什么是混凝土的抗拉强度

混凝土在拉力作用下达到破坏前单位面积上所能承受的最大应力,称为混凝土抗拉强度。混凝土抗拉强度是表现混凝土裂开性能的主要参数,分成劈裂抗拉强度和轴向抗拉强度两种。

(一)劈裂抗拉强度

1.劈裂抗拉强度测定的理论依据根据弹性力学,当圆柱体承受径向荷载时,其沿直径呈现均匀的受拉应力状态;混凝土的劈裂抗拉强度试验是基于该理论分析确定的(见图7-5)。

在劈裂抗拉强度试验中,试件受到一对压力荷载P时,其断面中部任一点水平劈拉应力fts为:

式中

fts——劈裂抗拉强度,MPa;

P--破坏荷载,N;

A—试件劈裂面面积;平方毫米.

2.影响到混凝土劈裂抗拉强度的因素

混凝土劈裂抗拉强度与混凝土抗压强度息息相关,影响到混凝土抗压强度的因素同样影响到混凝土劈裂抗拉强度。

此外,混凝土劈拉抗拉强度试验时,需要在试件和压板中间垫上垫条,劈裂抗拉强度试验结果随垫条尺寸的增大而增大。因此SL253-2006规程规定:劈裂抗拉强度试验采用150mm立方体试件、断面5mm×5mm正方形钢垫条;全级配混凝土450mm立方体劈裂抗拉强度试验采用15mm×15mm正方形钢垫条。

(二)轴向抗拉强度

混凝土轴向抗拉强度是用轴向拉伸法测定混凝土抗拉强度,计算时不必做任何理论上的假定,测定结果接近混凝土实际应力情况。轴向拉伸抗拉强度测试方法原理比较简单,但很难使混凝土试件轴心与试验机施力轴心完全同心。

(三)劈裂抗拉强度与轴向抗拉强度的关系

混凝土劈裂抗拉强度与轴向抗拉强度之比,说法不一致,实测中很多情况是混凝土劈裂抗拉强度大于轴向抗拉强度。而采用,75mm圆弧垫条试验,中国建筑科学研究院与中国铁道科学研究院提供的关系是:轴向抗拉强度为劈裂抗拉强度的1.0~1.24倍;中国水利水电科学研究院提供的关系是:轴向抗拉强度为劈裂抗拉强度的1.22~1.37倍。混凝土劈裂抗拉强度与轴向抗拉强度结果的不一致,主要是因为试验采用的垫条形状、尺寸不一致。

轴向抗拉强度试验是对试件进行直接的拉伸,但操作较麻烦,准确测定难度较大;而劈裂抗拉强度试验采用正方形钢垫条进行试验,测试结果的变异性较轴向抗拉强度试验小,因此,混凝土抗拉强度设计指标通常采用劈裂抗拉强度。

(四)混凝土抗拉强度与抗压强度关系

混凝土的劈裂抗拉强度很低,通常约为抗压强度的1/10~1/13.此比值随混凝土抗压强度的增高而减小。

(五)试验要点

(1)达到试验龄期时,取出试件,并尽快试验。

(2)试验前将混凝土试件擦拭干净,并检查试件外观。劈裂抗拉强度试验时,应在试件成型的顶面和底面画出平行线,以确定劈裂面的位置。

(3)劈裂抗拉强度试验时,用小钢板刮除成型顶面的“帽沿”部分,将试件放在试验机下压板中心,在上、下压板与试件中间垫上垫条,且规定垫条平整,垫条方向与成型时的顶面垂直,启动试验机,当上压板与试件快接触时,调节球座,使接触均衡。以0.04~0.06MPa/s的速度持续而均匀地加载,直至试件破坏,记录破坏荷载。

(4)混凝土轴向抗拉强度试验时,先检查试件与连接件的间隙是否合适、连接件的球面是否灵活,将试件安装在试验机上,然后将安装了千分表或位移传感器的形变检测架固定在试件中部,启动试验机,至少进行两次预拉(预拉荷载为破坏荷载的10%~15%)。预拉时,需测读应变值,必须时调节荷载传递装置使偏心率不得超过15%,预拉完成后,重新调节测量仪器,以0.4MPa/min的荷载速度进行拉伸试验,直至试件破坏。

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