[發明專利]一種徑向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗壓具及試驗方法

無效

• 申請號: 201410121181.3
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103900899A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 袁群;曹宏亮;史長城;馮凌云;馬瑩;李立青;路遙;王大輝;趙玉宏;余亞男;李申亭;喬連鵬;袁賓;胡鳳啟;張國岑;李會霞;丁秀英;琚龍昌;郭春梅;于洋;沈凱
• 申請（專利權）人: 河南省水利科學研究院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/08
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張智偉;劉建芳

技術領域

本發明屬于混凝土性能測試技術領域，具體涉及一種徑向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗壓具及試驗方法。

背景技術

目前，測定混凝土抗拉強度的方法有軸向拉伸試驗法、混凝土小梁彎曲試驗法以及劈拉試驗法。軸向拉伸試驗法測定混凝土的抗拉強度不必作任何理論上的假定，測定結果接近混凝土的真實值，但是試驗中受力偏心問題難以克服，給試驗的推廣應用帶來困難；混凝土小梁彎曲試驗法是一種間接測定混凝土抗拉強度的方法，它假定中和軸上、下的壓應變和拉應變為線性變化，拉伸彈性模量等于壓縮彈性模量，但實際上，當混凝土拉應力達到0.35ft(ft為軸心拉伸試驗極限強度)時，應力—應變已不成線性關系，同時彈性模量開始下降，這與該法理論推導中采用的計算假定有一定出入，實際測出的抗拉強度值往往比軸向拉伸試驗結果高很多；劈拉試驗法也是一種非直接測定方法，該方法的主要缺點是在加荷點會出現很大的應力集中，為改善此現象，在試驗機承壓板與試件之間安置膠木墊條，圓柱體上的直線荷載被取代成沿墊條寬度分布的荷載，這與試件受線荷載的假定不很相符，試驗結果也常高于軸向拉伸試驗值。圓柱體劈拉強度測定法缺點有：（1）實驗取得的數據偏少；（2）芯樣在加工成標準芯樣過程中浪費嚴重；（3）芯樣加工時，芯樣端面需機器磨平或用水泥砂漿、硫磺膠泥補平，非常費時費工。另外，由于許多已有結構表層的混凝土都已碳化，而碳化深度也不過數公分，因此當需測定混凝土碳化層的劈拉強度時，混凝土碳化層的芯樣長度不能滿足要求，常規使用的圓柱體劈拉強度測定法就無法使用。

發明內容

為克服現有技術中存在的上述不足之處，本發明的目的在于提供一種徑向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗壓具及試驗方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種徑向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗壓具：包括加壓板，加壓板中心位置設有反弧段壓刀，反弧段壓刀的壓刀面寬度為5±2mm、圓心角為90±3°，反弧段壓刀兩側設有若干個加肋板。

所述加壓板為正方形。

所述若干個加肋板對稱設在反弧段壓刀兩側。

試驗壓具各部件（即加壓板、反弧段壓刀、加肋板）的材質均為普通碳素結構鋼Q235A。

試驗方法，包括以下步驟：

（1）用鉛筆和卡尺，在圓柱體芯樣試件上畫出與芯樣試件橫斷面平行的圓以確定劈裂面的位置，劈裂面距芯樣試件兩端面的距離≥35mm；

（2）取兩個試驗壓具，分別放在壓力試驗機上、下壓板的中心位置，再把芯樣試件放在兩個試驗壓具的上、下反弧段壓刀之間；按照確定的劈裂面的位置，調整上、下反弧段壓刀，同時保證上、下反弧段壓刀在鉛直向上對齊；加載前，調整球座，使壓力試驗機的上、下壓板與相應試驗壓具的加壓板緊密接觸；

（3）以0.04MPa/s～0.06MPa/s的速度連續而均勻地加載，當芯樣試件接近破壞時，停止調整油門，直至芯樣試件破壞，記錄破壞荷載。

較好地，所述芯樣試件的直徑100±10mm、高度≥70mm，同時芯樣試件的高度不小于混凝土粗骨料最大粒徑的3倍。

本發明的徑向劈拉測定混凝土抗拉強度的試驗壓具及試驗方法，是對圓柱體芯樣在徑向上施加荷載，造成圓柱體橫截面上產生拉應力，使圓柱體橫向劈裂，得到混凝土的劈拉強度。因此該法可以從較少的芯樣中取得相對較多的抗拉強度數據，且芯樣無需加工，試驗非常便捷，且對數公分長的芯樣也可進行檢測，擴大了測定混凝土抗拉強度的使用范圍。

附圖說明

圖1：本發明試驗壓具的結構示意圖。

圖2：本發明試驗壓具的使用狀態示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種徑向劈拉法測定混凝土抗拉強度的試驗壓具：包括正方形形狀的加壓板1，加壓板1中心位置設有反弧段壓刀2，反弧段壓刀2的壓刀面寬度W為5mm、圓心角θ為90°，反弧段壓刀2兩側對稱設有四個加肋板3。試驗壓具各部件（即加壓板1、反弧段壓刀2、加肋板3）的材質均為普通碳素結構鋼Q235A。

試驗試件

（1）圓柱體芯樣直徑100mm，切割成高≥70mm的芯樣試件，同時芯樣試件的高度不小于混凝土粗骨料最大粒徑的3倍，芯樣試件不能有裂紋或其他較大缺陷；

（2）芯樣對應的混凝土標準立方體試件（150mm×150mm×150mm，水工混凝土試驗規程DL/T?5150-2001）抗壓強度在20~45MPa之間。

試驗方法（使用狀態如圖2所示），包括以下步驟：