一種橫向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于混凝土性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橫向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗方法。橫劈法是一種將劈拉力作用在圓柱體混凝土的橫截面上，使圓柱體的母線方向受拉，造成圓柱體橫劈面劈拉破壞來測定混凝土抗拉強度的方法。本發(fā)明可以從較少的混凝土芯樣中取得相對較多的抗拉強度數(shù)據(jù)（與現(xiàn)行鉆心法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程相比），且混凝土芯樣無需加工，試驗非常便捷，且對數(shù)公分長的混凝土芯樣也可進行檢測，實現(xiàn)了對混凝土薄板結(jié)構(gòu)抗拉強度的芯樣檢測。同時結(jié)合本發(fā)明混凝土劈拉強度計算公式，混凝土劈拉強度實測值與計算值的比值的平均值為1.09，說明本發(fā)明的試驗方法得到數(shù)據(jù)合理可靠。
【專利說明】
-種橫向劈拉法測定混凝±抗拉強度的試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于混凝±性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種橫向劈拉法測定混凝±抗拉 強度的試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大型混凝±結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測中，鉆忍法被普遍認為是精度最高的檢測方法之 一。鉆忍法是半破損的試驗方法，雖具有檢測結(jié)果直觀、可靠等優(yōu)點，但鉆忍會對結(jié)構(gòu)造成 一定程度的破壞，取忍數(shù)量受到嚴格限制，且忍樣在鉆取和加工成標準試件過程中浪費嚴 重。另外，許多長齡期混凝±結(jié)構(gòu)、構(gòu)件表層的混凝±都已碳化，碳化深度通常較小，不過數(shù) 公分，鉆忍取樣通過常規(guī)抗壓和劈裂抗拉試驗測定碳化區(qū)混凝±的強度時，碳化區(qū)混凝± 忍樣長度往往不滿足規(guī)范要求，使得常規(guī)的圓柱體試樣無法使用。
[0003] 測定混凝±抗拉強度的方法有軸向拉伸試驗法、混凝±小梁彎曲試驗法W及劈拉 試驗法。軸向拉伸試驗法測定混凝±的抗拉強度不必作任何理論上的假定，測定結(jié)果接近 混凝±的真實值，但是試驗中受力偏屯、問題難W克服，給試驗的推廣應(yīng)用帶來困難;混凝± 小梁彎曲試驗法是一種間接測定混凝±抗拉強度的方法，它假定中和軸上、下的壓應(yīng)變和 拉應(yīng)變?yōu)榫€性變化，拉伸彈性模量等于壓縮彈性模量，但實際上，當混凝±拉應(yīng)力達到 0.35ft(ft為軸屯、拉伸試驗極限強度)時，應(yīng)力一應(yīng)變已不成線性關(guān)系，同時彈性模量開始 下降，運與該法理論推導中采用的計算假定有一定出入，實際測出的抗拉強度值往往比軸 向拉伸試驗結(jié)果高很多;劈拉試驗法也是一種非直接測定方法，該方法的主要缺點是在加 荷點會出現(xiàn)很大的應(yīng)力集中，為改善此現(xiàn)象，在試驗機承壓板與試件之間安置膠木墊條，圓 柱體上的直線荷載被取代成沿墊條寬度分布的荷載，運與試件受線荷載的假定不很相符， 試驗結(jié)果也常高于軸向拉伸試驗值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種圓柱體橫向劈拉法測 定混凝±抗拉強度的試驗方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種橫向劈拉法測定混凝±抗拉強 度的試驗方法，包括W下步驟： (1) 用鉛筆和卡尺，在圓柱體混凝±忍樣試件上畫出與其橫斷面平行的圓W確定劈裂 面的位置，劈裂面距忍樣試件兩端面的距離含35mm; (2) 取兩個試驗壓具，試驗壓具包括加壓板，加壓板中屯、位置設(shè)有反弧段壓刀，反弧段 壓刀的壓刀面寬度為5 +2mm、圓屯、角為90 + 3°，反弧段壓刀兩側(cè)設(shè)有若干個加肋板，兩個試 驗壓具分別放在壓力試驗機上、下壓板的中屯、位置，再把圓柱體混凝±忍樣試件放在兩個 試驗壓具的上、下反弧段壓刀之間；按照確定的劈裂面的位置，調(diào)整上、下反弧段壓刀，同時 保證上、下反弧段壓刀在鉛直向上對齊;加載前，調(diào)整球座，使壓力試驗機的上、下壓板與相 應(yīng)試驗壓具的加壓板緊密接觸； (3) Wo. 04MPa/s~ο. 06MPa/s的速度連續(xù)而均勻地加載，當圓柱體混凝±忍樣試件接 近破壞時，停止調(diào)整油口，直至混凝上忍樣試件破壞，記錄破壞荷載； (4) 按下式計算混凝±劈拉強度：
式中：f ts,cu-一混凝±立方體試件劈拉強度，MPa; P--圓柱體混凝±忍樣試件橫劈破壞荷載，kN; A一一圓柱體混凝±忍樣試件橫截面面積，mm2。
[0006] 所述圓柱體混凝±忍樣試件的直徑100± 10mm、高度> 70mm，同時忍樣試件的高度 不小于混凝±粗骨料最大粒徑的3倍。
[0007] 試驗夾具中屯、位置設(shè)有反弧段壓刀，反弧段壓刀的壓刀面寬度為5 ± 2mm、圓屯、角 為90±3°。
[000引所述圓柱體混凝±忍樣為水灰比為0.38~0.74的普通混凝±或橡膠混凝±。
[0009] 橡膠混凝±中滲加橡膠顆粒的方法為等體積取代砂，橡膠顆粒滲量為0~15%，橡 膠顆粒粒徑為0~6mm。
[0010] 混凝±劈拉強度的計算公式的設(shè)計原理如下： 假定混凝上忍樣橫劈強度fcts采用下式表示：
(1) 式中：P2為圓柱體試件的橫劈破壞荷載，kN;A為試件的橫截面積，mm2; 丫為綜合系數(shù)， 與壓刀面寬度、壓刀圓屯、角等參數(shù)有關(guān)； 《水工混凝±試驗規(guī)程》SL 352-2006立方體縱劈強度fts，CU采用下式求得：
(2) 式中：Pi為混凝±立方體試件的縱劈破壞荷載，kN;a為立方體試件劈裂面的邊長，mm; 相同的混凝±材料，理論上立方體縱劈強度fts，cu與圓柱體橫劈強度fcts應(yīng)存在一定 的內(nèi)在關(guān)系，BP:
(3) 式中:β為兩者的相關(guān)系數(shù)。令Ψ=βγ，并結(jié)合式(2)，則有：
(4) 當混凝±立方體試件邊長a= 100mm，圓柱體試件直徑為100mm時，式(4)可簡化為： Pi = 2 郵 2 (5) 根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可推定出Ψ = 0.53;因此，混凝±劈拉強度可按下式計算：
[0010]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:橫劈法是一種將劈拉力作用在圓柱體混凝±的橫截面 上，使圓柱體的母線方向受拉，造成圓柱體橫劈面劈拉破壞來測定混凝±抗拉強度的方法。 本發(fā)明可w從較少的混凝±忍樣中取得相對較多的抗拉強度數(shù)據(jù)(與現(xiàn)行鉆屯、法檢測混凝 上強度技術(shù)規(guī)程相比），且混凝上忍樣無需加工，試驗非常便捷，且對數(shù)公分長的混凝上忍 樣也可進行檢測，實現(xiàn)了對混凝±薄板結(jié)構(gòu)抗拉強度的忍樣檢測。同時結(jié)合本發(fā)明混凝± 劈拉強度計算公式，混凝±劈拉強度實測值與計算值的比值的平均值為1.09,說明本發(fā)明 的試驗方法得到數(shù)據(jù)合理可靠。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明中所用試驗壓具的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明中試驗壓具的使用狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[oou]實施例1 所用的試驗壓具如圖1所示:包括正方形形狀的加壓板1，加壓板1中屯、位置設(shè)有反弧段 壓刀2,反弧段壓刀2的壓刀面寬度W為5mm、圓屯、角Θ為90°，反弧段壓刀2兩側(cè)對稱設(shè)有四個 加肋板3。試驗壓具各部件（即加壓板1、反弧段壓刀2、加肋板3)的材質(zhì)均為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A〇
[0014] 試驗試件 (1) 圓柱體忍樣直徑100mm，切割成高含70mm的忍樣試件，同時忍樣試件的高度不小于 混凝±粗骨料最大粒徑的3倍，忍樣試件不能有裂紋或其他較大缺陷； (2) 所述圓柱體混凝±忍樣為水灰比為0.38~0.74的普通混凝±或橡膠混凝±。
[001引試驗方法(使用狀態(tài)如圖2所示），包括W下步驟： (1) 用鉛筆和卡尺，在圓柱體混凝±忍樣試件4上畫出與其橫斷面平行的圓W確定劈裂 面的位置，劈裂面距忍樣試件兩端面的距離含35mm; (2) 取兩個試驗壓具，分別放在壓力試驗機上、下壓板的中屯、位置，再把圓柱體混凝± 忍樣試件放在兩個試驗壓具的上、下反弧段壓刀之間；按照確定的劈裂面的位置，調(diào)整上、 下反弧段壓刀，同時保證上、下反弧段壓刀在鉛直向上對齊;加載前，調(diào)整球座，使壓力試驗 機的上、下壓板與相應(yīng)試驗壓具的加壓板緊密接觸； (3) W0.04MPa/s~0.06MPa/s的速度連續(xù)而均勻地加載，當圓柱體混凝±忍樣試件接 近破壞時，停止調(diào)整油口，直至混凝上忍樣試件破壞，記錄破壞荷載； (4) 按下式計算混凝±劈拉強度：
式中：fts,cu--混凝±立方體試件劈拉強度，MPa; P--圓柱體混凝±忍樣試件橫劈破壞荷載，kN; A一一圓柱體混凝±忍樣試件橫截面面積，mm2。
[0015] 混凝±劈拉強度實測值與計算值的比值的平均值為1.09,說明本實施例的試驗方 法得到數(shù)據(jù)合理可靠。
【主權(quán)項】
1. 一種橫向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 用鉛筆和卡尺，在圓柱體混凝土芯樣試件上畫出與其橫斷面平行的圓以確定劈裂 面的位置，劈裂面距芯樣試件兩端面的距離2 35mm; (2) 取兩個試驗壓具，試驗壓具包括加壓板，加壓板中心位置設(shè)有反弧段壓刀，反弧段 壓刀的壓刀面寬度為5±2mm、圓心角為90±3°，反弧段壓刀兩側(cè)設(shè)有若干個加肋板，兩個試 驗壓具分別放在壓力試驗機上、下壓板的中心位置，再把圓柱體混凝土芯樣試件放在兩個 試驗壓具的上、下反弧段壓刀之間；按照確定的劈裂面的位置，調(diào)整上、下反弧段壓刀，同時 保證上、下反弧段壓刀在鉛直向上對齊;加載前，調(diào)整球座，使壓力試驗機的上、下壓板與相 應(yīng)試驗壓具的加壓板緊密接觸； (3) 以0.04MPa/s~0.06MPa/s的速度連續(xù)而均勻地加載，當圓柱體混凝土芯樣試件接 近破壞時，停止調(diào)整油門，直至混凝土芯樣試件破壞，記錄破壞荷載； (4) 按下式計算混凝土劈拉強度：式中：fts, ?-一混凝土立方體試件劈拉強度，MPa; P--圓柱體混凝土芯樣試件破壞荷載，kN; A--圓柱體混凝土芯樣試件橫截面面積，mm2。2. 如權(quán)利要求1所述的試驗方法，其特征在于:所述圓柱體混凝土芯樣試件的直徑100 ± 10mm、高度2 70mm，同時芯樣試件的高度不小于混凝土粗骨料最大粒徑的3倍。3. 如權(quán)利要求1所述的試驗方法，其特征在于:所述圓柱體混凝土芯樣為水灰比為0.38 ~0.74的普通混凝土或橡膠混凝土。4. 如權(quán)利要求3所述的試驗方法，其特征在于:橡膠混凝土中摻加橡膠顆粒的方法為等 體積取代砂，橡膠顆粒摻量為0~15 %，橡膠顆粒粒徑為0~6mm。
【文檔編號】G01N3/08GK105823685SQ201610167812
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】袁群, 李世軍, 曹宏亮, 史長城, 馮凌云, 馬瑩, 李立青, 路遙, 王大輝, 李廣輝, 程晉亮, 李利華, 袁吉娜, 趙玉宏, 李申亭, 喬連朋, 袁賓, 張慧萍, 丁秀英, 琚龍昌, 于洋, 沈凱, 王海, 王怡森, 崔洪濤, 孫建立, 程超
【申請人】河南省水利科學研究院