一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定方法与装置，包括轴向加压架，轴向加压架与轴向测力计连接，轴向测力计与上传压板连接，上传压板与下传压板之间连接有轴向位移计，所述下传压板与转轮锥形齿轮传动连接，实现下传压板的升降；还公开了利用该装置进行柔性混凝土弹性模量测定的方法。本发明专利技术与大型万能试验机及其试验方法相比，操作简单，精度相对较高；运输方便，快捷的适用工地现场作业；试验理论依据胡克定律，按照应力应变关系曲线图取其平直段起始点的应力与应变曲线的斜率作为弹性模量,与其他方法比，无需反复预压操作，待测试件不会因预压操作而破坏，更易掌握，适用于强度低的柔性混凝土(1～5MPa)的弹性模量的测定。

【技术实现步骤摘要】
一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定方法
本专利技术涉及一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定方法与装置。
技术介绍
混凝土是工业、国防、民用建筑、桥梁、隧道及电站等各大工厂重要的建筑材料，对混凝土力学性能的精确测试，用定量的方法科学地检测建筑原材料、结构构件及加工半成品的质量情况，是保证建筑工程质量的关键。弹性模量是混凝土重要的力学性能，它反映了混凝土所受应力与所产生应变之间的关系，是计算钢筋混凝土结构的变形、裂缝开展和大体积混凝土的温度应力所必需的参数之一。目前对于混凝土弹性模量的测定方法主要有：(1)GB50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准变形测量仪应安装在时间两侧的中线上并对称于试件的两端；加荷至基准应力为0.5MPa的初始荷载值F0，保持恒载60s并在以后的30s内记录没测点的变形读数ε0.应立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度的1/3的荷载值Fa，保持恒载60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa。以与加荷速度相同的速度卸载至基准应力0.5MPa(F0)，恒载60s，然后用同样的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒载(F0和Fa)至少进行两次反复预压，在最后一次预压完成后，在基准利0.5MPa(F0)持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数ε0；再用同样的加荷速度加荷至Fa，持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数εa。弹性模量计算值Ec＝((Fa-F0)/A)×(L/(εa-ε0))式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPaFa——应力为1/3轴心抗压强度时的荷载，NF0——应力为0.5MPa时的初始荷载，NL——测量变形的标距，mmεa——Fa时试件的变形值，mmε0——F0时试件的变形值，mmA——试件承压面积，mm2。(2)SL352-2006水工混凝土试验规程将变形测量仪固定在变形测量架上，标准试件的测量标距采用150mm，有标距定位杆定位，然后将变形测量架通过紧固螺钉紧固在试件中部；缓慢施加压力，进行预压，最大预应力为试件的破坏强度的40％(0.4fc)，反复预压三次，预压后，加荷应力达到极限破坏强度的50％(0.5fc)，卸下量表，后至破坏试件(荷载为P)弹性模量计算值Ec＝((Fa-F0)/A)×(L/(εa-ε0))式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPaFa——应力为0.4fc轴心抗压强度时的荷载，NF0——应力为0.5MPa时的初始荷载，NL——测量变形的标距，mmεa——Fa时试件的变形值，mmε0——F0时试件的变形值，mmA——试件承压面积，mm2。(3)DL5150-2001水工混凝土试验规程将变形测量仪固定在变形测量架上，标准试件的测量标距采用150mm，有标距定位杆定位，然后将变形测量架通过紧固螺钉紧固在试件中部；缓慢施加压力，进行预压，最大预应力为试件的破坏强度的40％(0.4fc)，反复预压三次，预压后，加荷应力达到极限破坏强度的50％(0.5fc)，卸下量表，后至破坏试件(荷载为P)弹性模量计算值Ec＝((Fa-F0)/A)×(L/(εa-ε0))式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPaFa——应力为0.4fc轴心抗压强度时的荷载，NF0——应力为0.5MPa时的初始荷载，NL——测量变形的标距，mmεa——Fa时试件的变形值，mmε0——F0时试件的变形值，mmA——试件承压面积，mm2。上述弹性模量测试方法及装置存在的问题有：(1)测试过程需经过反复预压，对于柔性混凝土强度低到1-5MPa不适应，柔性混凝土试件在反复预压的过程中容易破坏，且预压操作不易掌握；(2)测量标距为试件的其中一部分，对于柔性混凝土不能全面真实反映其形变；(3)对于柔性混凝土，因为其最大应力较小(1MPa～5MPa)，所以更多的时候，0.4的最大应力(0.4MPa～2MPa)或1/3的最大应力(0.3MPa～1.67MPa)甚至低于0.5MPa，采用上述弹性模量测试方法及装置无法准确计算其弹性模量。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种精确测量柔性混凝土弹性模量的方法及其装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定的方法，包括以下步骤：(1)将待测试件放在测定装置的下传压板上，待测试件的中心与下传压板的中心对准；(2)将下传压板升高，使待测试件与上传压板接触，在保持压板与试件已接触但荷载为0的状态时读取轴向位移计的起始读数；(3)开动柔性混凝土弹性模量测定装置，以均匀固定的加荷速度0.05MPa/s～0.2MPa/s进行试验，记录各级荷载下的变形值，至试件破坏，绘制应力应变关系曲线；(4)按下式计算试件的静力抗压弹性模量，精确至1MPa：Ec＝(ΔP/A)×(L/ΔL)式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPa；ΔP——应力应变曲线平直段起始点的应力变化值，N；L——测量变形的标距，即试件的全长，mm；ΔL——应力应变曲线平直段起始点的变形值，mm；A——试件承压面积，mm2；(5)以三个试件的静力抗压弹性模量测值的平均值作为试验结果。所述待测试件按“混凝土试件的成型与养护方法”行业标准进行制作，为圆柱体或棱柱体形状。本专利技术的测定方法所用的柔性混凝土弹性模量测定装置，包括轴向加压架，所述轴向加压架由底座，与底座连接的立柱，以及位于立柱上端的横梁构成；所述轴向测力装置位于轴向加压架内，轴向测力装置的一端与轴向加压架的横梁连接，另一端与上传压板连接；所述上传压板与下传压板之间连接有轴向位移计；所述轴向加压架的底座上设有转轮，下传压板与转轮通过位于轴向加压架底座内的锥形齿轮传动连接，实现下传压板的升降；待测试件置于上、下传压板之间，通过下传压板对待测试件进行轴向加压；所述上传压板、下传压板、待测试件、轴向位移计均位于轴向加压架内，其中上传压板、下传压板与待测试件的中心处于同一轴线上，轴向位移计的中心线与待测试件轴线平行。所述轴向测力装置为量力环或压力传感器；所述轴向位移计为千分表或位移传感器；所述转轮为手动转轮或电动转轮。本专利技术的有益效果：(1)与大型万能试验机及其试验方法相比，本专利技术的弹性模量测定装置操作简单，精度相对较高；运输方便，快捷的适用工地现场作业；(2)本专利技术依据胡克定律，按照应力应变关系图取其平直段始、终点的应力与应变曲线的斜率作为弹性模量，与其他三种方法比，无需反复预压操作，待测试件不会因预压操作而破坏，更易掌握，适用于强度低的柔性混凝土(1～5MPa)的弹性模量的测定，其平直段起点和终点作为计算弹性模量,适用范围更广；(3)本专利技术采用试件全尺寸作为形变标距，能全面真实的反映柔性混凝土的形变。附图说明图1为本专利技术的柔性混凝土弹性模量测定装置结构示意图；图2为本专利技术实施例1的应力应变关系曲线图；图3为本专利技术实施例2的应力应变关系曲线图。其中，1-底座，2-立柱，3-横梁，4-轴向测力装置，5-上传压板，6-待测试件，7-下传压板，8-轴向位移计，9-转轮。具体实施方式结合实施例对本专利技术作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1如图1所示，一种柔性混凝土弹性模量测定装置，包括轴向加压架，所述轴向加压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强度为1‑5MPa的柔性混凝土弹性模量测定的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将待测试件放在测定装置的下传压板上，待测试件的中心与下传压板的中心对准；(2)将下传压板升高，使待测试件与上传压板接触，在保持压板与试件已接触但荷载为0的状态时读取轴向位移计的起始读数；(3)开动柔性混凝土弹性模量测定装置，以均匀固定的加荷速度进行试验，记录各级荷载下的变形值，至试件破坏，绘制应力应变关系曲线；(4)按下式计算试件的静力抗压弹性模量，精确至1MPa：Ec＝(ΔP/A)×(L/ΔL)式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPa；ΔP——应力应变曲线平直段起始点的应力变化值，N；L——测量变形的标距，即试件的全长，mm；ΔL——应力应变曲线平直段起始点的变形值，mm；A——试件承压面积，mm2；(5)以三个试件的静力抗压弹性模量测定值的平均值作为试验结果。

【技术特征摘要】
1.一种强度为1-5MPa的柔性混凝土弹性模量测定的方法，其特征在于，使用一种柔性混凝土弹性模量测定装置进行柔性混凝土弹性模量测定；所述柔性混凝土弹性模量测定装置包括轴向加压架，所述轴向加压架由底座，与底座连接的立柱，以及位于立柱上端的横梁构成；轴向测力装置位于轴向加压架内，轴向测力装置的一端与轴向加压架的横梁连接，另一端与上传压板连接；所述上传压板与下传压板之间连接有轴向位移计；所述轴向加压架的底座上设有转轮，下传压板与转轮通过位于轴向加压架底座内的锥形齿轮传动连接，实现下传压板的升降；待测试件置于上、下传压板之间，通过下传压板对待测试件进行轴向加压；所述上传压板、下传压板、待测试件、轴向位移计均位于轴向加压架内，其中上传压板、下传压板与待测试件的中心处于同一轴线上，轴向位移计的中心线与待测试件轴线平行；所述方法包括以下步骤：(1)将待测试件放在测定装置的下传压板上，待测试件的中心与下传压板的中心对准；(2)将下传压板升高，使待测试件与上传压板接触，在保持压板与试件已接触但荷载为0的状态时读取轴向位移计的起始读数；(3)开动柔性混凝土弹性模量测定...

【专利技术属性】
技术研发人员：许尚杰，王飞，杨萌，张禾，朱传磊，刘珊文，张爱民，张广贞，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37