CN107843484A - 混凝土抗拉强度测试装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土抗拉强度测试装置及试验方法，包括环形混凝土试件，环形混凝土试件的内环内设置有能侧向变形的变形体，变形体上部施加竖向压力使其产生侧向变形，在环形混凝土内侧产生径向压力，使环形混凝土试件沿轴线方向产生均匀的轴向拉力，使试件受拉破坏，环形混凝土试件底面和顶面分别设置有上环形钢板、下环形钢板，上环形钢板的内环内嵌设有比上环形钢板的内环直径小的圆形钢板，圆形钢板位于变形体上部，其底面与变形体顶面接触，本发明具结构简单，设计合理，能够直接准确地反映混凝土抗拉强度的应力应变关系，准确的获取试件的抗拉强度数值，且方法简易便捷，结果离散型小，具有很大的实用价值及广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土抗拉强度测试装置及试验方法。
背景技术
目前混凝土抗拉强度主要的测试方法有弯曲拉伸试验（简称弯拉试验）、劈裂拉伸试验（简称劈拉试验）和轴向拉伸试验（简称轴拉试验）。与弯拉试验和劈拉试验相比，轴拉试验能较准确反映混凝土真实抗拉强度，可直接获得材料的拉伸性能，无需假定和复杂的计算来倒推分析材料的轴拉应力-应变曲线。虽然轴拉试验的测试数据和结果处理直接明了，但由于试件夹持困难、易偏心施荷等原因使得轴拉试验在保证截面拉应力均匀分布以及试验稳定性上存在一定的困难，轴拉试验本身很难设计，也很难实际操作。特别在实际工程中，较难有条件做混凝土轴拉强度试验。
由于普通混凝土的抗拉强度和抗压强度有相应的对应关系，实际工程中，可用混凝土的抗压强度指标近似反映抗拉强度性能。但在掺入钢纤维后，混凝土的抗拉性能得到明显的改善，且随着钢纤维掺量的改变，抗拉强度数值变化幅度较大，因此不能简单的采用原有的对应关系。而劈裂试验和弯曲试验是间接的受拉试验方法，需通过假定理想模型以及复杂的分析计算来倒推材料的应力应变曲线，并且往往是在一些特定的情况下才能应用，所得结果误差也较大。
发明内容
本发明的目的是针对传统袋笼的缺陷和不足，提供一种混凝土抗拉强度测试装置及试验方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种混凝土抗拉强度测试装置，包括环形混凝土试件，所述环形混凝土试件的内环内设置有能侧向变形的变形体，变形体外表面与环形混凝土试件内表面相接触，变形体上部施加竖向压力使其产生侧向变形，进而在环形混凝土内侧产生径向压力，使环形混凝土试件沿轴线方向产生均匀的轴向拉力，从而使试件受拉破坏。
进一步的，所述环形混凝土试件底面和顶面分别设置有上环形钢板、下环形钢板，所述上环形钢板的内环内嵌设有比上环形钢板的内环直径小的圆形钢板，圆形钢板位于变形体上部，其底面与变形体顶面接触。
进一步的，所述变形体包括环状薄壁橡胶层，环状薄壁橡胶层上端开口、下端封闭形成橡胶桶，橡胶桶内填充满直径为2mm～15mm的钢珠，橡胶桶内添加有润滑油，各个钢珠外周包裹一层润滑油层，圆形钢板盖设在橡胶桶顶端。
进一步的，所述变形体为囊体，囊体内填充有液体或气体。
进一步的，所述环形混凝土试件断面尺寸为40mm×40mm～100mm×100mm，环形混凝土试件轴线直径为200mm～500mm，上环形钢板、下环形钢板的板厚均不小于10mm，圆形钢板的板厚不小于20mm。
进一步的，环形混凝土试件与上环形钢板、下环形钢板的接触面均设置有环形不锈钢片。
进一步的，所述环形不锈钢片外周涂覆有涂润滑油层。
进一步的，所述环形混凝土试件采用的混凝土类别为普通混凝土、钢纤维混凝土、高性能混凝土、活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土。
一种混凝土抗拉强度测试的试验方法，包括以下步骤：
（1）制作环形混凝土试件：使用环形模具，并在其内部涂适量脱模剂，将混凝土浇筑成环形试件，并按相应规范规定进行养护，待达到28天龄期养护成型时，进行脱模处理，将试件表面擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确至1mm；
（2）试件与加载装置安装：首先将下环形钢板放置在试验机的平台中心位置上，然后在里面安装能侧向变形的变形体，将表面涂抹润滑油的环形不锈钢片放置在下环形钢板上，再在下环形钢板上安放环形混凝土试件，并在环形混凝土试件上方放置表面涂有润滑油的环形不锈钢片，然后在环形不锈钢片上放置上环形钢板，最后，在上环形钢板内放置圆形钢板，使圆形钢板下表面与变形体的顶面接触；
（3）试件加载：校核并启动仪器，当压力机的上压板与加载装置的圆形钢板贴合时，按承载力的20~30%进行预加载，使上压板与加载装置协调工作；当混凝土强度等级大于等于C30且小于C60时，取每秒钟0.05~0.08MPa；当混凝土强度等级不小于C60时，取每秒0.08~1.0 MPa；至试件接近破坏时，需维持稳定施荷速率并保持安全距离，直至试件破坏；
（4）观测并记录试验数据：待加载破坏后，记录实测数据；
（5）数据处理：根据测得数据，，将所得的破坏荷载转化为试件的抗拉强度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，能够直接准确地反映混凝土抗拉强度的应力应变关系，准确的获取试件的抗拉强度数值，且方法简易便捷，结果离散型小，具有很大的实用价值及广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为变形体为钢珠时的结构示意图；
图2为变形体为囊体时的结构示意图。
图中：
1-圆形钢板，2-钢珠，3-橡胶桶，4-上环形钢板，5-上环形钢板与环形混凝土试件之间的环形不锈钢片，6-环形混凝土试件，7-环形混凝土试件与下环形钢板之间的环形不锈钢片，8-下环形钢板，9-囊体；10-填充物。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-2所示，一种混凝土抗拉强度测试装置，包括环形混凝土试件，所述环形混凝土试件的内环内设置有能侧向变形的变形体，变形体外表面与环形混凝土试件内表面相接触，变形体上部施加竖向压力使其产生侧向变形，进而在环形混凝土内侧产生径向压力，使环形混凝土试件沿轴线方向产生均匀的轴向拉力，从而使试件受拉破坏。
在本实施例中，所述环形混凝土试件底面和顶面分别设置有上环形钢板、下环形钢板，所述上环形钢板的内环内嵌设有比上环形钢板的内环直径小的圆形钢板，圆形钢板位于变形体上部，其底面与变形体顶面接触。
在本实施例中，所述变形体包括环状薄壁橡胶层，环状薄壁橡胶层上端开口、下端封闭形成橡胶桶，橡胶桶内填充满直径为2mm～15mm的钢珠，橡胶桶内添加有润滑油，各个钢珠外周包裹一层润滑油层，以减小钢珠之间的摩擦力，便于钢珠更好的滑动，圆形钢板盖设在橡胶桶顶端。
在本实施例中，堆积在橡胶桶内的钢珠上表面高于环形混凝土试件顶面不少于5mm并低于上环形钢板顶面。
在本实施例中，所述变形体为囊体，囊体内填充有填充物，填充物为液体或气体。
在本实施例中，所述环形混凝土试件断面尺寸为40mm×40mm～100mm×100mm，环形混凝土试件轴线直径为200mm～500mm，上环形钢板、下环形钢板的板厚均不小于10mm，圆形钢板的板厚不小于20mm。
在本实施例中，环形混凝土试件与上环形钢板、下环形钢板的接触面均设置有环形不锈钢片。
在本实施例中，所述环形不锈钢片外周涂覆有涂润滑油层，以减小环形混凝土试件与上环形钢板、下环形钢板接触面之间的摩擦力。
在本实施例中，所述环形混凝土试件采用的混凝土类别为普通混凝土、钢纤维混凝土、高性能混凝土、活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土。
在本实施例中，变形体底面与下环形钢板底面齐平，变形体顶面高于环形混凝土试件顶面至少5mm且低于上环形钢板顶面，圆形钢板顶面不高于上环形钢板顶面。
一种混凝土抗拉强度测试的试验方法，包括以下步骤：
（1）制作环形混凝土试件：使用环形模具，并在其内部涂适量脱模剂，将混凝土浇筑成环形试件，并按相应规范规定进行养护，待达到28天龄期养护成型时，进行脱模处理，将试件表面擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确至1mm；
（2）试件与加载装置安装：首先将下环形钢板放置在试验机的平台中心位置上，然后在里面安装能侧向变形的变形体，将表面涂抹润滑油的环形不锈钢片放置在下环形钢板上，再在下环形钢板上安放环形混凝土试件，并在环形混凝土试件上方放置表面涂有润滑油的环形不锈钢片，然后在环形不锈钢片上放置上环形钢板，最后，在上环形钢板内放置圆形钢板，使圆形钢板下表面与变形体的顶面接触；
（3）试件加载：校核并启动仪器，当压力机的上压板与加载装置的圆形钢板贴合时，按承载力的20~30%进行预加载，使上压板与加载装置协调工作；当混凝土强度等级大于等于C30且小于C60时，取每秒钟0.05~0.08MPa；当混凝土强度等级不小于C60时，取每秒0.08~1.0 MPa；至试件接近破坏时，需维持稳定施荷速率并保持安全距离，直至试件破坏；
（4）观测并记录试验数据：待加载破坏后，记录实测数据；
（5）数据处理：根据测得数据，由换算公式（换算公式为本领域所公知常识，在此不具体列出），将所得的破坏荷载转化为试件的抗拉强度。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种混凝土抗拉强度测试装置，其特征在于：包括环形混凝土试件，所述环形混凝土试件的内环内设置有能侧向变形的变形体，变形体外表面与环形混凝土试件内表面相接触，变形体上部施加竖向压力使其产生侧向变形，进而在环形混凝土内侧产生径向压力，使环形混凝土试件沿轴线方向产生均匀的轴向拉力，从而使试件受拉破坏。
2.根据权利要求1所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述环形混凝土试件底面和顶面分别设置有上环形钢板、下环形钢板，所述上环形钢板的内环内嵌设有比上环形钢板的内环直径小的圆形钢板，圆形钢板位于变形体上部，其底面与变形体顶面接触。
3.根据权利要求2所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述变形体包括环状薄壁橡胶层，环状薄壁橡胶层上端开口、下端封闭形成橡胶桶，橡胶桶内填充满直径为2mm～15mm的钢珠，橡胶桶内添加有润滑油，各个钢珠外周包裹一层润滑油层，圆形钢板盖设在橡胶桶顶端。
4.根据权利要求2所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述变形体为囊体，囊体内填充有液体或气体。
5.根据权利要求2所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述环形混凝土试件断面尺寸为40mm×40mm～100mm×100mm，环形混凝土试件轴线直径为200mm～500mm，上环形钢板、下环形钢板的板厚均不小于10mm，圆形钢板的板厚不小于20mm。
6.根据权利要求3或4所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：环形混凝土试件与上环形钢板、下环形钢板的接触面均设置有环形不锈钢片。
7.根据权利要求6所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述环形不锈钢片外周涂覆有涂润滑油层。
8.根据权利要求1所述的混凝土抗拉强度测试装置,其特征在于：所述环形混凝土试件采用的混凝土类别为普通混凝土、钢纤维混凝土、高性能混凝土、活性粉末混凝土、超高性能纤维增强混凝土或注浆纤维混凝土。
9.一种混凝土抗拉强度测试的试验方法，采用如权利要求6所述的混凝土抗拉强度测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制作环形混凝土试件：使用环形模具，并在其内部涂适量脱模剂，将混凝土浇筑成环形试件，并按相应规范规定进行养护，待达到28天龄期养护成型时，进行脱模处理，将试件表面擦拭干净，测量尺寸，并检查外观，试件尺寸测量精确至1mm；
（2）试件与加载装置安装：首先将下环形钢板放置在试验机的平台中心位置上，然后在里面安装能侧向变形的变形体，将表面涂抹润滑油的环形不锈钢片放置在下环形钢板上，再在下环形钢板上安放环形混凝土试件，并在环形混凝土试件上方放置表面涂有润滑油的环形不锈钢片，然后在环形不锈钢片上放置上环形钢板，最后，在上环形钢板内放置圆形钢板，使圆形钢板下表面与变形体的顶面接触；
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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