混凝土力学性能作业指导书.docx
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混凝土力学性能作业指导书
混凝土力学性能作业指导书
一.范围
本细则规定了普通混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉、轴心、静力受压弹性模量、抗渗的检测方法,判定依据、仪器设备、检测程序、数据处理等。
二、引用文件
GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》
GBJ82—85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》
三.试验
1、砼立方体抗压强度试验
1、1仪器设备
1.1.1钢直尺:
规格300mm,分度值1mm.
1.1.2压力试验机
1.1.2.1压力试验机应符合下列要求:
其精度为±1%,试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%,且不小于压力机全量程的80%。
1.1.1.2应具有加荷速度指示装置或加荷速度控制装置,并应能均匀连续的加荷。
1.1.1.3应具有有效期内的计量检定证书。
1.2试验步骤
1.2.1试件从养护地点取出后应及时试验,将试件擦拭干净,测量尺寸,并检查其外观。
试件尺寸测量精确至1㎜,并据此计算试件的承压面积。
如实测值与公称尺寸之差不超过1㎜,可按公称尺寸进行计算。
1.2.2将试件安放在试验机的下压板上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直,试件的中心应与试验机下压板中心对准,避免偏心。
1.2.3混凝土试件的试验应连续而均匀地加荷,加荷速度应为:
混凝土强度等级<C30时,取每秒0.3~0.5兆帕;混凝土强度等级≥C30且<C60时,取每秒0.5~0.8兆帕;混凝土强度等级>C60时,取每秒钟0.8~1.0MPa.
1.2.4当试件破坏,读数不再增加时,则表示试件已压至强度极限,然后记录破坏荷载。
1.2.5试验完毕,关掉电源,填写设备使用记录,整理现场。
1.3数据处理
1.3.1混凝土立方体试件抗压强度应按下式计算:
fcc=F/A
式中:
fcc—混凝土立方体抗压强度(MPa)
F—破坏荷载(N)
A—试件承压面积(mm2)
1.3.2混凝土立方体试件抗压强度计算应精确至0.1MPa。
1.3.3以三个试件测值的算术平均值作为改组试件的抗压强度值。
三个测值中的最大或最小值,如有一个与中间值的差超过中间值的15%,则把最大及最小值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值。
如有两个测值与中间值的差超过中间值的15%,则改组试件的试验无效。
1.3.4混凝土强度等级<C60时,用非标准试件测得强度值,均应乘以尺寸换算系数,其值为:
其值为:
(200×200×200)㎜试件为1.05;对(100×100×100)㎜试件为0.95。
当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件;使用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定。
2、混凝土抗折强度试验
2.1仪器设备
2.1.1压力试验机
2.1.1.1试验机应符合1.1.2的要求。
2.1.1.2试验机应能施加均匀、连续、速度可控的荷载,并带有能使二个相等荷载同时作用在试件跨度3分点处的抗折试验装置,
2.1.1.3试件的支座和加荷头应采用直径为20~40mm、长度不小于b+10mm的硬钢圆柱,支座立脚点固定铰支,其他应为滚动支点。
2.2试验步骤
2.2.1试件从养护地点取出后应及时进行试验,将表面擦干净。
2.2.2将试件擦拭干净,测量尺寸,并检查其外观,试件尺寸测量精确至1㎜,并据此进行强度计算。
2.2.3试件不得有明显缺损,在跨1/3梁的受控区内,不得有直径超过5㎜,深度超过2㎜的表面空洞。
2.2.4按图装置试件,安装尺寸偏差不得大于1mm。
试件的承压面应为试件成型时的侧面。
支座及承压面与圆柱的接触面应平稳、均匀、否则应垫平。
2.2.5施加荷载应保持均匀、连续。
当混凝土强度等级<C30时,加荷速度取每秒0.02~0.05MPa;当混凝土强度等级≥C30且<C60时,取每秒钟0.05~0.08MPa;当混凝土强度等级≥C60时,取每秒钟0.08~0.10MPa,当试件破坏,读数不再增加时,则表示试件已压至强度极限,然后记录破坏荷载。
2.3数据处理与结果判定
2.3.1若试件下边缘断裂位置处于二个集中荷载作用线之间,则试件的抗折强度按下式计算:
ff=FL/bh2
式中ff——混凝土抗折强度(MPa);
F—试件破坏荷载(N);
L—支座间的跨度(mm);
h—试件截面高度(mm);
b—试件截面宽度(mm);
抗折强度应精确至0.1MPa。
2.3.2抗折强度值的确定应符合抗压强度试验第1.3.3条的规定。
2.3.3三个试件中若有一个折断面位于两个集中荷载之外,则混凝土抗折强度值按另两个试件的试验结果计算。
若这两个测值的差值不大于这两个测值的15%时,则该组试件的抗折强度值按这两个测值的平均值计算,否则该组试件的试验无效。
若有两个试件的下边缘断裂位置位于两个集中荷载作用线之外,则该组试件试验无效。
2.3.4当试件尺寸为100mm×100mm×400mm非标准试件时,应乘以尺寸换算系数0.85;当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件;使用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定。
3、轴心抗压强度试验
3.1 仪器设备
3.1.1压力试验机应符合1.1.2的要求。
试件从养护地点取出后,用干毛巾将试件表面与上下承压面擦试干净。
3.1.2 将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上,并使试件的轴心与下压板中心对准。
开动试验机,当上压板与试件或钢垫板接近时,调整球座,使接触均衡。
3.1.3 试验时连续而均匀地加荷,加荷速度为:
砼强度等级<C30时,以每秒钟0.3~0.5MPa加荷,当砼强度等级≥C30且<C60时,以每秒钟0.3~0.5MPa加荷,当砼强度等级≥CC60时,以每秒钟0.8~1.0MPa加荷。
3.1.4当试件破坏,读数不再增加时,则表示试件已压至强度极限,然后记录破坏荷载。
3.1.5 轴心抗压强度试验结果计算及确定按下列方法进行:
fcp=F/A
式中:
fcp-砼立方体试件抗压强度(MPa)
F-试件破坏荷载(N)
A-试件承压面积(mm2)
轴心抗压强度计算精确至0.1MPa,
3.1.6应符合抗压强度试验第1.3.3条的规定
3.1.7混凝土强度等级<C60时,用非标准试件测得强度值,均应乘以尺寸换算系数,其值为:
对(200×200×400)㎜试件为1.05;对(100×100×300)㎜试件为0.95。
当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件;使用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定。
4.劈裂抗拉强度试验
4.1仪器设备:
4.1.1压力试验机
压力试验机应符合1.1.2的要求。
4.2垫块、垫条及支架。
4.3试验步骤
4.3.1 试件从养护地点取出后应及时进行试验,将试件表面与上下承压板面擦干净。
4.3.2 将试件放在试验机下压板的中心位置,劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直;在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条,垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直,并把垫条及试件安装在定位架上使用。
开动试验机,当上压板与圆弧形垫块接近时,调整球座,使接触均衡。
4.3.3 加荷应连续均匀,当混凝土强度等级<C30时,加荷速度取每秒钟0.02~0.05MPa;当混凝土强度等级≥C30且<C60时,取每秒钟0.05~0.08MPa;当混凝土强度等级≥C60时,取每秒钟0.08~0.10MPa。
4.3.4 当试件破坏,读数不再增加时,则表示试件已压至强度极限,然后记录破坏荷载。
4.3.5劈裂抗拉强度试验结果计算及确定按下列方法进行:
fts=2F/(πA)=0.637F/A
式中:
fts:
砼劈裂抗拉强度(MPa)
F:
试件破坏荷载(N)
A:
试件承压面积(mm2)
劈裂抗拉强度计算精确至0.01MPa。
4.3.6应符合抗压强度试验第1.3.3条的规定。
4.3.7采用(100×100×300)㎜非标准试件测得劈裂抗拉强度值,应乘以尺寸换算系数0.85;当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件;使用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定。
5、混凝土静力受压弹性模量
5.1仪器设备
5.1.1压力试验机
压力试验机应符合1.1.2条的要求。
5.1.2微变形测量仪
5.1.2.1测量精度不低于0.001mm。
5.1.2.2固定架的标距应为150mm。
5.1.2.3应具有有效期内的计量检定证书。
5.2试验步骤
5.2.1试件从养护地点取出后先将试件表面与上下承压板面擦干净;
5.2.2取3个试件按规定,测定混凝土的轴心抗压强度。
另3个试件用于测定混凝土的弹性模量;
5.2.3在测定混凝土弹性模量时,变形测量仪应安装在试件两侧的中线上并对称于试件的两端;
5.2.4应仔细调整试件在压力试验机上的位置,使其轴心与下压板的中心线对准。
开动压力试验机,当上压板与试件接近时调整球座,使其接触匀衡;
5.2.5加荷至基准应力为0.5MPa的初始荷载值`F0`,保持恒载60S并在以后的30S内记录每测点的变形读数ε0 。
应立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度`fCP`的1/3的荷载值`Fa,保持恒载60S并在以后的30S内记录每一侧点的变形读数εa 。
所用加荷速度应符合抗压强度试验1.2.3条的规定。
5.2.6当以上这些变形值之差与它们平均值之比大于20%时,应重新对中试件后重复本条第5款的试验。
如果无法使其减少到低于20%时,则此次试验无效;
5.2.7在确认试件对中后,以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0.5MPA(F0),恒载60S;然后用同样的加荷和卸荷速度以及60S的保持恒载(`F0`及Fa)至少进行两次反复预压。
在最后一次预压完成后,在基准应力0.5MPA(F0)持荷60S并在以后的30S内记录每一侧点的变形读数 ;再用同样的加荷速度加荷至`Fa`,持荷60S并在以后的30S内记录每一侧点的变形读数εa。
5.2.8卸除变形测量仪,以同样的速度加荷至破坏,记录破坏荷载;如果试件的抗压强度与fCP超过fCP的20%时,则应在报告中注明。
5.2.9混凝土弹性模量试验结果计算及确定按下列方法进行:
EC=【(Fa-F0`)/A】×(L/△n)
式中EC—混凝土弹性模量(MPa);
Fa—应力为1/3轴心抗压强度`时的荷载值(N);
F0—应力为0.5MPa的初始荷载值(N);
A—试件承压面积(mm);
L—测量标距(mm);
△n=εa-ε0
式中△n—最后一次从F0加荷至Fa时试件两侧变形的平均值(mm);
εa—Fa时试件两侧变形的平均值(mm);
ε0—F0时试件两侧变形的平均值(mm)。
5.2.10弹性模量按三个试件测值的算术平均值计算。
如果其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者的20%时,则弹性模量值按另两个试件测值的算术平均值计算;如有两个试件超过上述规定时,则此次试验无效。
6、抗渗性能试验
6.1仪器设备
混凝土抗渗仪:
应能使水压按规定的制度稳定的作用在试件上的装置。
加压装置:
螺旋或其他形式,其压力以能把试件压入试件套内为宜。
6.2试件制作
抗渗性能试验应采用顶面直径为175mm,底面直径为185mm,高度为150mm的圆台体或直径与高度均为150mm的圆柱体试件(视抗渗设备要求而定)。
抗渗试件以6个为一组。
试件一般养护至28天龄期进行试验,如有特殊要求,可在其他龄期进行。
6.3试验步骤
6.3.1试件养护至试验前一天取出,将表面晾干,然后在其侧面涂一层熔化的密封材料,随即在螺旋或其他加压装置上,将试件压入烘箱预热过的试件套中,稍冷却后,即可解除压力、连同试件套装在抗渗仪上进行试验。
(也可用其他密封方法)。
6.3.2试验从水压为0.1MPa开始。
以后每隔8小时增加水压0.1MPa,并且要随时注意观察时间端面的渗水情况。
6.3.3当6个试件中有3个试件端面呈有渗水现象时,即可停止试验,记下当时的水压。
6.3.4当试验过程中,如发现水从试件周边渗出,则应停止试验,重新密封。
4、数据处理与结果判定
混凝土的抗渗标号以每组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力计算,其计算式为:
W=10H-1
式中W——抗渗等级;
H——6个试件中2个渗水时的压力(MPa)。
7.在检测过程中发生异常现象及意外情况时的处理方法.
7.1异常现象。
7.1.2被检样品在检测过程中,出现与其正常受检特性不符时,应立即停止检验,检查受检试件是否影响继续检测的准确性,如确有影响,汇报领导,等待处理。
7.1.3当首次测量超差时,应停止检测,查找原因,如属人为误差,则应重复检测予以消除,如属设备仪器误差,应立即请专门人员调整,检测工作方能重新开始。
7.1.4检测所得结果离散过大或与日常检测相差甚远,应对检测的全过程详细检查,若发现有影响试验结果的因素,消除之后,重新检测,若未发现影响检测结果准确性的因素,则检测结果有效。
7.1.5在混凝土抗压试验过程中,检查是否有偏心受压,及时调整。
7.1.6在抗渗试验过程中,如发现水从试件周边渗出,则应停止试验,重新密封。
8.意外情况
8.1检测过程中如发生停电或人为的自然事故,而造成试验中断,应保护样品,待恢复正常以后,如对检测工作质量无影响,则试验可继续进行,或到其它地方检测。
8.2检测中仪器、设备发生故障或损坏,应终止试验,保护样品,待排除故障,恢复正常后方可继续试验,或到其它地方检测。
8.3凡因检验工作失误或样品本身的原因,而造成样品破坏,无法得出完整的,准确的检验结论时,汇报领导,等待处理。
9.检测后的检查
9.1对检测仪器设备的技术状态进行检查并记录。
9.2对全部检验资料进行复核,确认无误,方可将做过试验的试件清理。
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