4.5 混凝土抗弯强度试验装置的广泛应用

混凝土抗弯强度试验装置的广泛应用

   4.5.1  目的及适用范围

   用简支梁三分点加荷法测定混凝土的抗弯强度，亦可同时测定混凝土的抗弯极限拉伸值以及抗弯弹性模量。

   4.5.2  仪器设备

   1  试验机：试验机或带有抗弯试验架的压力试验机，其要求与4.2“混凝土立方体抗压强度试验”有关规定相同。

   2  试验加荷装置：双点加荷的钢制加压头，其要求应使两个相等的荷载同时作用在小梁的两个三分点处；与试件接触的两个支座头和两个加压头应具有直径约15mm抓的弧形端面，其中的一个支座头及两个加压头宜做成使之既能滚动又能前后倾斜。试   件受力情况如图4.5.2所示。

   3  试模：混凝土抗弯强度试验应采用150mm×150mm×550mm(或600mm)小梁作为标准试件。制作标准试件所用混凝土骨料zui大粒径不应大于40mm，必要时可采用lOOmm×100mm×400mm(或515mm)试件，此时，混凝土中骨料zui大粒径不应大于30mm。

   4  应变量测仪器：电阻应变仪一台，测量精度为1×10^—6。

   5  应变片(长度一般应不小于骨料zui大粒径的3倍)及502胶水等。

1一支座

图4.5.2  抗弯试验示意图(单位：mm)

4.5.3  试验步骤

   1  按3.1“混凝土拌和物室内拌和方法”及4.1“混凝土试件的成型与养护方法”的有关规定制作试件。

   2  到达试验龄期时，从养护室取出试件，并尽快试验。试验前应用湿布覆盖试件，防止试件干燥。

   3  试验前将试件擦拭干净，检查外观，量测试件断面尺寸，精度同4.2.3中3。试件不得有明显缺陷。在试件侧面划出加荷点位置。

   4  测试抗弯曲拉伸应变时，将小梁底面中间段受拉侧粘贴电阻片的部位用电吹风吹干表面，然后用502胶水粘贴电阻片，见图4.5.2。

   5  将试件在试验机的支座上放稳对中，承压面应选择试件成型时的侧面，按图4，5.2要求，调整支座和加压头位置，其间距的尺寸偏差应不大于：1mm。开动试验机，当加荷压头与试件快接近时，调整加压头及支座，使接触均衡。如加压头及支座不能接触均衡，则接触不良处应予以垫平。

   6  开动试验机，进行两次预弯，预弯荷载均相当于破坏荷载的15％一20％，预弯完毕后重新调整应变仪，使应变值指示为零，然后进行正式测试。以250N/s的速度连续而均匀地加荷(不得冲击)。每加荷500N或1000N测读并记录应变值，当试件接近破坏时应停止调整试验机油门直至试件破坏，记录破坏荷载。

   注  采用100mm×l00mm断面小粱试件时，加荷速度为110N/s。

   4.5.4试验结果处理

   1  混凝土抗弯强度按式(4.5.4-1)计算(准至0.01MPa)：

式中：f_f——抗弯强度，MPa；

   P——破坏荷载，N；

   l--支座间距(即跨度)l=3h，mm；

   b——试件截面宽度，mm；

   h——试件截面高度，mm。

   如弯断面位于两个集中荷载之外(以受拉区为准)，该试件作废。如有两个试件的弯断面均位于两集中荷载之外，则试验应重做。

   2抗弯极限拉伸值：

   1)以应变为横坐标，应力为纵坐标，绘出每个试件的应力—一应变关系曲线。

   2)过破坏应力坐标点，作与横坐标平行的线，并将应力——应变曲线外延，两线交点对应的应变即为该试件的抗弯极限拉伸值(准至1x10^-6)。

   3)如曲线不通过坐标原点时，需延长曲线起始段使与横坐标相交，并以此交点作为试件应变的起始点。

   4)应力按式(4.5.4-2)计算(准至0.01MPa)：

式中：σ_f——弯曲应力，MPa；

   P——弯曲荷载，N；

   l、b、h——与式(4.5.4-1)相同。

   3  抗弯弹性模量按式(4.5.4-3)计算(准至100MPa)：

式中：正_f——抗弯弹性模量，MPg；

   σ_0.5——50％的破坏应力，MPa；

   σ_0.5——σ_0.5所对应的应变值(1×10^-6)。

   抗弯弹性模量取应力从0～0.5f_f的割线弹性模量。

   4  抗弯强度、抗弯极限拉伸值、抗弯弹性模量均以三个试件测值的平均值作为试验结果。当三个试件抗弯强度中的zui大值或zui小值之一，与中间值之差超过中间值的15％时，取中间值；当三个试件抗弯强度中的zui大值和zui小值，与中间值之差均超过 中间值的15％时，该组试验应重做。

   5  采用100mm×l00mm×400mm试件时，抗弯强度试验结果需乘以换算系数0.85。