混凝土物理力学性能试验抗压强度试验.docx

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混凝土物理力学性能试验抗压强度试验

混凝土物理力学性能试验抗压强度试验

5抗压强度试验

5．0．1本方法适用于测定混凝土立方体试件的抗压强度。

圆柱体试件的抗压强度试验应按本标准附录C执行。

5．0．2测定混凝土立方体抗压强度试验的试件尺寸和数量应符合下列规定：

1标准试件是边长为150mm的立方体试件；

2边长为100mm和200mm的立方体试件是非标准试件；

3每组试件应为3块。

5．0．3试验仪器设备应符合下列规定。

1压力试验机应符合下列规定：

1）试件破坏荷载宜大于压力机全量程的20％且宜小于压力机全量程的80％；

2）示值相对误差应为±1％；

3）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、连续地加荷；

4）试验机上、下承压板的平面度公差不应大于0．04mm；平行度公差不应大于0．05mm；表面硬度不应小于55HRC；板面应光滑、平整，表面粗糙度Ra不应大于0．80μm；

5）球座应转动灵活；球座宜置于试件顶面，并凸面朝上；

6）其他要求应符合现行国家标准《液压式万能试验机》GB/T3159和《试验机通用技术要求》GB/T2611的有关规定。

2当压力试验机的上、下承压板的平面度、表面硬度和粗糙度不符合本条第1款中第4）项要求时，上、下承压板与试件之间应各垫以钢垫板。

钢垫板应符合下列规定：

1）钢垫板的平面尺寸不应小于试件的承压面积，厚度不应小于25mm；

2）钢垫板应机械加工，承压面的平面度、平行度、表面硬度和粗糙度应符合本条第1款要求。

3混凝土强度不小于60MPa时，试件周围应设防护网罩。

4游标卡尺的量程不应小于200mm，分度值宜为0．02mm。

5塞尺最小叶片厚度不应大于0．02mm，同时应配置直板尺。

6游标量角器的分度值应为0．1°。

5．0．4立方体抗压强度试验应按下列步骤进行：

1试件到达试验龄期时，从养护地点取出后，应检查其尺寸及形状，尺寸公差应满足本标准第3．3节的规定，试件取出后应尽快进行试验。

2试件放置试验机前，应将试件表面与上、下承压板面擦拭干净。

3以试件成型时的侧面为承压面，应将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的中心应与试验机下压板中心对准。

4启动试验机，试件表面与上、下承压板或钢垫板应均匀接触。

5试验过程中应连续均匀加荷，加荷速度应取0．3MPa/s～1．0MPa/s。

当立方体抗压强度小于30MPa时，加荷速度宜取0．3MPa/s～0．5MPa/s；立方体抗压强度为30MPa～60MPa时，加荷速度宜取0．5MPa/s～0．8MPa/s；立方体抗压强度不小于60MPa时，加荷速度宜取0．8MPa/s～1．0MPa/s。

6手动控制压力机加荷速度时，当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏，并记录破坏荷载。

5．0．5立方体试件抗压强度试验结果计算及确定应按下列方法进行。

1混凝土立方体试件抗压强度应按下式计算：

式中：

fcc——混凝土立方体试件抗压强度（MPa），计算结果应精确至0．1MPa；

F——试件破坏荷载（N）；

A——试件承压面积（mm2）。

2立方体试件抗压强度值的确定应符合下列规定：

1）取3个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值，应精确至0．1MPa；

2）当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15％时，则应把最大及最小值剔除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；

3）当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15％时，该组试件的试验结果无效。

3混凝土强度等级小于C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，对200mm×200mm×200mm试件可取为1．05；对100mm×100mm×100mm试件可取为0．95。

4当混凝土强度等级不小于C60时，宜采用标准试件；当使用非标准试件时，混凝土强度等级不大于C100时，尺寸换算系数宜由试验确定，在未进行试验确定的情况下，对100mm×100mm×100mm试件可取为0．95；混凝土强度等级大于C100时，尺寸换算系数应经试验确定。

6轴心抗压强度试验

6．0．1测定混凝土轴心抗压强度试验的试件尺寸和数量应符合下列规定：

1标准试件是边长为150mm×150mm×300mm的棱柱体试件；

2边长为100mm×100mm×300mm和200mm×200mm×400mm的棱柱体试件是非标准试件；

3每组试件应为3块。

6．0．2试验仪器设备应符合本标准第5．0．3条的规定。

6．0．3轴心抗压强度试验应按下列步骤进行：

1试件到达试验龄期时，从养护地点取出后，应检查其尺寸及形状，尺寸公差应满足本标准第3．3节的规定，试件取出后应尽快进行试验。

2试件放置试验机前，应将试件表面与上、下承压板面擦拭干净。

3将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上，并应使试件轴心与下压板中心对准。

4开启试验机，试件表面与上下承压板或钢垫板应均匀接触。

5在试验过程中应连续均匀加荷，加荷速度应取0．3MPa/s～1．0MPa/s。

当棱柱体混凝土试件轴心抗压强度小于30MPa时，加荷速度宜取0．3MPa/s～0．5MPa/s；棱柱体混凝土试件轴心抗压强度为30MPa～60MPa时，加荷速度宜取0．5MPa/s～0．8MPa/s；棱柱体混凝土试件轴心抗压强度不小于60MPa时，加荷速度宜取0．8MPa/s～1．0MPa/s。

6手动控制压力机加荷速度时，当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。

然后记录破坏荷载。

6．0．4试验结果计算及确定按下列方法进行：

1混凝土试件轴心抗压强度应按下式计算：

式中：

fcp——混凝土轴心抗压强度（MPa），计算结果应精确至0．1MPa；

F——试件破坏荷载（N）；

A——试件承压面积（mm2）。

2混凝土轴心抗压强度值的确定应符合本标准第5．0．5条中第2款的规定。

3混凝土强度等级小于C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，对200mm×200mm×400mm试件为1．05；对100mm×100mm×300mm试件为0．95。

当混凝土强度等级不小于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。

7静力受压弹性模量试验

7．0．1棱柱体试件的混凝土静力受压弹性模量测定应符合本章规定。

圆柱体试件的静力受压弹性模量试验应按本标准附录D执行。

7．0．2测定混凝土弹性模量试验的试件尺寸和数量应符合下列规定：

1标准试件应是边长为150mm×150mm×300mm的棱柱体试件；

2边长为100mm×100mm×300mm和200mm×200mm×400mm的棱柱体试件是非标准试件；

3每次试验应制备6个试件，其中3个用于测定轴心抗压强度，另外3个用于测定静力受压弹性模量。

7．0．3试验仪器设备应符合下列规定：

1压力试验机应符合本标准第5．0．3条第1款的规定。

2用于微变形测量的仪器应符合下列规定：

1）微变形测量仪器可采用千分表、电阻应变片、激光测长仪、引伸仪或位移传感器等。

采用千分表或位移传感器时应备有微变形测量固定架，试件的变形通过微变形测量固定架传递到千分表或位移传感器。

采用电阻应变片或位移传感器测量试件变形时，应备有数据自动采集系统，条件许可时，可采用荷载和位移数据同步采集系统。

2）当采用千分表和位移传感器时，其测量精度应为±0．001mm；当采用电阻应变片、激光测长仪或引伸仪时，其测量精度应为±0．001％。

3）标距应为150mm。

7．0．4弹性模量试验应按下列步骤进行：

1试件到达试验龄期时，从养护地点取出后，应检查其尺寸及形状，尺寸公差应满足本标准第3．3节的规定，试件取出后应尽快进行试验。

2取一组试件按照本标准第6章的规定测定混凝土的轴心抗压强度（fcp），另一组用于测定混凝土的弹性模量。

3在测定混凝土弹性模量时，微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。

当采用千分表或位移传感器时，应将千分表或位移传感器固定在变形测量架上，试件的测量标距应为150mm，由标距定位杆定位，将变形测量架通过紧固螺钉固定。

当采用电阻应变仪测量变形时，应变片的标距应为150mm，试件从养护室取出后，应对贴应变片区域的试件表面缺陷进行处理，可采用电吹风吹干试件表面后，并在试件的两侧中部用502胶水粘贴应变片。

4试件放置试验机前，应将试件表面与上、下承压板面擦拭干净。

5将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上，并应使试件轴心与下压板中心对准。

6开启试验机，试件表面与上下承压板或钢垫板应均匀接触。

7应加荷至基准应力为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时的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa。

所用的加荷速度应符合本标准第6．0．4条中第5款的规定。

8左右两侧的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7款的规定。

当无法使其减少到小于20％时，此次试验无效。

9在确认试件对中符合本条第8款规定后，以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0．5MPa（F0），恒载60s；应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，应在基准应力0．5MPa（F0）持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数ε0；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—测点的变形读数εa（图7．0．4）。

图7．0．4弹性模量试验加荷方法示意

注：

1．90s包括60s持荷时间和30s读数时间；2．60s为持荷时间

10卸除变形测量仪，应以同样的速度加荷至破坏，记录破坏荷载；当测定弹性模量之后的试件抗压强度与fcp之差超过fcp的20％时，应在报告中注明。

7．0．5混凝土静压受力弹性模量试验结果计算及确定应按下列方法进行。

1混凝土静压受力弹性模量值应按下列公式计算：

式中：

Ec——混凝土静压受力弹性模量（MPa），计算结果应精确至100MPa；

Fa——应力为1/3轴心抗压强度时的荷载（N）；

F0——应力为0．5MPa时的初始荷载（N）；

A——试件承压面积（mm2）；

L——测量标距（mm）；

△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）。

2应按3个试件测值的算术平均值作为该组试件的弹性模量值，应精确至100MPa。

当其中有一个试件在测定弹性模量后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，弹性模量值应按另两个试件测值的算术平均值计算；当有两个试件在测定弹性模量后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，此次试验无效。

8泊松比试验

8．0．1进行混凝土泊松比试验的试件尺寸和数量应符合下列规定：

1试件应采用边长为150mm×150mm×300mm的棱柱体试件；

2每次试验应制备6个试件，其中3个用于测定轴心抗压强度，另外3个用于测定泊松比。

8．0．2试验仪器设备应符合下列规定：

1压力试验机应符合本标准第5．0．3条中第1款的规定。

2用于微变形测量的仪器应符合下列规定：

1）试件竖向微变形测量仪器可采用千分表、电阻应变片、激光测长仪、引伸仪或位移传感器等，用于试件横向微变形测量的仪器宜为电阻应变片。

采用千分表或位移传感器时应备有微变形测量固定架，试件的变形通过微变形测量固定架传递到千分表或位移传感器。

采用电阻应变片或位移传感器测量试件变形时，应备有数据自动采集系统，也可采用荷载和位移数据同步采集系统。

2）当采用千分表和位移传感器时，其测量精度应为±0．001mm；当采用电阻应变片、激光测长仪或引伸仪时，其测量精度应为±0．001％。

3）竖向测量标距应为150mm，横向测量标距应为100mm。

8．0．3泊松比试验应按下列步骤进行：

1试件到达试验龄期时，从养护地点取出后，应检查其尺寸及形状，尺寸公差应满足本标准第3．3节的规定，试件取出后应尽快进行试验。

2取一组试件按照本标准第6章的规定测定混凝土的轴心抗压强度（fcp），另一组用于测定混凝土的泊松比。

3在测定混凝土泊松比时，用于测量试件竖向微变形的仪器应安装在试件两对侧面的竖向中线上并对称于试件的两端；用于测量试件横向微变形的应变计应粘贴在另外两对侧面的横向中线上，并对称于相应侧面的竖向中线。

当用于测量试件竖向微变形的仪器采用千分表或位移传感器时，应将千分表或位移传感器固定在变形测量架上，试件的测量标距应为150mm，由标距定位杆定位，将变形测量架通过紧固螺钉固定。

当采用电阻应变片测量竖向变形时，竖向测量标距应为150mm；对于测量横向变形的电阻应变片，测量标距应为100mm。

试件从养护室取出后，应对贴应变片区域的试件表面缺陷进行处理，可采用电吹风吹干试件表面，并在试件的两侧中部用502胶水粘贴应变片。

4试件放置试验机前，应将试件表面与上、下承压板面擦拭干净。

5将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上，并应使试件轴心与下压板中心对准。

6开启试验机，试件表面与上、下承压板或钢垫板应均匀接触。

7应加荷至基准应力为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和ετ0。

应立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度fcp的1/3时的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa和ετa。

所用的加荷速度应符合本标准第6．0．4条中第5款的规定。

8左右两侧的纵向或横向变形值之差分别与它们的平均值之比中，有一个比值大于20％时，应重新对中试件后重复本条第7款的规定。

当无法使其减少到小于20％时，此次试验无效。

9在确认试件对中符合本条第8款规定后，以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0．5MPa（F0），恒载60s；应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，应在基准应力0．5MPa（F0）持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数ε0和ετ0；再用同样的加荷速度加荷至Fa，持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa和ετa（图8．0．3）。

图8．0．3泊松比试验加荷方法示意

注：

1．90s包括60s持荷时间和30s读数时间；2．60s为持荷时间

10卸除变形测量仪，应以同样的速度加荷至破坏，记录破坏荷载；当测定泊松比之后的试件抗压强度与fcp之差超过fcp的20％时，应在报告中注明。

8．0．4混凝土泊松比试验结果计算及确定应按下列方法进行。

1混凝土泊松比值应按下式计算：

式中：

μ——混凝土泊松比，计算结果应精确至0．01；

ετa——最后一次Fa时试件两侧横向应变的平均值（10-6）；

ετ0——最后一次F0时试件两侧横向应变的平均值（10-6）；

εa——最后一次Fa时试件两侧竖向应变的平均值（10-6）；

ε0——最后一次F0时试件两侧竖向应变的平均值（10-6）；

当变形测试结果单位为mm时，应通过标距换算为应变（10-6）。

2应按3个试件测值的算术平均值作为该组试件的泊松比值，应精确至0．01。

当其中有一个试件在测定泊松比后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，则泊松比值应按另两个试件测值的算术平均值计算；当有两个试件在测定泊松比后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，此次试验无效。