混凝土力学性能试验方法实用教案

1、 混凝土力学性能试验应采用(ciyng)普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081-2002，该标准适用于工业与民用建筑以及一般构筑物中的普通混凝土力学性能试验，包括抗压强度试验、轴心抗压强度试验、静力受压弹性模量试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验。 普通混凝土力学性能试验方法，除应符合该标准的规定外，尚应按现行国家强制性标准中的有关规定的要求执行。 第1页/共43页第一页，共44页。一、普通(ptng)混凝土力学性能试验 (一)取样 1 混凝土的取样应符合普通(ptng)混凝土拌合物性能试验方法标准( GB/T 50080 )第2章中的有关规定。 2 普通(ptng)混凝土力学性能

2、试验应以三个试件为一组，每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。第2页/共43页第二页，共44页。 （二）试件的尺寸、形状(xngzhun)和公差 1 试件的尺寸 试件的尺寸应根据混凝土中骨料的最大粒径如下表第3页/共43页第三页，共44页。 2 试件的形状 （1）抗压强度和劈裂抗拉强度试件应符合下列规定: 边长为150mm的立方体试件是标准试件。 边长为100mm和200mm的立方体试件是非标准试件。 在特殊(tsh)情况下，可采用“150mm300mm的圆柱体标准 试件或 100mm200mm和200mm400mm的圆柱体非标准试件。第4页/共43页第四页，共44页。 （

3、2）轴心抗压强度(kn y qin d)和静力受压弹性模量试件应符合下列规定： 边长为150mm150mm300mm的棱柱体试件是标准试件。 边长为100mm100mm300mm和200mm200mm400mm的棱柱体试件是非标准试件。 在特殊情况下，可采用声150mm300mm的圆柱体标准试件或100mm200mm和200mm400mm的圆柱体非标准试件。第5页/共43页第五页，共44页。 （3）抗折强度试件应符合下列(xili)规定: 边长为150mm150mm600mm(或550mm)的棱柱体试件是标准试件。 边长为100mm100mm400mm的棱柱体试件是非标准试件。第6页/共43页

4、第六页，共44页。3 3尺寸尺寸(ch cun)(ch cun)公差公差 试件的承压面的平面度公差不得超过0. 0005 d ( d为边长)。 试件的相邻面间的夹角应为90，其公差不得超过0.5。 试件各边长、直径(zhjng)和高的尺寸的公差不得超过1mm。第7页/共43页第七页，共44页。（三）设备(shbi) 1 试模 1.1试模应符合混凝土试模(JG 3019)中技术要求的规定。 1.2应定期对试模进行自检，自检周期宜为三个月。 2 振动台 2.1振动台应符合混凝土试验室用振动台( JG/T 3020 )中技术要求的规定。 2.2应具有(jyu)有效期内的计量检定证书。第8页/共43页

5、第八页，共44页。 3 压力试验机 3.1压力试验机除应符合液压式压力试验机( GB/T3722)及试验机通用技术要求(yoqi)( GB/T 2611)中技术要求(yoqi)外，其测量精度为1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20且小于压力机全量程的80 3.2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、连续地加荷。 3.3应具有有效期内的计量检定证书。 4 微变形测f仪 4.1微变形测量仪的测量精度不得低于0.001mm。 4.2微变形测量固定架的标距应为150mm。 4.3应具有有效期内的计量检定证书。第9页/共43页第九页，共44页。 5垫块、垫条与支架 5.1劈裂抗拉强度

6、试验应采用半径(bnjng)为75mm的钢制弧形垫块。其横截面尺寸如图所示，垫块的长度与试件相同。 5 .2 垫条为三层胶合板制成，宽度为20mm，厚度为3 4mm，长度不小于试件长度，垫条不得重复使用。 5.3支架为钢支架，如图所示。第10页/共43页第十页，共44页。第11页/共43页第十一页，共44页。 6 钢垫板 6.1钢垫板的平面尺寸应不小于试件的承压面积(min j)，厚度应不小于25mm。 6.2钢垫板应机械加工，承压面的平面度公差为0.04mm;表面硬度不小于55HRC;硬化层厚度约为5mm。 7其他量具及器具 7.1量程大于600mm、分度值为1 mm的钢板尺。 7.2量程大

7、于200mm、分度值为0 . 02mm的卡尺。 7.3符合混凝土坍落度仪（JG 3021)中规定的直径16mm、长600mm、端部呈半球形的捣棒。第12页/共43页第十二页，共44页。（四）试件的制作（四）试件的制作(zhzu)和养护和养护 1 制作的要求 1）成型前，应检查试模尺寸并符合(fh)混凝土试模(JG 3019) 的有关规定；试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 2）在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为0.5；骨料为l。 3）取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min。 4）根据混

8、凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。 第13页/共43页第十三页，共44页。 混凝土试件制作应按下列步骤进行： 1）取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨再来回拌合三次(sn c)。 2）按规定选择试件的成型方法。 A用振动台振实制作试件应按下述方法进行： a将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模； b试模应附着或固定在符合标准要求的振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止；不得过振。第1

9、4页/共43页第十四页，共44页。 B用人工插捣制作试件应按下述方法进行(jnxng)： a.混凝土拌合物应分两层装人模内，每层的装料厚度大致相等； b.插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行(jnxng)。在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层2030mm；插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插拔数次； c.每层插捣次数按在10000mm2截面积内不得少于12次； d.插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止。 C用插人式振捣棒振实制作试件应按下述方法进行(jnxng)： a.将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹

10、刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口： b.宜用直径为声25mm的插人式振捣棒，插人试模振捣时，振捣棒距试模底饭1020mm且不得触及试模底板，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析；一般振捣时间为20s。振捣棒拔出时要缓慢，拔出后不得留有孔洞。 2 刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。第15页/共43页第十五页，共44页。 2 养护 (1)试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。 (2)采用标准养护的试件，应在温度为(205)的环境中静置一至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放人温度为(202)，相对湿度为95以上的标准养护室中养护，或在温度

11、为(202)的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔1020mm，试件表面应保持潮湿，并不得(bu de)被水直接冲淋。 (3)同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后，试件仍需保持同条件养护。 (4)标准养护龄期为28d(从搅拌加水开始计时)。第16页/共43页第十六页，共44页。（五）抗压强度（五）抗压强度(kn y qin d)试验试验 试验采用的试验设备应符合以下规定： 1 混凝土立方体抗压强度(qingd)试验所采用压力试验机应符合试验设备的规定。 2 混凝土强度(qingd)等级C60时，试件周围应设防崩裂网罩。当压力试验机

12、上、下压板不符合规定时，压力试验机上、下压板与试件之间应各垫以符合试验设备所要求的钢垫板。 第17页/共43页第十七页，共44页。（五）抗压强度（五）抗压强度(kn y qin d)试验试验 立方体抗压强度试验步骤应按下列方法进行： 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。 2 将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直(chuzh)。试件的中心应与试验机下压板中心对准，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。 第18页/共43页第十八页，共44页。（五）抗压强度（五）抗压强度(kn y qin d)试验试验 3

13、 在试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级C30时，加荷速度取每秒钟0.30.5 MPa；混凝土强度等级C30且C60时，取每秒钟0.50.8 MPa；混凝土强度等级C60时，取每秒钟0.81.OMPa。 4 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(zhzh)破坏。然后记录破坏荷载。 第19页/共43页第十九页，共44页。（五）抗压强度（五）抗压强度(kn y qin d)试试验验 抗压强度结果(ji gu)计算及确定 (1) 混凝土立方体抗压强度应按下式计算： 混凝土立方体抗压强度计算结果(ji gu)精确至0.1MPa。AFfcc第20页/共43页第二十页，共44页。

14、 (2)混凝土立方体抗压强度值的确定 一般情况下取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至0.1MPa)；但当三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，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；若最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15，则该组试件的试验结果(ji gu)无效。 混凝土强度等级C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm200mm试件为1.05；对100mm100mm100mm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

15、确定 。第21页/共43页第二十一页，共44页。(六)抗折强度(qingd)试验 1).试件要求： 测定抗折强度试验的棱柱体砼试件在长度方向的中部1/3区段内不得(bu de)有表面直径超过5mm，深度超过2mm的孔洞。 2).试验设备 试验机应能施加均匀、连续、速度可控的荷载，并带有能使2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，如下图： 试件的支座和加荷头应采用直径为2040mm，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。第22页/共43页第二十二页，共44页。(六)抗折强度(qingd)试验第23页/共43页第二十三页，共44页。(六)抗折强度(q

16、ingd)试验 3）试验步骤 (1)试件从养护地取出后应及时进行试验，将试件表面擦干净。 (2)按上图装置试件，安装尺寸偏差不得大于1mm。试件的承压面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(fuz)应垫平，规定试件的支座其中一个应为铰支。第24页/共43页第二十四页，共44页。(六)抗折强度(qingd)试验 施加荷载(hzi)应保持均匀、连续。当砼强度等级小于C30时，加荷速度取每秒0.020.05MPa；砼强度大于C30小于C60时，取每秒0.050.08MPa；强度等级C60时，取每秒0.080.10MPa.至试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏

17、，然后记录破坏荷载(hzi)。 记录试件破坏荷载(hzi)的试验机示值及试件下边缘断裂位置。第25页/共43页第二十五页，共44页。（七）抗折强度(qingd)试验 4） 试验结果计算及确定 (1)混凝土抗折强度计算 混凝土试件抗折强度应按下式计算： 式中：式中：ff -砼抗折强度（MPa） F- 试件破坏荷载（N） L -支座间跨距（mm） h-试件截面(jimin)高度（mm） b-试件截面(jimin)宽度（mm） 混凝土抗折强度计算结果精确至0.1MPa。第26页/共43页第二十六页，共44页。（七）抗折强度(qingd)试验 (2) 抗折强度值的确定与抗压强度值的确定方法相同。 (3

18、) 三个试件中若有一个折断而位于两个(lin )集中荷载之外，则混凝土抗折强度值按另两个(lin )试件的试验结果计算。若这两个(lin )测值的差值不大于这两个(lin )测值的较小值的15时，则该组试件的抗折强度值按这两个(lin )测值的平均值计算，否则该组试件的试验无效。若有两个(lin )试件的下边缘断裂位置位于两个(lin )集中荷载作用线之外，则该组试件试验无效。 (4) 当试件尺寸为100mm100mm400mm非标准试件时，应乘以尺寸换辩系数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。第27页/共43页第二十七页，共44页。

19、（八）轴心(zhu xn)抗压强度试验 本试验方法适用于测定(cdng)棱柱体混凝土试件的轴心抗压强度。 1 试验采用的试验设备应符合下列规定： 1）轴心抗压强度试验所采用压力试验机的精度应符合标准要求。 2）混凝土强度等级C60时，试件周围应设防崩裂网罩。当压力试验机上、下压板不符合标准规定时，压力试验机上、下压板与试件之间应各垫以符合标准要求的钢垫板。 第28页/共43页第二十八页，共44页。 2 轴心抗压强度试验步骤应按下列方法进行： 1）试件从养护地点取出后应及时进行试验，用干毛巾将试件表面与上、下承压板面擦干净。 2）将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上，并使试件轴心与下压板中心

20、对准。 3）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(jich)均衡。 4）应连续均匀地加荷，不得有冲击。所用加荷速度应符合抗压强度试验的规定。 5）试件接近破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载。 第29页/共43页第二十九页，共44页。 3 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)； F试件破坏荷载(hzi)(N)； A试件承压面积(mm2)。 混凝土轴心抗压强度计算值应精确至0.1Mpa。 第30页/共43页第三十页，共44页。 2）混凝土轴心抗压强度值的确定与

21、立方体抗压强度确定的规定相同(xin tn)。 3）混凝土强度等级C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm400mm试件为1.05；对100mm100mm300mm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。 第31页/共43页第三十一页，共44页。（九）静力受压弹性模量(tn xn m lin)试验 本试验方法适用于测定棱性体试件的混凝土静力受压弹性模量(以下简称弹性模量)。每次试验应制备6个试件。 1 试验采用的试验设备应符合下列规定： 1）压力(yl)试验机应符合标准规定。 2）微变形测

22、量仪应符合标准规定。 第32页/共43页第三十二页，共44页。 2 静力受压弹性模量试验步骤应按下列方法进行： 1）试件从养护地点取出后先将试件表面与上下(shngxi)承压板面擦干净。 2）取3个试件按轴心抗压强度测试方法的规定，测定混凝土的轴心抗压强度(fcp)。另3个试件用于测定混凝土的弹性模量。 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。 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。 第33页/共43页第三十三页，共44页。 5）加荷至基准应力为0.5MPa的初

23、始荷载值F0，保持(boch)恒载60s并在以后的30s内记录每测点的变形读数0，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(boch)恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数a。所用加荷速度应符合立方体抗压强度测试的规定。 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。 第34页/共43页第三十四页，共44页。 7）在确认试件对中符合(fh)本条第6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；然后用同样的加荷和卸荷速度以及60

24、s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内记录每一测点的变形读数0；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a（见下图所示）。 第35页/共43页第三十五页，共44页。 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(rgu)试件的抗压强度与fcp之差超过fcp的20时，则应在报告中注明。 第36页/共43页第三十六页，共44页。 混凝土弹性模量(tn xn m lin)值应按下式计算： 式中 Ec混凝土弹性模量(tn xn m lin)(MPa)； F

25、a应力为l3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)； 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)； aFa时试件两侧变形的平均值(mm)； 0F0时试件两侧变形的平均值(mm)。 混凝土受压弹性模量(tn xn m lin)计算精确至100MPa 第37页/共43页第三十七页，共44页。 2）弹性模量按3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

26、定(gudng)时，则此次试验无效。 第38页/共43页第三十八页，共44页。（十）劈裂抗拉强度(kn l qin d)试验 1 劈裂抗拉强度试验步骤应按下列方法(fngf)进行： 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。 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。宜把垫条及试件安装在定位架上使用(如右图所示)。 第39页/共43页第三十九页，共44页。 3）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