[发明专利]一种径向劈拉法测定混凝土抗拉强度的试验压具及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土性能测试技术领域，具体涉及一种径向劈拉法测定混凝土抗拉强度的试验压具及试验方法。

背景技术

目前，测定混凝土抗拉强度的方法有轴向拉伸试验法、混凝土小梁弯曲试验法以及劈拉试验法。轴向拉伸试验法测定混凝土的抗拉强度不必作任何理论上的假定，测定结果接近混凝土的真实值，但是试验中受力偏心问题难以克服，给试验的推广应用带来困难；混凝土小梁弯曲试验法是一种间接测定混凝土抗拉强度的方法，它假定中和轴上、下的压应变和拉应变为线性变化，拉伸弹性模量等于压缩弹性模量，但实际上，当混凝土拉应力达到0.35ft(ft为轴心拉伸试验极限强度)时，应力—应变已不成线性关系，同时弹性模量开始下降，这与该法理论推导中采用的计算假定有一定出入，实际测出的抗拉强度值往往比轴向拉伸试验结果高很多；劈拉试验法也是一种非直接测定方法，该方法的主要缺点是在加荷点会出现很大的应力集中，为改善此现象，在试验机承压板与试件之间安置胶木垫条，圆柱体上的直线荷载被取代成沿垫条宽度分布的荷载，这与试件受线荷载的假定不很相符，试验结果也常高于轴向拉伸试验值。圆柱体劈拉强度测定法缺点有：（1）实验取得的数据偏少；（2）芯样在加工成标准芯样过程中浪费严重；（3）芯样加工时，芯样端面需机器磨平或用水泥砂浆、硫磺胶泥补平，非常费时费工。另外，由于许多已有结构表层的混凝土都已碳化，而碳化深度也不过数公分，因此当需测定混凝土碳化层的劈拉强度时，混凝土碳化层的芯样长度不能满足要求，常规使用的圆柱体劈拉强度测定法就无法使用。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种径向劈拉法测定混凝土抗拉强度的试验压具及试验方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种径向劈拉法测定混凝土抗拉强度的试验压具：包括加压板，加压板中心位置设有反弧段压刀，反弧段压刀的压刀面宽度为5±2mm、圆心角为90±3°，反弧段压刀两侧设有若干个加肋板。

所述加压板为正方形。

所述若干个加肋板对称设在反弧段压刀两侧。

试验压具各部件（即加压板、反弧段压刀、加肋板）的材质均为普通碳素结构钢Q235A。

试验方法，包括以下步骤：

（1）用铅笔和卡尺，在圆柱体芯样试件上画出与芯样试件横断面平行的圆以确定劈裂面的位置，劈裂面距芯样试件两端面的距离≥35mm；

（2）取两个试验压具，分别放在压力试验机上、下压板的中心位置，再把芯样试件放在两个试验压具的上、下反弧段压刀之间；按照确定的劈裂面的位置，调整上、下反弧段压刀，同时保证上、下反弧段压刀在铅直向上对齐；加载前，调整球座，使压力试验机的上、下压板与相应试验压具的加压板紧密接触；

（3）以0.04MPa/s～0.06MPa/s的速度连续而均匀地加载，当芯样试件接近破坏时，停止调整油门，直至芯样试件破坏，记录破坏荷载。

较好地，所述芯样试件的直径100±10mm、高度≥70mm，同时芯样试件的高度不小于混凝土粗骨料最大粒径的3倍。

本发明的径向劈拉测定混凝土抗拉强度的试验压具及试验方法，是对圆柱体芯样在径向上施加荷载，造成圆柱体横截面上产生拉应力，使圆柱体横向劈裂，得到混凝土的劈拉强度。因此该法可以从较少的芯样中取得相对较多的抗拉强度数据，且芯样无需加工，试验非常便捷，且对数公分长的芯样也可进行检测，扩大了测定混凝土抗拉强度的使用范围。

附图说明

图1：本发明试验压具的结构示意图。

图2：本发明试验压具的使用状态示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种径向劈拉法测定混凝土抗拉强度的试验压具：包括正方形形状的加压板1，加压板1中心位置设有反弧段压刀2，反弧段压刀2的压刀面宽度W为5mm、圆心角θ为90°，反弧段压刀2两侧对称设有四个加肋板3。试验压具各部件（即加压板1、反弧段压刀2、加肋板3）的材质均为普通碳素结构钢Q235A。

试验试件

（1）圆柱体芯样直径100mm，切割成高≥70mm的芯样试件，同时芯样试件的高度不小于混凝土粗骨料最大粒径的3倍，芯样试件不能有裂纹或其他较大缺陷；

（2）芯样对应的混凝土标准立方体试件（150mm×150mm×150mm，水工混凝土试验规程DL/T 5150-2001）抗压强度在20~45MPa之间。

试验方法（使用状态如图2所示），包括以下步骤：