建筑石膏力学性能测试管理系统设计研究

杨成梅，王磊

（乌鲁木齐职业大学，新疆 乌鲁木齐 830023）

目前国内建筑石膏力学性能测量方法使用GB/T17669.3-1999(建筑石膏力学性能的测定)，该标准中规范了建筑石膏力学性能测量指标石膏抗折强度、抗压强度、硬度检测方法，该标准适应于不掺集料的建筑石膏。建筑石膏力学性能检测关系到建筑项目质量，如何精准进行力学性能测量是当前急需解决问题。本文就建筑石膏力学性能的测量进行研究，寻找一种快速测量方法从而提高力学性能测量准确度和效率。通过此项研究，作者与合作单位进行试验验证后，在教学工作中将高效的测量方法传授给学生，使学生在学习期间就能接触新技术，同时也为国内建筑石膏力学性能检测提供新方法。

1 建筑石膏力学性能的测定

1.1 建筑石膏试样制备

建筑石膏按照GB/T17669.1方法进行粉体制备、成型磨具按照JC/T726方法进行制备、搅拌容器按照GB/T17669.1方法使用。测试试样应满足能够填充到三个模具中（需要考虑到损耗），石膏浆料容量为950mL，按照如下公式进行石膏量和水量计算。

式中，mp表示石膏质量，g；W/P表示满足GB/T17669.4所规定的标准稠度用水量，%。

式中，mw表示加水量，g。

1.2 建筑石膏力学性能测试

（1）抗折强度测量。抗折强度测量是将试样放置在电动抗折试验机上，通过增加荷载从而使试件断裂。抗折强度

式中，Rf表示抗折强度，MPa；P表示断裂荷载，N；M表示跨距，N·mm；b表示试样横截面边长,b=40mm。

抗折强度结果表示。假设结果为，平均值为R。如果都与平均值差值小于0.15R，则计算结果用平均值表示；如果中有一个不满足与平均值差值小于0.15R则省却该值，余下求平均值作为计算结果；如果有2个及以上与平均值差值高于0.15R，则重新测试。

（2）抗压强度测量。取抗折强度试验后的三块半截试件进行测试。抗压强度计算公式如下所示：

式中，RC表示抗压强度，MPa;P表示破坏载荷，N；S表示试样受压面积，2500mm2。

抗压强度结果判定方法参照抗折强度。

（3）石膏硬度测量。石膏硬度检测采用布氏硬度测量法进行检测。硬度计算公式如下所示：

式中，H表示石膏硬度，N/mm2；t表示压痕平均深度，mm；F表示荷载，200N；D表示钢球直径，10mm。

硬度判定规则为：取18个深度值计算平均值作为平均深度。如果球痕出现明显的孔洞，则测定值不应纳入计算；如果球痕深度值小于0.159mm或大于1.000mm，则将数据删除，同时球痕深度超过0.9t与1.1t的测量值也删除。

1.3 力学性能测试系统运行技术

力学性能改进关键技术研究。通过分析可知，力学性能测试指标主要有抗折强度、抗压强度、硬度检测。这些检测指标计算相对复杂。本文提出采用C#编程语言开发一款建筑石膏力学性能测试软件，用于提高力学性能数据处理效率及准确率。如图1为力学性能测量系统流程图。

图1 力学性能测量系统流程图

由图1可知，力学性能测试系统是由用户登录、石膏试样制备管理、抗折强度测量管理、抗压强度测量管理、硬度测量管理组成。

抗折强度测量算法流程图见图2所示。

图2 抗折强度测量数据处理流程图

抗折强度测量数据处理伪代码为：

Input:三次测量数据

Output:抗折强度测量结果

Setp1:ifR1,R2,R3的平均值为R，|R2-R|<-0.15R&&|R1-R|<0.15R&&|R3-R|<0.15R抗折强度计算结果为R；

Setp2:ifR1,R2,R3的平均值为R，R1,R2,R3与R的差值有两个满足差值小于0.15R则抗折强度计算为两个结果平均值；

Step3:ifR1,R2,R3的平均值为R，R1,R2,R3与R的差值至少有有2个不满足小于0.15R，则抗折强度计算方法失效，重新测试试样再次测量，跳转到Step1。

抗压强度计算方法与抗折强度相似本文不再分析。

硬度测量伪代码为：

Input:硬度块点输入

Output:硬度数值

Setp1:ifR1,R2,R3,…R18的平均值为R，首先预判孔洞直径明显过大，则将该点删除；

Setp2:ifR1,R2,R3,…R18的平均值为R，如果压痕深度小于0.159mm或者超过1.000mm,则删除数据；

Step3:ifR1,R2,R3,…R18的平均值为R，如果压痕深度超过0.9t和1.1t则删除数据；

Step4:最终对有效的数据进行平均值计算，输出结果。

1.4 力学性能测试数据库开发

为存储力学性能测试数据，需要建立数据库进行数据存储。本文使用开源SQLite数据库进行数据存储，系统开发采用C#编程语言进行，开发平台为Visual Studio2017，系统使用免费ReportView报表进行测试报表管理。力学性能测试软件中包含的数据表主要有用户登录表、测试信息表、抗折强度信息表、抗压强度信息表、硬度信息表。如表1为用户信息表详细分析，表2为抗折强度信息表。

表1 用户信息表

表2 抗折强度信息表

2 结语

建筑石膏力学性能测试指标主要有抗折强度、抗压强度、硬度。采用传统计算方法容易出错，本文提出采用C#编程语言进行石膏力学性能测试软件开发。详细分析了抗折强度、抗压强度算法流程。系统采用开源SQLite数据库进行数据存储，对部分关键信息表进行设计。所设计的建筑石膏力学性能测试软件符合建筑力学性能计算，具有较高推广应用价值。