混凝土抗彎強度試驗裝置的廣泛應(yīng)用

   4.5.1  目的及適用范圍

   用簡支梁三分點加荷法測定混凝土的抗彎強度，亦可同時測定混凝土的抗彎極限拉伸值以及抗彎彈性模量。

   4.5.2  儀器設(shè)備

   1  試驗機：試驗機或帶有抗彎試驗架的壓力試驗機，其要求與4.2“混凝土立方體抗壓強度試驗”有關(guān)規(guī)定相同。

   2  試驗加荷裝置：雙點加荷的鋼制加壓頭，其要求應(yīng)使兩個相等的荷載同時作用在小梁的兩個三分點處；與試件接觸的兩個支座頭和兩個加壓頭應(yīng)具有直徑約15mm抓的弧形端面，其中的一個支座頭及兩個加壓頭宜做成使之既能滾動又能前后傾斜。試   件受力情況如圖4.5.2所示。

   3  試模：混凝土抗彎強度試驗應(yīng)采用150mm×150mm×550mm(或600mm)小梁作為標(biāo)準(zhǔn)試件。制作標(biāo)準(zhǔn)試件所用混凝土骨料zui大粒徑不應(yīng)大于40mm，必要時可采用lOOmm×100mm×400mm(或515mm)試件，此時，混凝土中骨料zui大粒徑不應(yīng)大于30mm。

   4  應(yīng)變量測儀器：電阻應(yīng)變儀一臺，測量精度為1×10^—6。

   5  應(yīng)變片(長度一般應(yīng)不小于骨料zui大粒徑的3倍)及502膠水等。

1一支座

圖4.5.2  抗彎試驗示意圖(單位：mm)

4.5.3  試驗步驟

   1  按3.1“混凝土拌和物室內(nèi)拌和方法”及4.1“混凝土試件的成型與養(yǎng)護方法”的有關(guān)規(guī)定制作試件。

   2  到達(dá)試驗齡期時，從養(yǎng)護室取出試件，并盡快試驗。試驗前應(yīng)用濕布覆蓋試件，防止試件干燥。

   3  試驗前將試件擦拭干凈，檢查外觀，量測試件斷面尺寸，精度同4.2.3中3。試件不得有明顯缺陷。在試件側(cè)面劃出加荷點位置。

   4  測試抗彎曲拉伸應(yīng)變時，將小梁底面中間段受拉側(cè)粘貼電阻片的部位用電吹風(fēng)吹干表面，然后用502膠水粘貼電阻片，見圖4.5.2。

   5  將試件在試驗機的支座上放穩(wěn)對中，承壓面應(yīng)選擇試件成型時的側(cè)面，按圖4，5.2要求，調(diào)整支座和加壓頭位置，其間距的尺寸偏差應(yīng)不大于：1mm。開動試驗機，當(dāng)加荷壓頭與試件快接近時，調(diào)整加壓頭及支座，使接觸均衡。如加壓頭及支座不能接觸均衡，則接觸不良處應(yīng)予以墊平。

   6  開動試驗機，進行兩次預(yù)彎，預(yù)彎荷載均相當(dāng)于破壞荷載的15％一20％，預(yù)彎完畢后重新調(diào)整應(yīng)變儀，使應(yīng)變值指示為零，然后進行正式測試。以250N/s的速度連續(xù)而均勻地加荷(不得沖擊)。每加荷500N或1000N測讀并記錄應(yīng)變值，當(dāng)試件接近破壞時應(yīng)停止調(diào)整試驗機油門直至試件破壞，記錄破壞荷載。

   注  采用100mm×l00mm斷面小粱試件時，加荷速度為110N/s。

   4.5.4試驗結(jié)果處理

   1  混凝土抗彎強度按式(4.5.4-1)計算(準(zhǔn)至0.01MPa)：

式中：f_f——抗彎強度，MPa；

   P——破壞荷載，N；

   l--支座間距(即跨度)l=3h，mm；

   b——試件截面寬度，mm；

   h——試件截面高度，mm。

   如彎斷面位于兩個集中荷載之外(以受拉區(qū)為準(zhǔn))，該試件作廢。如有兩個試件的彎斷面均位于兩集中荷載之外，則試驗應(yīng)重做。

   2抗彎極限拉伸值：

   1)以應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，應(yīng)力為縱坐標(biāo)，繪出每個試件的應(yīng)力—一應(yīng)變關(guān)系曲線。

   2)過破壞應(yīng)力坐標(biāo)點，作與橫坐標(biāo)平行的線，并將應(yīng)力——應(yīng)變曲線外延，兩線交點對應(yīng)的應(yīng)變即為該試件的抗彎極限拉伸值(準(zhǔn)至1x10^-6)。

   3)如曲線不通過坐標(biāo)原點時，需延長曲線起始段使與橫坐標(biāo)相交，并以此交點作為試件應(yīng)變的起始點。

   4)應(yīng)力按式(4.5.4-2)計算(準(zhǔn)至0.01MPa)：

式中：σ_f——彎曲應(yīng)力，MPa；

   P——彎曲荷載，N；

   l、b、h——與式(4.5.4-1)相同。

   3  抗彎彈性模量按式(4.5.4-3)計算(準(zhǔn)至100MPa)：

式中：正_f——抗彎彈性模量，MPg；

   σ_0.5——50％的破壞應(yīng)力，MPa；

   σ_0.5——σ_0.5所對應(yīng)的應(yīng)變值(1×10^-6)。

   抗彎彈性模量取應(yīng)力從0～0.5f_f的割線彈性模量。

   4  抗彎強度、抗彎極限拉伸值、抗彎彈性模量均以三個試件測值的平均值作為試驗結(jié)果。當(dāng)三個試件抗彎強度中的zui大值或zui小值之一，與中間值之差超過中間值的15％時，取中間值；當(dāng)三個試件抗彎強度中的zui大值和zui小值，與中間值之差均超過 中間值的15％時，該組試驗應(yīng)重做。

   5  采用100mm×l00mm×400mm試件時，抗彎強度試驗結(jié)果需乘以換算系數(shù)0.85。