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[科普中国]-立方体强度试验

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立方体强度试验是为了测定混凝土立方体抗压强度,作为确定混凝土强度等级和调整配合比的依据。

主要仪器设备立方体强度试验的主要仪器设备有如下几种:

(1)压力试验机或万能试验机其测量精度为±1%,试验时由试件最大荷载选择压力机量程,使试件破坏时的荷载位于全量程的20%~80%。

(2)钢垫板平面尺寸不小于试件的承压面积,厚度应不小于25mm,承压面的平面度公差为0.04mm,表面硬度不55HRC,硬化层厚度约为5mm。

(3)试模由铸铁或钢制成的立方体,试件尺寸根据混凝土骨料最大粒径选用,见下表。

(4)标准养护室温度(20±2)℃、相对湿度大于95%。

(5)振动台频率(50±3)Hz,空载振幅(0.5±0.1)rnm。

(6)捣棒、小铁铲、抹刀、金属直尺等1。

|| || 试件尺寸选用表

试件的制备(1)按上表选择同一规格的试模2只组成一组。将试模拧紧螺栓交清刷干净,内壁涂一薄层矿物油,编号待用。

(2)试模内装的混凝土应是同一次拌和的拌合物。坍落度小于或等于70mm的混凝土,试件成型宜采用振动台振实;坍落度大于70mm的混凝土,试件成型宜采用捣棒人工捣实。

a.振动台成型试件。将拌合物一次装入试模并稍高出模口,用镘刀沿试模内壁略加插捣后,移至振动台上,开动振动台,振动至表面呈现水泥浆为止,刮去多余拌合物并用镘刀沿模口抹平。

b.人工捣实成型试件。将拌合物分两层装入试模,每层厚度大致相等。插捣按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度,捣棒应插入下层深度20~30mm。插捣时捣棒应保持垂直不得倾斜,并用抹刀沿试模内壁插入数次,以防止试件产生麻面。每层插捣次数在1000 mm²截面积内不得少于12次。然后刮去多余拌合物,并用镘刀抹平1。

试件养护(1)成型后的试件应覆盖,防止水分蒸发,并在室温(20±5)℃环境中静置1~2昼夜(不得超过两昼夜),拆模编号。

(2)拆模后的试件立即放在标准养护室内养护。试件在养护室内置于架上,试件间距离应保持10~20mm,并避免用水直接冲刷。当缺乏标准养护室时,混凝土试件允许在温度为(20±2)℃不流动的水溶液中养护,水的pH值不应小于7。

(3)同条件养护的混凝土试样,拆模时问应与实际构件相同,拆模后也应放在该构件附近与构件同条件养护。

测定步骤试件从养护地点取出后,应尽快进行试验,以免试件内部的温湿度发生显著变化。

(1)将试件擦拭干净,测量尺寸,并检查外观。试件承压面的不平度应为每100 mm长不超过0.05 mm,承压面与相邻面的不垂直度不应超过±0.05°。

(2)将试件安放在试验机的下压板上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准。

(3)开动试验机,当上压板与试件接近时,调整球座,使接触均衡。

(4)加压时,应连续而均匀地加荷,加压速度应为:

预计混凝土强度等级低于C30时,取0.3~0.5 MPa/s;

预计混凝土强度等级不高于C30且小于C60时,取0.5~0.8 MPa/s;

预计混凝土强度等级不高于C60时,取0.8~1.0 MPa/s。

当试件接近破坏而开始迅速变形时,停止调整试验机油门,直至试件破坏,然后记录破坏荷载。

(5)测定结果

试件的抗压强度 按下式计算(精确至0.1MPa)。即:

式中, ——破坏载荷,N;

——试件承压面积,mm²。

取3个试件抗压强度的算术平均值作为每组试件的立方体抗压强度代表值。如果3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差异超过中间值的15%,则将最大值或最小值一并舍去,取中间值作为该组试件的抗压强度代表值;如果最大值或最小值与中间值的差异均超过15%,则该组试验结果无效。

抗压强度试验的标准立方体尺寸为150 mm×150 mm×150 mm,用其他尺寸试件测得的抗压强度值均应乘以相应的换算系数,见下实验表。当混凝土强度等级大于或等于C60时,宜采用标准试件;使用非标准试件时,尺寸换算系数由试验确定1。

|| || 试件尺寸及其强度换算系数

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学