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混凝土力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（杭州：Alice）
一、立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
1、本實(shí)驗(yàn)采用150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，每組3個(gè)試件。具體制作過(guò)程為：
1）先干拌砂、石、水泥，直至拌勻，然后逐漸投入水，當(dāng)全部投入后，再攪拌1min。
2）拌和物攪拌完畢后，馬上進(jìn)行試件的制作。小梁試件應(yīng)采用臥式成型，小梁試件首先在中部裝料。
3）用木槌振實(shí)時(shí)，截面尺寸為150*150mm的試件，分作兩層裝料。裝料時(shí)用抹刀沿試模內(nèi)壁略加插搗，用木槌敲試模側(cè)壁，每層30次，將凹凸不平的表面振平，刮去多余的拌和物，并用抹刀抹平。不允許用插棒或震動(dòng)棒作內(nèi)部振實(shí)，必要時(shí)可用震動(dòng)棒接融試模外壁進(jìn)行振動(dòng)。
4）成型后用塑料和其它覆蓋物覆蓋試件表面,按規(guī)定養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后折模、編號(hào)。然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至所需的齡期。
5）養(yǎng)護(hù)7d和28d后，將試件從養(yǎng)護(hù)室里拿出，立即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）取出試件，檢查其不平度，每100mm不大于0.05mm，承壓面與相鄰面的不垂直度不得大于1度。
（2）用試件成型時(shí)的側(cè)面作為承壓面，安放時(shí)試件軸心對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)下壓板中心。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球鉸座使接觸均衡。
（3）對(duì)試驗(yàn)機(jī)連續(xù)均勻加載，試件強(qiáng)度低于30MPa時(shí)，載荷速度取0.3～0.5MPa/s，試件強(qiáng)度高于或等于30MPa時(shí)，取0.5～0.8MPa/s，當(dāng)試件快要破壞時(shí)，變形速度增快，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直到試件破壞。記錄大荷載，到0.1MPa。
3、混凝土立方體試件的抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算：
4、試驗(yàn)結(jié)果取三試驗(yàn)值的算術(shù)平均值。若大值或小值與中間值之差大于中間值的15%，則取中間值；若兩值與中間值之差均大于中間值的15%，則試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
二、劈裂抗拉強(qiáng)度
1、試件采用邊長(zhǎng)為150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，每組3個(gè)試件。
2、試驗(yàn)機(jī)與試件之間采用如圖1所示的鋼制弧形墊條。在鋼制墊條與試件之間應(yīng)墊以木質(zhì)三合板墊板，木質(zhì)三合板墊板的要求：寬15-20mm，厚3-4mm。兩種墊條（板）的長(zhǎng)度均應(yīng)不小于試件的邊長(zhǎng)，木質(zhì)墊板不得重復(fù)使用。
3、試驗(yàn)步驟
（1）檢查試件外觀，并測(cè)量尺寸。
（2）在成型時(shí)的頂面和底面劃出劈裂面的位置。
（3）按圖1所示安放試件、弧形鋼制墊條及木質(zhì)墊板。試件的軸心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心，墊條應(yīng)垂直于試件成型時(shí)的頂面。
（4）加載：當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度低于30Mpa時(shí)，加載速度取0.02-0.05MPa/s,當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度等于或高于30MPa時(shí)，應(yīng)取0.05-0.08MPa/s。當(dāng)試件臨近破壞、變形迅速增長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞。記錄大荷載，至0.01MPa。
4、混凝土立方體試件的劈裂抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：
5、以3個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度值。
圖1 混凝土劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)圖
1-木質(zhì)墊板，2-鋼制弧墊條，3-試驗(yàn)機(jī)上壓板，4-試驗(yàn)機(jī)下壓板
三、抗剪強(qiáng)度
1、采用雙面直接剪切法測(cè)量鋼纖維混凝土的抗剪強(qiáng)度。試驗(yàn)裝置如圖2所示。
2、采用100*100mm截面的長(zhǎng)方體試件，長(zhǎng)度為400mm。
3、每組4個(gè)試件。
4、上、下刀口錯(cuò)位a應(yīng)在0.06~0.1mm之間。
5、成型時(shí)的兩個(gè)側(cè)面與刀口接觸。
6、均勻連續(xù)加載，加載速度取0.06~0.10MPa/s，當(dāng)試件臨近破壞時(shí)、變形速度加快時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，記錄大荷載，至0.01MPa。
7、檢查試件破壞面，若不在預(yù)定面破壞，則試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。剪切破壞面如3所示。
8、混凝土試件抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式。
b（1,2,3,4）和h（1,2,3,4）分別是4組預(yù)定破壞面的寬度和高度。
9、以4個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度。若4個(gè)測(cè)值中的大值或小值與中間兩測(cè)值的平均值之差大于中間值平均值的15%，則取兩中值的平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；如果二者與中值平均值均大于15%，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
10、四個(gè)試件如有一個(gè)不在預(yù)定面破壞，取另外3個(gè)測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度值；該組中若有兩個(gè)試件不在預(yù)定破壞面破壞，則該組試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
四、抗折強(qiáng)度
1、試件采用150*150*600mm（或550）的小梁標(biāo)準(zhǔn)試件。
2、每組3個(gè)試件。
3、試驗(yàn)裝置：帶有抗折試驗(yàn)架的壓力試驗(yàn)機(jī)。
4、試驗(yàn)步驟：
（1）檢查試件的外觀，不得有明顯的缺陷，在跨中1/3的受拉區(qū)內(nèi)，不得有直徑大于7mm，深度大于2mm的表面孔洞。
（2）試件成型時(shí)的側(cè)面作為承荷面，安放在支座上，安放尺寸及位置如圖4所示。試件放穩(wěn)對(duì)中后開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)壓頭與試件接近時(shí)，調(diào)整壓頭和支座，使接觸均衡。若壓頭及支座不能前后傾斜，各接觸不良處應(yīng)予以墊平。
（3）對(duì)試件連續(xù)均勻加載，當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度低于30Mpa時(shí)，加載速度取0.02~0.05Mpa/s，當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度等于或高于30MPa時(shí)，取0.05~0.08MPa/s。
（4） 3 個(gè)試件如有一個(gè)折斷面位于兩個(gè)集中荷載之外（以受拉區(qū)為準(zhǔn)），則該試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。鋼纖維混凝土的抗折強(qiáng)度按另兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算。如有兩個(gè)試件的折斷面均位于兩個(gè)集中荷載之外。則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
5、鋼纖維混凝土試件抗折強(qiáng)度的計(jì)算公式
五、彈性模量
1、本方法測(cè)定的鋼纖維混凝土抗折彈性模量是指試件大彎曲應(yīng)力為抗折強(qiáng)度50%時(shí)的加荷割線模量。
2、每組6個(gè)試件，其中3個(gè)測(cè)定抗折強(qiáng)度，用以確定抗折彈性模量試驗(yàn)的加荷標(biāo)準(zhǔn)（可以省去，利用上實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)）；另3個(gè)測(cè)定抗折彈性模量。
3、試驗(yàn)步驟：
（1）按上實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定鋼纖維混凝土的抗折強(qiáng)度。
（2）和測(cè)抗折強(qiáng)度一樣將試件放好，緩緩加載至1KN，停機(jī)檢查試件與壓頭及支座的接觸情況，確保試件不扭動(dòng)，然后安裝測(cè)量跨中撓度的儀器。
（3）以150～250N/S的速度從1kn加荷至抗折強(qiáng)度的50%的控制荷載，再以同樣的速度卸荷至1kn，如此反復(fù)加、卸荷三次，在此過(guò)程中檢查試驗(yàn)機(jī)及儀表的工作狀況，如不正常，應(yīng)予調(diào)整。
（4）以同樣的速度進(jìn)行第四次加荷，先加荷至3KN的初始荷載，停機(jī)持荷60s，記錄撓度值；然后加荷至控制荷載，停機(jī)持荷60s，記錄撓度值，求得由初始荷載至控制荷載的撓度增量。
（5）以同樣的速度卸荷至1 kn，停機(jī)持荷60s后進(jìn)行第五次加荷持荷，讀值并求得撓度增量。若前后兩次跨中撓度增量之差不大于0.5*10-3mm，則測(cè)值有效。否則應(yīng)重復(fù)試驗(yàn)，直至相鄰兩次加荷的撓度之差符合上要求為止。
（6）當(dāng)后一次加荷完畢，檢查各測(cè)值無(wú)誤后，立即卸除測(cè)量變形的儀表，以同樣速度加荷至試件斷裂，記錄斷裂位置并計(jì)算抗折強(qiáng)度值。若斷裂面在三分點(diǎn)外側(cè)，則該試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效；若有兩個(gè)試件的斷裂面在三分點(diǎn)外側(cè)，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
4、抗折彈性模量的計(jì)算公式
5、以3 個(gè)試件計(jì)算結(jié)果的算術(shù)平均值作為該組試件的抗折彈性模量值。在3個(gè)測(cè)量抗折彈性模量的試件中，若有一個(gè)試件的抗折強(qiáng)度值，與用以確定控制荷載的抗折強(qiáng)度值之差超過(guò)后者的20%。則該試件測(cè)值無(wú)效，彈性模量按另兩個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值計(jì)算；若有兩個(gè)試件超過(guò)上述規(guī)定，該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。
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