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混凝土力學(xué)性能的實驗指導(dǎo)（杭州：Alice）
一、立方體抗壓強(qiáng)度試驗
1、本實驗采用150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，每組3個試件。具體制作過程為：
1）先干拌砂、石、水泥，直至拌勻，然后逐漸投入水，當(dāng)全部投入后，再攪拌1min。
2）拌和物攪拌完畢后，馬上進(jìn)行試件的制作。小梁試件應(yīng)采用臥式成型，小梁試件首先在中部裝料。
3）用木槌振實時，截面尺寸為150*150mm的試件，分作兩層裝料。裝料時用抹刀沿試模內(nèi)壁略加插搗，用木槌敲試模側(cè)壁，每層30次，將凹凸不平的表面振平，刮去多余的拌和物，并用抹刀抹平。不允許用插棒或震動棒作內(nèi)部振實，必要時可用震動棒接融試模外壁進(jìn)行振動。
4）成型后用塑料和其它覆蓋物覆蓋試件表面,按規(guī)定養(yǎng)護(hù)一段時間后折模、編號。然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至所需的齡期。
5）養(yǎng)護(hù)7d和28d后，將試件從養(yǎng)護(hù)室里拿出，立即進(jìn)行實驗。
2、實驗步驟：
（1）取出試件，檢查其不平度，每100mm不大于0.05mm，承壓面與相鄰面的不垂直度不得大于1度。
（2）用試件成型時的側(cè)面作為承壓面，安放時試件軸心對準(zhǔn)試驗機(jī)下壓板中心。開動試驗機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時，調(diào)整球鉸座使接觸均衡。
（3）對試驗機(jī)連續(xù)均勻加載，試件強(qiáng)度低于30MPa時，載荷速度取0.3～0.5MPa/s，試件強(qiáng)度高于或等于30MPa時，取0.5～0.8MPa/s，當(dāng)試件快要破壞時，變形速度增快，應(yīng)停止調(diào)整試驗機(jī)油門，直到試件破壞。記錄大荷載，到0.1MPa。
3、混凝土立方體試件的抗壓強(qiáng)度按下式計算：
4、試驗結(jié)果取三試驗值的算術(shù)平均值。若大值或小值與中間值之差大于中間值的15%，則取中間值；若兩值與中間值之差均大于中間值的15%，則試驗結(jié)果無效。
二、劈裂抗拉強(qiáng)度
1、試件采用邊長為150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，每組3個試件。
2、試驗機(jī)與試件之間采用如圖1所示的鋼制弧形墊條。在鋼制墊條與試件之間應(yīng)墊以木質(zhì)三合板墊板，木質(zhì)三合板墊板的要求：寬15-20mm，厚3-4mm。兩種墊條（板）的長度均應(yīng)不小于試件的邊長，木質(zhì)墊板不得重復(fù)使用。
3、試驗步驟
（1）檢查試件外觀，并測量尺寸。
（2）在成型時的頂面和底面劃出劈裂面的位置。
（3）按圖1所示安放試件、弧形鋼制墊條及木質(zhì)墊板。試件的軸心應(yīng)對準(zhǔn)試驗機(jī)下壓板的中心，墊條應(yīng)垂直于試件成型時的頂面。
（4）加載：當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度低于30Mpa時，加載速度取0.02-0.05MPa/s,當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度等于或高于30MPa時，應(yīng)取0.05-0.08MPa/s。當(dāng)試件臨近破壞、變形迅速增長時，應(yīng)停止調(diào)整試驗機(jī)油門，直至試件破壞。記錄大荷載，至0.01MPa。
4、混凝土立方體試件的劈裂抗拉強(qiáng)度按下式計算：
5、以3個試件測值的算術(shù)平均值作為該組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度值。
圖1 混凝土劈裂強(qiáng)度試驗圖
1-木質(zhì)墊板，2-鋼制弧墊條，3-試驗機(jī)上壓板，4-試驗機(jī)下壓板
三、抗剪強(qiáng)度
1、采用雙面直接剪切法測量鋼纖維混凝土的抗剪強(qiáng)度。試驗裝置如圖2所示。
2、采用100*100mm截面的長方體試件，長度為400mm。
3、每組4個試件。
4、上、下刀口錯位a應(yīng)在0.06~0.1mm之間。
5、成型時的兩個側(cè)面與刀口接觸。
6、均勻連續(xù)加載，加載速度取0.06~0.10MPa/s，當(dāng)試件臨近破壞時、變形速度加快時，應(yīng)停止調(diào)整試驗機(jī)油門，直至試件破壞，記錄大荷載，至0.01MPa。
7、檢查試件破壞面，若不在預(yù)定面破壞，則試驗結(jié)果無效。剪切破壞面如3所示。
8、混凝土試件抗剪強(qiáng)度的計算公式。
b（1,2,3,4）和h（1,2,3,4）分別是4組預(yù)定破壞面的寬度和高度。
9、以4個試件測值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度。若4個測值中的大值或小值與中間兩測值的平均值之差大于中間值平均值的15%，則取兩中值的平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；如果二者與中值平均值均大于15%，則該組試件的試驗結(jié)果無效。
10、四個試件如有一個不在預(yù)定面破壞，取另外3個測值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度值；該組中若有兩個試件不在預(yù)定破壞面破壞，則該組試驗結(jié)果無效。
四、抗折強(qiáng)度
1、試件采用150*150*600mm（或550）的小梁標(biāo)準(zhǔn)試件。
2、每組3個試件。
3、試驗裝置：帶有抗折試驗架的壓力試驗機(jī)。
4、試驗步驟：
（1）檢查試件的外觀，不得有明顯的缺陷，在跨中1/3的受拉區(qū)內(nèi)，不得有直徑大于7mm，深度大于2mm的表面孔洞。
（2）試件成型時的側(cè)面作為承荷面，安放在支座上，安放尺寸及位置如圖4所示。試件放穩(wěn)對中后開動試驗機(jī)，當(dāng)壓頭與試件接近時，調(diào)整壓頭和支座，使接觸均衡。若壓頭及支座不能前后傾斜，各接觸不良處應(yīng)予以墊平。
（3）對試件連續(xù)均勻加載，當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度低于30Mpa時，加載速度取0.02~0.05Mpa/s，當(dāng)試件的抗壓強(qiáng)度等于或高于30MPa時，取0.05~0.08MPa/s。
（4） 3 個試件如有一個折斷面位于兩個集中荷載之外（以受拉區(qū)為準(zhǔn)），則該試件的試驗結(jié)果無效。鋼纖維混凝土的抗折強(qiáng)度按另兩個試驗結(jié)果計算。如有兩個試件的折斷面均位于兩個集中荷載之外。則該組試件的試驗結(jié)果無效。
5、鋼纖維混凝土試件抗折強(qiáng)度的計算公式
五、彈性模量
1、本方法測定的鋼纖維混凝土抗折彈性模量是指試件大彎曲應(yīng)力為抗折強(qiáng)度50%時的加荷割線模量。
2、每組6個試件，其中3個測定抗折強(qiáng)度，用以確定抗折彈性模量試驗的加荷標(biāo)準(zhǔn)（可以省去，利用上實驗的數(shù)據(jù)）；另3個測定抗折彈性模量。
3、試驗步驟：
（1）按上實驗步驟測定鋼纖維混凝土的抗折強(qiáng)度。
（2）和測抗折強(qiáng)度一樣將試件放好，緩緩加載至1KN，停機(jī)檢查試件與壓頭及支座的接觸情況，確保試件不扭動，然后安裝測量跨中撓度的儀器。
（3）以150～250N/S的速度從1kn加荷至抗折強(qiáng)度的50%的控制荷載，再以同樣的速度卸荷至1kn，如此反復(fù)加、卸荷三次，在此過程中檢查試驗機(jī)及儀表的工作狀況，如不正常，應(yīng)予調(diào)整。
（4）以同樣的速度進(jìn)行第四次加荷，先加荷至3KN的初始荷載，停機(jī)持荷60s，記錄撓度值；然后加荷至控制荷載，停機(jī)持荷60s，記錄撓度值，求得由初始荷載至控制荷載的撓度增量。
（5）以同樣的速度卸荷至1 kn，停機(jī)持荷60s后進(jìn)行第五次加荷持荷，讀值并求得撓度增量。若前后兩次跨中撓度增量之差不大于0.5*10-3mm，則測值有效。否則應(yīng)重復(fù)試驗，直至相鄰兩次加荷的撓度之差符合上要求為止。
（6）當(dāng)后一次加荷完畢，檢查各測值無誤后，立即卸除測量變形的儀表，以同樣速度加荷至試件斷裂，記錄斷裂位置并計算抗折強(qiáng)度值。若斷裂面在三分點外側(cè)，則該試件的試驗結(jié)果無效；若有兩個試件的斷裂面在三分點外側(cè)，則該組試件的試驗結(jié)果無效。
4、抗折彈性模量的計算公式
5、以3 個試件計算結(jié)果的算術(shù)平均值作為該組試件的抗折彈性模量值。在3個測量抗折彈性模量的試件中，若有一個試件的抗折強(qiáng)度值，與用以確定控制荷載的抗折強(qiáng)度值之差超過后者的20%。則該試件測值無效，彈性模量按另兩個試件測值的算術(shù)平均值計算；若有兩個試件超過上述規(guī)定，該組試件的試驗結(jié)果無效。
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