验课的重点。

1.试验过程的完整性

在混凝土抗压强度试验中，《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》规定：取出试件，检查其尺寸及形状，相对两面应平行。量出棱边长度，精确至1mm。而操作者为了方便，省略了混凝土试块尺寸的测量这一步骤，而在试验记录中也没有相关记录。在实验课中，也会为了图方便省略一些试验步骤。所以在试验过程中应该强调按规范标准操作的重要性。

2.试验细节

试验细节决定试验检测是否正确。例如，在“水泥标准稠度试验”中，《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》规定：用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌合水倒入搅拌锅中。学生在实验课中经常会忽视这个细节。有些学生在将水和水泥放入搅拌锅前，没有用湿布擦拭搅拌锅及搅拌叶；后一组学生在使用水泥搅拌机前，没有清理搅拌锅里多余的水。所以要积极引导学生正确理解规范标准中的细节。

六、原始记录

原始记录是试验检测的一个组成部分。不允许随意更改，不得随意涂改，如有记错时，应对错误数据划“=”道横线，将正确的数据写在上方。且应是有一定格式的记录表，内容包括：检测项目、检测地点；温度、湿度；主要检测仪器名称、型号、编号；检测原始记录数据、数据处理结果；检测人、复核人；试验日期等。但在实验课中，学生对原始记录不重视，或用手机拍摄试验结果，或随意用一张白纸记录原始数据，这都是不正确的记录习惯。

七、数据处理

试验检测数据作为试验检测工作最终成果的具体体现，其质量水平无疑直接影响到工程各个阶段的质量控制、数据分析与结果判定。

1.试验记录

试验记录是试验检测数据的具体载体。由于学生对试验记录不重视，对试验记录的图标不理解，经常出现各种错误，主要有以下几个方面：第一，记录中的检验对象信息区缺少试验检测项目的名称；第二，数据单位的填写不规范，具体表现为试验结果名称后面单位缺失或每个数值后面都加上单位。

2.数值的修约

数值修约是通过省略原数值的最后若干位数字，调整所保留的末位数字，使最后所得到的值最接近原始数值的过程。在进行数据处理时，首先强调数值的修约间隔。数值的修约间隔可以从试验规程或标准中获得。其次注意修约规则。修约规则参考现行国标GB/T8170-2008《数值修约规则与极限数值表示和判定》。总之，在《土木工程材料》实验课中，应该强调取样缩样方法、试验条件、试验过程、原始记录、数据处理等环节，并在日程试验中培养学生的职业素养。将试验检测的各个方面无缝地融入到《土木工程材料》实验课中，这样才能激发学生的学习热情，按照行业现行规范标准的进行试验，使学生在实验课中真正体会和理解到工程试验检测这个行业的严谨性及规范性。

作者：简松海 单位：福州外语外贸学院