一種測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法

2023-10-22 22:11:57

專利名稱：一種測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法
技術領域：
本發明屬於水利水電施工技術領域，具體涉及一種在防滲牆施工中用以測定塑性 混凝土彈性模量的試驗方法
背景技術：
塑性混凝土是指抗壓強度範圍為1 5MPa、彈性模量為300 2000MPa、滲透系 數為nX 10_6 nX 10_8，並具有大流動性的水下混凝土，多用於土石壩的防滲牆結構中。由 於配合比中使用的水泥用量較少，摻有較多的膨潤土和粘土，並摻有減水劑和引氣劑提高 其抗滲能力，因此，塑性混凝土屬於具有低強度、一定的抗滲能力、低彈性模量和大應變特 點的一類特殊混凝土。與普通水下混凝土(抗壓強度為15 35MPa、彈性模量為22000 31500MPa、滲透係數為彡4. 19X10_9)相比，塑性混凝土的抗壓強度約為十分之一，而彈性 模量和滲透係數的要求則相差近百倍。由於塑性混凝土具有的這些性能，特別是彈性模量 與壩體相差不大的特點，在沉降等作用下可以減少防滲牆頂部與周圍土層的沉陷差和變位 差，從而降低或避免防滲牆頂部受到的巨大壓力而出現破壞的可能，有利於防滲牆安全性。 同時，塑性混凝土還具有施工工藝簡單和經濟快速的特點，所以近年不僅在土石壩和圍堰 防滲工程中的應用日益增多，而且還成為病險水庫加固或處理技術方案的首選。但是，隨著大量的塑性混凝土配合比設計和施工取樣檢驗的實踐，均不同程度的 反映出塑性混凝土存在設計指標不相匹配的問題。即當塑性混凝土的抗壓強度滿足設計 要求時，但彈性模量卻大大高於設計指標。這對防滲牆塑性混凝土工程質量的評定工作造 成了一定的困難，而這主要是由於現有的彈性模量試驗方法存在問題。目前，塑性混凝土彈性模量的試驗是依照水工混凝土試驗方法進行的。該方法主 要針對近似剛性的普通混凝土，然而對塑性混凝土而言，顯然存在著不盡合理的地方。例如 在現有彈性模量的試驗方法中，要求對混凝土試件進行三次或以上的預壓，然後再進行正 式的試驗，其目的是消除混凝土中不能恢復的殘餘變形，此舉對普通混凝土是必須的，但對 變形較大的塑性混凝土就未必合適；其次，在彈性模量的計算公式裡，規定被除數的應力值 採用0. 4破壞荷載的應力減去應力0. 5MPa之差，而除數的應變值也為0. 4破壞荷載的應變 減去應力0. 5MPa應變之差。當塑性混凝土的強度較低時有可能出現0. 4破壞荷載的應力 還達不到0. 5MPa的情況。因此，研究一種更符合塑性混凝土特性的彈性模量試驗方法勢在 必行。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種測定塑性混凝土彈性模量的試 驗方法，以便更為準確地評價塑性混凝土的變形性能，填補塑性混凝土彈性模量試驗方法 的空白。本發明的目的通過以下技術方案予以實現。一種測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法，包括以下步驟
1、按『混凝土試件的成型與養護方法』行業標準製作3個試件；2、到達試驗齡期時，將試件從養護室取出，擦淨表面並保持試件潮溼；3、先把磁力表架安裝在試驗機的立柱上，然後將千分表或位移傳感器固定在磁力 表架上；將待測試件安放在試驗機的下壓板上，試件的中心應與試驗機下壓板中心對準； 開動試驗機，調整試驗機球座，使上壓板與試件表面接觸均勻；在保持壓板與試件已接觸但 荷載為0的狀態時讀取千分表或位移傳感器的起始讀數；4、開動試驗機，以0. 2 0. 3MPa/s的加荷速度進行試驗，記錄各級荷載下的變形 值，當加荷荷載達到50%破壞荷載時卸下千分表或位移傳感器，以相同的速度壓至試件破 壞；5、按下式計算試件的靜力抗壓彈性模量，精確至IMPa Ec = (P1A) X (L/ Δ L)式中Ec——靜力抗壓彈性模量，MPaP1——40%的破壞荷載，NL——測量變形的標距，即試件的全長，mmAL——應力從0到40%破壞荷載的變形值，mmA——試件承壓面積，mm26、以三個試件的靜力抗壓彈性模量測值的平均值作為試驗結果。其中，所述的各級荷載下的變形值彡6個。試件的規格優選150X 150X300mm的稜柱體。當採用φ 150 X 300mm試件進行試驗時，試驗結果應乘以1. 2的係數換算為標準試 件150X 150X300mm的彈性模量。相對於現有技術，本發明具有以下優點1、本發明填補了塑性混凝土試驗方法的空白，採用全標距測量試件變形的方法 進行塑性混凝土的彈性模量試驗，可以避免現有方法中因固定測量變形支架會破壞塑性 混凝土強度較低的內部結構而造成較大的試驗誤差的缺陷。本發明方法的試驗結果與 三軸試驗得到的彈性模量值較為接近，並符合《水電水利規程混凝土防滲牆施工規範DL/ T5199-2004要求的範圍。2、取消對試件的預壓程序也符合塑性混凝土的特點，得到的彈性模量能夠較為真 實的反映出塑性混凝土的變形性能。3、採用全標距測量試件的變形、取消預壓程序、取40%割線的斜率代表塑性混凝 土的彈性模量值、同時試驗結果的計算剔除了 0. 5MPa的應力及其應變項的計算。這些改進 都使得本發明與套用的試驗方法相比，其試驗過程更為簡單快捷，有利於新的試驗方法的 普及和推廣。


圖1為本發明實施例1中非標300應力-應變圖(K19)圖。圖2為本發明實施例1中非標(圓)300應力-應變圖(K19)。圖3為本發明實施例1中非標(圓)300應力-應變圖(K31)。圖4為本發明實施例1中三軸試驗應三軸試驗應力_應變圖σ 3 = 0 (Κ31)。
圖5為本發明實施例1中三軸試驗應三軸試驗應力_應變圖σ 3 = 0. IMPa(Κ31)。圖6為本發明實施例1中三軸試驗應三軸試驗應力_應變圖σ3 = 0. 4MPa(K31)。圖7為本發明實施例1中三軸試驗應三軸試驗應力_應變圖σ 3 = 0. 7MPa(K31)。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步地詳細說明，但它們並不是對本發明的限定。 基於本發明教導所作的任何變換，均落入本發明的保護範圍。實施例1測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法。1. 1試驗研究使用的規範/規程《通用矽酸鹽水泥》GB175-2007《混凝土外加劑》GB8076-2008《水工混凝土試驗規程》DL/T5150-2001《水工混凝土砂石骨料試驗規程》DL/T5151-2001《水電水利規程混凝土防滲牆施工規範》DL/T5199-2004《土工試驗規程》SL237-19991. 2試驗材料1. 2. 1 水泥為華新水泥廠生產的普通矽酸鹽42. 5水泥，其技術性能如下表1華新普通矽酸鹽42. 5水泥技術性能
權利要求
1.一種測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法，包括以下步驟(1)按『混凝土試件的成型與養護方法』行業標準製作3個試件；(2)到達試驗齡期時，將試件從養護室取出，擦淨表面並保持試件潮溼；(3)先把磁力表架安裝在試驗機的立柱上，然後將千分表或位移傳感器固定在磁力表 架上；將待測試件安放在試驗機的下壓板上，試件的中心應與試驗機下壓板中心對準；開 動試驗機，調整試驗機球座，使上壓板與試件表面接觸均勻；在保持壓板與試件已接觸但荷 載為0的狀態時讀取千分表或位移傳感器的起始讀數；(4)開動試驗機，以0.2 0. 3MPa/s的加荷速度進行試驗，記錄各級荷載下的變形值， 當加荷荷載達到50%破壞荷載時卸下千分表或位移傳感器，以相同的速度壓至試件破壞；(5)按下式計算試件的靜力抗壓彈性模量，精確至IMPaEc = (P1A) X (L/ Δ L)式中Ec——靜力抗壓彈性模量，MPaP1——40%的破壞荷載，NL——測量變形的標距，即試件的全長，mmΔ L——應力從0到40%破壞荷載的變形值，mmA——試件承壓面積，mm2(6)以三個試件的靜力抗壓彈性模量測值的平均值作為試驗結果。
2.根據權利要求1所述的測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法，其特徵在於所述的 各級荷載下的變形值>6個。
3.根據權利要求1所述的測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法，其特徵在於試件的 規格為150 X 150 X 300mm的稜柱體。
4.根據權利要求1所述的測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法，其特徵在於當 採用Φ150Χ300πιπι試件進行試驗時，試驗結果應乘以1. 2的係數換算為標準試件 150X 150X300mm的彈性模量。
全文摘要
本發明公開了一種測定塑性混凝土彈性模量的試驗方法。按行業標準製作3個150×150×300mm的稜柱體試件，將待測試件安放在試驗機上並記錄起始讀數，開動試驗機，記錄各級荷載下的變形值，按下式Ec＝(P1/A)×(L/ΔL)計算試件的靜力抗壓彈性模量，其中，L為試件的全長。以三個試件的靜力抗壓彈性模量測值的平均值作為試驗結果。本發明填補了塑性混凝土試驗方法的空白，採用全標距測量試件的變形、取消預壓程序、取40％割線的斜率代表塑性混凝土的彈性模量值、同時試驗結果的計算剔除了0.5MPa的應力及其應變項的計算，克服了現有方法誤差大的缺陷，其試驗過程更為簡單快捷，有利於普及和推廣。
文檔編號G01N3/00GK102116716SQ20101024972
公開日2011年7月6日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者代竹梅, 和孫文, 孫麗波, 崔巍, 崔玉剛, 朱文靜, 李孝瓊, 李榮茂, 沈早, 塗志軍, 袁梅, 賀雙喜, 趙家聲, 陳文海, 黃慧娟 申請人:中國水利水電第十四工程局有限公司