弹性模量试验成败的影响因素

2019年6月10日20:12:00 1 59,900

中铁五局四公司工程试验检测中心 陈海源

混凝土弹性模量试验是预应力混凝土常见的检测指标,它是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。在这个弹性变形阶段满足胡克定律,即应力与应变成正比例关系。弹性模量值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。

混凝土弹性模量分为三个试验过程:对中、预压、测试。其中对中过程是整个试验成败的关键,本文从三个方面来分析该过程的影响因素和操作方法,以此提高弹性模量试验成功率和效率。

一、弹性模量试件几何结构分析

弹性模量试验成败的影响因素

由上图标准弹性模量试件几何结构图,可以知道棱柱体的对中线和几何中心线不在一条线上,之所以造成这种结果主要原因是跟我们的混凝土的坍落度和骨料的堆积方向有关。对于预应力混凝土的施工工艺往往采用的是泵送工艺,这种泵送工艺要求混凝土的坍落度设计要在180mm以上,泵送高度越大往往坍落度越大,在这么大坍落度下进行试件制作,易使大骨料在插捣过程中因自身重力作用向下堆积,导致混凝土骨料从顶面至底面的骨料密实呈递增状态,使得棱柱体几何中心线以下位置的大骨料相对较多,中心线以上位置的大骨料相对较少,具体骨料分布图如下图:

弹性模量试验成败的影响因素

这种分布结构会造成试件在抗压时四个面抵抗形变的能力不一,抗压中会围绕几何中心线形成一定的扭矩,大骨料多的一面(试件制作底面)则具有较强的抗形变能力,大骨料少的另一面(试件制作顶面)抗形变能力较差,相对底面容易发生变形。这就是在弹模试验过程中经常遇到千分表出现读数差距大的原因所在。

二、弹性模量试验测试面分析

弹性模量试验成败的影响因素

正因为骨料在试件中的分布呈向底部递增的现象存在,所以千分表应放置在两侧面上,避免安装在变形差异最大的正面和底面,对于底面和顶面位置相对侧面的调整幅度要大得多,所以将千分表放置在侧面对提高试验效率和成功率是有很大帮助的。

三、弹性模量试件移动方向分析

在预压过程中需要根据千分表的变形值大小进行试件移动,以寻找试件的抗压对中线。在抗压强度由0.5MPa达到预定荷载这个过程中,当两侧面的变形量与它们的平均值相差在20%以内则认为对中成功。那么根据试件的几何结构分布,其移动方向应向变形值大的位置移动,以减少荷载对变形值大的位置形成的扭矩,增大压力对变形值小的一面的作用。通过这种移动方式使得两侧面的变形趋于平衡,使变形差控制在有效范围内。试件移动方向图如下:

弹性模量试验成败的影响因素

假如千分表1的读数跳动幅度大于千分表2,那么可以将试件移动至红色区域,以增加千分表1位置的抗压面积,减少千分表2位置的抗压面积(以承压板的对称中心线为界)。

综上所述,只要掌握对中过程的原理即能顺利完成混凝土弹性模量试验,试件骨料能否均匀分布是主因,但并不影响对中线的寻找,只要掌握试件的移动规律,通过变形差控制,亦能顺利找到对中线。

弹性模量试验成败的影响因素

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      感谢本文作者精彩分享!混凝土弹性模量影响最大的因素有水胶比和粗骨料,在水胶比一定下,粗骨料影响是最大的,然后制件过程试模底部由于骨料自重最大堆积最多,为了控制好主要因素的影响,所以选择好侧面,在侧面中出现读数差异大后,根据压力影响区域来调整试件抗压位置。有基础知识的理解,也有逻辑推理和抽象图文,也有针对具体问题的恰当解决措施,感谢作者的独到思考!