T 0559—2005 水泥混凝土彎拉彈性模量試驗方法

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了水泥混凝土彎拉彈性模量的試驗方法，彎拉彈性模量是以 1/2 極限彎拉強度時的加荷模量為準(zhǔn)。

本方法適用于各類水泥混凝土棱柱小梁試件。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

《水泥混凝土彎拉強度試驗》（T 0558）

《指示表（指針式、數(shù)顯式）》（JJG 34）

《水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法》（T 0551）

2 儀具與材料

2.1 壓力機、彎拉試驗裝置：應(yīng)符合 T 0558 的規(guī)定。

2.2 千分表：應(yīng)符合現(xiàn)行《指示表（指針式、數(shù)顯式）》（JJG 34）的規(guī)定，分度值為0.001mm。

2.3 千分表架：1 個。圖 T 0559-1 為金屬剛性框架，正中為千分表插座，兩端有 3 個圓頭長螺桿，可以調(diào)整高度。 

 圖 T 0559-1 千分表架（尺寸單位：mm）

      2.4 毛玻璃片（每片約 1.0cm²）、502 膠水、平口刮刀、丁字尺、直尺、鋼卷尺、鉛筆等。

3 試件制備

3.1 試件尺寸應(yīng)符合 T 0551 中表T 0551-1 的規(guī)定，同時在試件長向中部 1/3 區(qū)段內(nèi)表面不得有直徑超過φ5mm、深度超過φ2mm 的孔洞。

3.2 每組為 6 根同齡期同條件制作的試件，3 根用于測定彎拉強度，3 根用于作彎拉彈性模量試驗。

4 試驗步驟

4.1 至試驗齡期時，自養(yǎng)護室取出試件，用濕布覆蓋，避免其濕度變化。清除試件表面污垢，修平與裝置接觸的試件部分（對彎拉強度試件即可進行試驗）。在其上下面（即成型時兩側(cè)面）劃出中線和裝置位置線，在千分表架共 4 個腳點處用干毛巾先擦干水分，再用502 膠水黏牢小玻璃片，量出試件中部的寬度和高度，精確至 1mm。

4.2 將試件安放在支座上，使成型時的側(cè)面朝上，千分表架放在試件上，壓頭及支座線垂直于試件中線且無偏心加載情況，而后緩緩加上約 1kN 壓力，停機檢查支座等各接縫處有無空隙（必要時應(yīng)加金屬薄墊片），應(yīng)確保試件不扭動，而后安裝千分表，其腳點及表架腳點穩(wěn)立在小玻璃片上，如圖 T 0559-2 所示。

圖 T 0559-2 彎拉彈性模量試驗裝置示意圖（尺寸單位：mm）

1-試件；2-可移動支座；3-加荷支座；4-千分表；5-千分表架；6-螺桿

        4.3 取彎拉極限荷載平均值的 1/2 為彎拉彈性模量試驗的荷載標(biāo)準(zhǔn)（即 F_0.5），進行 5 次加卸荷載循環(huán)，由 1kN 起，以 0.15～0.25kN/s 的速度加荷，至 3kN 刻度處停機（設(shè)為 F₀）， 保持約 30s（在此段加荷時間中，千分表指針應(yīng)能起動，否則應(yīng)提高 F₀ 至 4kN 等），記下千分表讀數(shù) Δ₀，而后繼續(xù)加至 F_0.5，保持約 30s，記下千分表讀數(shù) Δ_0.5；再以同樣速度卸荷至 1kN，保持約 30s，如此為第一次循環(huán)，如圖 T 0559-3 所示。

圖 T 0559-3 彎拉彈性模量試驗加荷示意圖

4.4 同第一次循環(huán)，共進行五次循環(huán)，以第五次循環(huán)的撓度值為準(zhǔn)。如第五次與第四次循環(huán)撓度值相差大于 0.5μm 時，應(yīng)進行第六次循環(huán)，直到兩次相鄰循環(huán)撓度值之差符合上述要求為止，以最后一次撓度值為準(zhǔn)。

4.5 當(dāng)最后一次循環(huán)完畢，檢查各讀數(shù)無誤后，立即去掉千分表，繼續(xù)加荷直至試件折斷，記下循環(huán)后彎拉強度，觀察斷裂面形狀和位置。如斷面在三分點外側(cè)，則此根試件結(jié)果無效；如有兩根試件結(jié)果無效，則該組試驗無效。

5 結(jié)果計算

5.1 混凝土彎拉彈性模量，按式（T 0559-1）計算：

       （T 0559-1）

  式中：

            Ef ——混凝土彎拉彈性模量（MPa）；

   F0.5 、 F0 ——終荷載及初荷載（N）；

   D0.5 、 D0 ——對應(yīng) F_0.5 及 F₀ 的千分表讀數(shù)（mm）；

               L ——試件支座間距離，取 450mm；

     J ——試件斷面轉(zhuǎn)動慣量（mm⁴）， 

                   結(jié)果計算精確至 100MPa。

5.2 以三個試件測量值的算術(shù)平均值為測定值，結(jié)果精確至 100MPa。三個試件測量值， 的最大值或最小值中如有一個與中間值之差超過中間值的 15%，則把最大值和最小值舍去， 以中間值作為試件的彎拉強度。如有兩個測量值與中間值的差值均超過 15%時，則該組試驗結(jié)果無效。

5.3 三個試件中如有一個斷裂面位于加荷點外側(cè)，則混凝土彎拉強度按另外兩個試件的試驗結(jié)果計算。如果這兩個測量值的差值不大于這兩個測量值中最小值的 15%，則兩個測量值的平均值為測試結(jié)果，否則結(jié)果無效。如果有兩個試件均出現(xiàn)斷裂面位于加荷點外側(cè)， 則該組結(jié)果無效。

6 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1） 要求檢測的項目名稱、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；

（2） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地，試驗日期及時間；

（3） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；

（4） 環(huán)境溫度和濕度；

（5） 彎拉彈性模量；

（6） 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法延用《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTG E30—2005）中規(guī)定的水泥混凝土抗彎拉彈性模量試驗和計算采用彎拉極限荷載平均值的 1/2 為彎拉模量試驗的標(biāo)準(zhǔn)荷載，并經(jīng)反復(fù)加荷變形穩(wěn)定后的割線模量。常見水泥混凝土彎拉彈性模量見表 T 0559-1 所示。

表 T 0559-1  水泥混凝土彎拉彈性模量