混凝土力學性能試驗方法

混凝土力學性能試驗方法第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土力學性能試驗應采用《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002，該標準適用于工業(yè)與民用建筑以及一般構筑物中的普通混凝土力學性能試驗，包括抗壓強度試驗、軸心抗壓強度試驗、靜力受壓彈性模量試驗、劈裂抗拉強度試驗和抗折強度試驗。普通混凝土力學性能試驗方法，除應符合該標準的規(guī)定外，尚應按現(xiàn)行國家強制性標準中的有關規(guī)定的要求執(zhí)行。第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月一、普通混凝土力學性能試驗(一)取樣1混凝土的取樣應符合《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T50080)第2章中的有關規(guī)定。2普通混凝土力學性能試驗應以三個試件為一組，每組試件所用的拌合物應從同一盤混凝土或同一車混凝土中取樣。第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）試件的尺寸、形狀和公差1試件的尺寸試件的尺寸應根據(jù)混凝土中骨料的最大粒徑如下表試件橫截面尺寸(mm)集料最大粒徑(mm)劈裂抗拉強度試驗其他試驗100×1002031.5150×1504040200×200/63注：集料最大粒徑指的是符合(普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法)(JGJ53—1992)中規(guī)定的圓孔篩的孔徑。第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2試件的形狀（1）抗壓強度和劈裂抗拉強度試件應符合下列規(guī)定:邊長為150mm的立方體試件是標準試件。邊長為100mm和200mm的立方體試件是非標準試件。在特殊情況下，可采用“150mm×300mm的圓柱體標準試件或Φ100mm×200mm和Φ200mm×400mm的圓柱體非標準試件。第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）軸心抗壓強度和靜力受壓彈性模量試件應符合下列規(guī)定：邊長為150mm×150mm×300mm的棱柱體試件是標準試件。邊長為100mm×100mm×300mm和200mm×200mm×400mm的棱柱體試件是非標準試件。在特殊情況下，可采用聲150mm×300mm的圓柱體標準試件或Φ100mm×200mm和Φ200mm×400mm的圓柱體非標準試件。第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）抗折強度試件應符合下列規(guī)定:邊長為150mm×150mm×600mm(或550mm)的棱柱體試件是標準試件。邊長為100mm×100mm×400mm的棱柱體試件是非標準試件。第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3尺寸公差試件的承壓面的平面度公差不得超過0.0005d(d為邊長)。試件的相鄰面間的夾角應為90°，其公差不得超過0.5°。試件各邊長、直徑和高的尺寸的公差不得超過1mm。第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）設備1試模1.1試模應符合《混凝土試模》(JG3019)中技術要求的規(guī)定。1.2應定期對試模進行自檢，自檢周期宜為三個月。2振動臺2.1振動臺應符合《混凝土試驗室用振動臺》(JG/T3020)中技術要求的規(guī)定。2.2應具有有效期內的計量檢定證書。第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3壓力試驗機3.1壓力試驗機除應符合《液壓式壓力試驗機》(GB/T3722)及《試驗機通用技術要求》(GB/T2611)中技術要求外，其測量精度為±1%，試件破壞荷載應大于壓力機全量程的20％且小于壓力機全量程的80％3.2應具有加荷速度指示裝置或加荷速度控制裝置，并應能均勻、連續(xù)地加荷。3.3應具有有效期內的計量檢定證書。4微變形測f儀4.1微變形測量儀的測量精度不得低于0.001mm。4.2微變形測量固定架的標距應為150mm。4.3應具有有效期內的計量檢定證書。第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5墊塊、墊條與支架5.1劈裂抗拉強度試驗應采用半徑為75mm的鋼制弧形墊塊。其橫截面尺寸如圖所示，墊塊的長度與試件相同。5.2墊條為三層膠合板制成，寬度為20mm，厚度為3～4mm，長度不小于試件長度，墊條不得重復使用。5.3支架為鋼支架，如圖所示。第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月6鋼墊板6.1鋼墊板的平面尺寸應不小于試件的承壓面積，厚度應不小于25mm。6.2鋼墊板應機械加工，承壓面的平面度公差為0.04mm;表面硬度不小于55HRC;硬化層厚度約為5mm。7其他量具及器具7.1量程大于600mm、分度值為1mm的鋼板尺。7.2量程大于200mm、分度值為0.02mm的卡尺。7.3符合《混凝土坍落度儀》（JG3021)中規(guī)定的直徑16mm、長600mm、端部呈半球形的搗棒。第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）試件的制作和養(yǎng)護1制作的要求1）成型前，應檢查試模尺寸并符合《混凝土試模》(JG3019)的有關規(guī)定；試模內表面應涂一薄層礦物油或其他不與混凝土發(fā)生反應的脫模劑。2）在試驗室拌制混凝土時，其材料用量應以質量計，稱量的精度：水泥、摻合料、水和外加劑為±0.5％；骨料為±l％。3）取樣或試驗室拌制的混凝土應在拌制后盡短的時間內成型，一般不宜超過15min。4）根據(jù)混凝土拌合物的稠度確定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振動振實；大于70mm的宜用搗棒人工搗實；檢驗現(xiàn)澆混凝土或預制構件的混凝土，試件成型方法宜與實際采用的方法相同。第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土試件制作應按下列步驟進行：1）取樣或拌制好的混凝土拌合物應至少用鐵锨再來回拌合三次。2）按規(guī)定選擇試件的成型方法。A．用振動臺振實制作試件應按下述方法進行：a．將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時應用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試模；b．試模應附著或固定在符合標準要求的振動臺上，振動時試模不得有任何跳動，振動應持續(xù)到表面出漿為止；不得過振。第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月B．用人工插搗制作試件應按下述方法進行：a.混凝土拌合物應分兩層裝人模內，每層的裝料厚度大致相等；b.插搗應按螺旋方向從邊緣向中心均勻進行。在插搗底層混凝土時，搗棒應達到試模底部；插搗上層時，搗棒應貫穿上層后插入下層20～30mm；插搗時搗棒應保持垂直，不得傾斜。然后應用抹刀沿試模內壁插拔數(shù)次；c.每層插搗次數(shù)按在10000mm2截面積內不得少于12次；d.插搗后應用橡皮錘輕輕敲擊試模四周，直至插搗棒留下的空洞消失為止。C．用插人式振搗棒振實制作試件應按下述方法進行：a.將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時應用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試模口：b.宜用直徑為聲Φ25mm的插人式振搗棒，插人試模振搗時，振搗棒距試模底飯10～20mm且不得觸及試模底板，振動應持續(xù)到表面出漿為止，且應避免過振，以防止混凝土離析；一般振搗時間為20s。振搗棒拔出時要緩慢，拔出后不得留有孔洞。2刮除試模上口多余的混凝土，待混凝土臨近初凝時，用抹刀抹平。第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2養(yǎng)護(1)試件成型后應立即用不透水的薄膜覆蓋表面。(2)采用標準養(yǎng)護的試件，應在溫度為(20±5)℃的環(huán)境中靜置一至二晝夜，然后編號、拆模。拆模后應立即放人溫度為(20±2)℃，相對濕度為95％以上的標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護，或在溫度為(20±2)℃的不流動的Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護。標準養(yǎng)護室內的試件應放在支架上，彼此間隔10~20mm，試件表面應保持潮濕，并不得被水直接沖淋。(3)同條件養(yǎng)護試件的拆模時間可與實際構件的拆模時間相同，拆模后，試件仍需保持同條件養(yǎng)護。(4)標準養(yǎng)護齡期為28d(從攪拌加水開始計時)。第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）抗壓強度試驗試驗采用的試驗設備應符合以下規(guī)定：1混凝土立方體抗壓強度試驗所采用壓力試驗機應符合試驗設備的規(guī)定。2混凝土強度等級≥C60時，試件周圍應設防崩裂網(wǎng)罩。當壓力試驗機上、下壓板不符合規(guī)定時，壓力試驗機上、下壓板與試件之間應各墊以符合試驗設備所要求的鋼墊板。第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）抗壓強度試驗立方體抗壓強度試驗步驟應按下列方法進行：1試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。2將試件安放在試驗機的下壓板或墊板上，試件的承壓面應與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準，開動試驗機，當上壓板與試件或鋼墊板接近時，調整球座，使接觸均衡。第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）抗壓強度試驗3在試驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，混凝土強度等級<C30時，加荷速度取每秒鐘0.3～0.5MPa；混凝土強度等級≥C30且<C60時，取每秒鐘0.5～0.8MPa；混凝土強度等級≥C60時，取每秒鐘0.8～1.OMPa。4當試件接近破壞開始急劇變形時，應停止調整試驗機油門，直至破壞。然后記錄破壞荷載。第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）抗壓強度試驗抗壓強度結果計算及確定(1)混凝土立方體抗壓強度應按下式計算：

混凝土立方體抗壓強度計算結果精確至0.1MPa。第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)混凝土立方體抗壓強度值的確定

一般情況下取三個試件測值的算術平均值作為該組試件的強度值(精確至0.1MPa)；但當三個測值中的最大值或最小值中如有一個與中間值的差值超過中間值的15%時，則把最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強度值；若最大值和最小值與中間值的差值均超過中間值的15％，則該組試件的試驗結果無效?；炷翉姸鹊燃?lt;C60時，用非標準試件測得的強度值均應乘以尺寸換算系數(shù)，其值為對200mm×200mm×200mm試件為1.05；對100mm×100mm×100mm試件為0.95。當混凝土強度等級≥C60時，宜采用標準試件；使用非標準試件時，尺寸換算系數(shù)應由試驗確定。第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(六)抗折強度試驗1).試件要求：測定抗折強度試驗的棱柱體砼試件在長度方向的中部1/3區(qū)段內不得有表面直徑超過5mm，深度超過2mm的孔洞。2).試驗設備⑴試驗機應能施加均勻、連續(xù)、速度可控的荷載，并帶有能使2個相等荷載同時作用在試件跨度3分點處的抗折試驗裝置，如下圖：⑵試件的支座和加荷頭應采用直徑為20~40mm，長度不小于b+10mm的硬鋼圓柱，支座立腳點固定鉸支，其他應為滾動支點。第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(六)抗折強度試驗第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(六)抗折強度試驗3）試驗步驟(1)試件從養(yǎng)護地取出后應及時進行試驗，將試件表面擦干凈。(2)按上圖裝置試件，安裝尺寸偏差不得大于1mm。試件的承壓面為試件成型時的側面。支座及承壓面與圓柱的接觸面應平穩(wěn)，均勻，否則應墊平，規(guī)定試件的支座其中一個應為鉸支。第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(六)抗折強度試驗⑶施加荷載應保持均勻、連續(xù)。當砼強度等級小于C30時，加荷速度取每秒0.02~0.05MPa；砼強度大于C30小于C60時，取每秒0.05~0.08MPa；強度等級≧C60時，取每秒0.08~0.10MPa.至試件接近破壞時，應停止調整試驗機油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。⑷記錄試件破壞荷載的試驗機示值及試件下邊緣斷裂位置。第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（七）抗折強度試驗4）試驗結果計算及確定(1)混凝土抗折強度計算混凝土試件抗折強度應按下式計算：式中：式中：ff--砼抗折強度（MPa）F--試件破壞荷載（N）L--支座間跨距（mm）h--試件截面高度（mm）b--試件截面寬度（mm）混凝土抗折強度計算結果精確至0.1MPa。第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（七）抗折強度試驗(2)抗折強度值的確定與抗壓強度值的確定方法相同。(3)三個試件中若有一個折斷而位于兩個集中荷載之外，則混凝土抗折強度值按另兩個試件的試驗結果計算。若這兩個測值的差值不大于這兩個測值的較小值的15％時，則該組試件的抗折強度值按這兩個測值的平均值計算，否則該組試件的試驗無效。若有兩個試件的下邊緣斷裂位置位于兩個集中荷載作用線之外，則該組試件試驗無效。(4)當試件尺寸為100mm×100mm×400mm非標準試件時，應乘以尺寸換辯系數(shù)0.85；當混凝土強度等級≥C60時，宜采用標準試件；使用非標準試件時，尺寸換算系數(shù)應由試驗確定。第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（八）軸心抗壓強度試驗本試驗方法適用于測定棱柱體混凝土試件的軸心抗壓強度。1試驗采用的試驗設備應符合下列規(guī)定：1）軸心抗壓強度試驗所采用壓力試驗機的精度應符合標準要求。2）混凝土強度等級≥C60時，試件周圍應設防崩裂網(wǎng)罩。當壓力試驗機上、下壓板不符合標準規(guī)定時，壓力試驗機上、下壓板與試件之間應各墊以符合標準要求的鋼墊板。第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2軸心抗壓強度試驗步驟應按下列方法進行：1）試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，用干毛巾將試件表面與上、下承壓板面擦干凈。2）將試件直立放置在試驗機的下壓板或鋼墊板上，并使試件軸心與下壓板中心對準。3）開動試驗機，當上壓板與試件或鋼墊板接近時，調整球座，使接觸均衡。4）應連續(xù)均勻地加荷，不得有沖擊。所用加荷速度應符合抗壓強度試驗的規(guī)定。5）試件接近破壞而開始急劇變形時，應停止調整試驗機油門，直至破壞。然后記錄破壞荷載。第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3試驗結果計算及確定按下列方法進行：1）混凝土試件軸心抗壓強度應按下式計算：式中：fcp——混凝土軸心抗壓強度(MPa)；F——試件破壞荷載(N)；A——試件承壓面積(mm2)?；炷凛S心抗壓強度計算值應精確至0.1Mpa。第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2）混凝土軸心抗壓強度值的確定與立方體抗壓強度確定的規(guī)定相同。3）混凝土強度等級<C60時，用非標準試件測得的強度值均應乘以尺寸換算系數(shù)，其值為對200mm×200mm×400mm試件為1.05；對100mm×100mm×300mm試件為0.95。當混凝土強度等級≥C60時，宜采用標準試件；使用非標準試件時，尺寸換算系數(shù)應由試驗確定。第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（九）靜力受壓彈性模量試驗本試驗方法適用于測定棱性體試件的混凝土靜力受壓彈性模量(以下簡稱彈性模量)。每次試驗應制備6個試件。1試驗采用的試驗設備應符合下列規(guī)定：1）壓力試驗機應符合標準規(guī)定。2）微變形測量儀應符合標準規(guī)定。第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2靜力受壓彈性模量試驗步驟應按下列方法進行：1）試件從養(yǎng)護地點取出后先將試件表面與上下承壓板面擦干凈。2）取3個試件按軸心抗壓強度測試方法的規(guī)定，測定混凝土的軸心抗壓強度(fcp)。另3個試件用于測定混凝土的彈性模量。3）在測定混凝土彈性模量時，變形測量儀應安裝在試件兩側的中線上并對稱于試件的兩端。4）應仔細調整試件在壓力試驗機上的位置，使其軸心與下壓板的中心線對準。開動壓力試驗機，當上壓板與試件接近時調整球座，使其接觸勻衡。第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5）加荷至基準應力為0.5MPa的初始荷載值F0，保持恒載60s并在以后的30s內記錄每測點的變形讀數(shù)ε0，應立即連續(xù)均勻地加荷至應力為軸心抗壓強度fcp的1/3的荷載值Fa,保持恒載60s并在以后的30s內記錄每一測點的變形讀數(shù)εa。所用加荷速度應符合立方體抗壓強度測試的規(guī)定。6）當以上這些變形值之差與它們平均值之比大于20%時，應重新對中試件后重復本條第5款的試驗。如果無法使其減少到低于20％時，則此次試驗無效。第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月7）在確認試件對中符合本條第6款規(guī)定后，以與加荷速度相同的速度卸荷至基準應力0.5MPa(F0)，恒載60s；然后用同樣的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒載(F0及Fa)至少進行兩次反復預壓。在最后一次預壓完成后，在基準應力0.5MPa(F0)持荷60s并在以后的30s內記錄每一測點的變形讀數(shù)ε0；再用同樣的加荷速度加荷至Fa，持荷60s并在以后的30s內記錄每一測點的變形讀數(shù)εa（見下圖所示）。第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月8）卸除變形測量儀，以同樣的速度加荷至破壞，記錄破壞荷載；如果試件的抗壓強度與fcp之差超過fcp的20％時，則應在報告中注明。第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土彈性模量值應按下式計算：式中Ec——混凝土彈性模量(MPa)；Fa——應力為l／3軸心抗壓強度時的荷載(N)；F0——應力為0.5MPa時的初始荷載(N)；A——試件承壓面積(mm2)；L——測量標距(mm)；式中Δn——最后一次從F0加荷至Fa時試件兩側變形的平均值(mm)；εa——Fa時試件兩側變形的平均值(mm)；ε0——F0時試件兩側變形的平均值(mm)。混凝土受壓彈性模量計算精確至100MPa第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2）彈性模量按3個試件測值的算術平均值計算。如果其中有一個試件的軸心抗壓強度值與用以確定檢驗控制荷載的軸心抗壓強度值相差超過后者的20％時，則彈性模量值按另兩個試件測值的算術平均值計算；如有兩個試件超過上述規(guī)定時，則此次試驗無效。第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2