T 0578—2020 水泥混凝土徐變試驗方法

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了靜壓式水泥混凝土徐變的試驗方法。

本方法適用于測定混凝土試件在長期恒定軸向壓力作用下的變形性能。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

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 徐變儀應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 徐變儀應(yīng)在要求時間范圍內(nèi)把所要求的壓縮荷載加到試件上并應(yīng)能保持該荷載不變。

（2） 常用徐變儀可選用彈簧式或液壓式，其工作荷載范圍應(yīng)為 180~500kN。

（3） 彈簧式壓縮徐變儀（圖 T 0578-1）應(yīng)包括上下壓板、球座或球鉸及其配套墊板、彈簧持荷裝置以及 2~3 根承力絲桿。壓板與墊板應(yīng)具有足夠的剛度。壓板受壓面的平整度偏差不應(yīng)大于 0.1mm/100mm，并應(yīng)能保證對試件均勻加荷。彈簧及絲桿的尺寸應(yīng)按徐變儀所要求的試驗噸位而定。在試驗荷載下，絲桿的拉應(yīng)力不應(yīng)大于材料屈服點的 30%，彈簧的工作壓力不應(yīng)超過允許極限荷載的 80%，且工作時彈簧的壓縮變形不得小于 20mm。

（4） 當(dāng)使用液壓式持荷部件時，可通過一套中央液壓調(diào)節(jié)單元同時加荷幾個徐變架。該單元應(yīng)由儲液器、調(diào)節(jié)器、顯示儀表和一個高壓源（如高壓氮氣瓶或高壓泵）等組成。

（5） 有條件時可采用幾個試件串疊受荷，上下壓板之間的總距離不得超過 1 600mm。

2.2 加荷裝置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 加荷架應(yīng)由接長桿及頂板組成。加荷時加荷架應(yīng)與徐變儀絲桿頂部相連。

（2） 油壓千斤頂可采用一般的起重千斤頂，其噸位應(yīng)大于所要求的試驗荷載。

（3） 測力裝置可采用鋼環(huán)測力計、荷載傳感器或其他形式的壓力測定裝置。其測量精度應(yīng)達(dá)到所加荷載的±2% ，試件破壞荷載不應(yīng)小于測力裝置全量程的 20%且不應(yīng)大于測力裝置全量程的 80%。

圖 T 0578-1  彈簧式壓縮徐變儀

 1-螺母；2-上壓板；3-絲桿；4-試件；5-球鉸；6-墊板

 7-定心；8-下壓板；9-彈簧；10-底盤；11-球鉸

2.3 變形量測裝置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 變形量測裝置可采用外裝式、內(nèi)埋式或便攜式，其測量的應(yīng)變值精度不小于0.001mm/m。

（2） 采用外裝式變形量測裝置時，應(yīng)至少測量不少于兩個均勻布置在試件周邊的基線的應(yīng)變。測點應(yīng)精確地布置在試件的縱向表面的縱軸上，應(yīng)與試件端頭等距，與相鄰試件端頭的距離不應(yīng)小于一個截面邊長。

（3） 采用差動式應(yīng)變計或鋼弦式應(yīng)變計等內(nèi)埋式變形測量裝置時，應(yīng)在試件成型時可靠地固定該裝置，使其量測基線位于試件中部并應(yīng)與試件縱軸重合。

（4） 采用接觸法引伸儀等便攜式變形量測裝置時，測頭應(yīng)牢固附置在試件上。

（5） 量測標(biāo)距應(yīng)大于混凝土集料最大粒徑的 3 倍，且不少 100mm。

3 試件要求

3.1 試件尺寸

（1） 徐變試驗應(yīng)采用棱柱體試件，試件的長度應(yīng)為截面邊長尺寸的 3~4 倍。

（2） 當(dāng)試件疊放時，應(yīng)在每疊試件端頭的試件和壓板之間加裝一個未安裝應(yīng)變量測儀表的輔助性混凝土墊塊，其截面邊長尺寸應(yīng)與被測試件相同，且長度應(yīng)至少等于其截面尺邊長寸的一半。

3.2 試件數(shù)量

（1） 制作徐變試件時，應(yīng)同時制作相應(yīng)的棱柱體抗壓試件及收縮試件。

（2） 收縮試件應(yīng)與徐變試件相同，并應(yīng)裝有與徐變試件相同的變形測量裝置。

（3）每組抗壓、收縮和徐變試件的數(shù)量宜各為 3 個。其中每個加荷齡期的每組徐變試件應(yīng)至少為 2 個。

3.3 試件制備

（1） 當(dāng)要疊放試件時，宜磨平其端頭。

（2）徐變試件的受壓面與相鄰的縱向表面之間的角度與直角的偏差不應(yīng)超過 1mm/100mm 。

（3） 采用外裝式應(yīng)變量測裝置時，徐變試件兩側(cè)面應(yīng)有安裝量測裝置的測頭，測頭宜采用埋入式，試模的側(cè)壁應(yīng)具有能在成型時使測頭定位的裝置。

3.4 試件的養(yǎng)護(hù)與存放方式

（1） 抗壓試件及收縮試件應(yīng)隨徐變試件一并同條件養(yǎng)護(hù)。

（2） 對于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中的徐變，試件應(yīng)在成型后不少 24h 且不多于 48h 時拆模，且在拆模之前，應(yīng)覆蓋試件表面。隨后應(yīng)立即將試件送入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)到 7d 齡期（自混凝土攪拌加水開始計時），其中 3d 加載的徐變試驗應(yīng)養(yǎng)護(hù) 3d。養(yǎng)護(hù)期間試件不應(yīng)浸泡于水中。試件養(yǎng)護(hù)完成后應(yīng)移入溫度為 20℃±2 ℃、相對濕度 60%±5% 的恒溫恒濕室進(jìn)行徐變試驗，直至試驗完成。

（3） 對于適用于大體積混凝土內(nèi)部情況的絕濕徐變，試件在制作或脫模后應(yīng)密封在保濕外套中（包括橡皮套、金屬套筒等），且在整個試件存放和測試期間也應(yīng)保持密封。

（4） 對于需要考慮溫度對混凝土彈性和非彈性性質(zhì)的影響等特定條件下的徐變，應(yīng)控制好試件存放的試驗環(huán)境溫度，應(yīng)使其符合希望的溫度條件。

（5） 對于需要確定在具體使用條件下的混凝土徐變值等其他存放條件，應(yīng)根據(jù)具體情況確定試件的養(yǎng)護(hù)及試驗制度。

4 試驗步驟

4.1 對比或檢驗混凝土的徐變性能時，試作在 28d 齡期時加荷。當(dāng)研究某一混凝土的徐變特性時，應(yīng)至少制備 5 組徐變試件并分別在齡期為 3d、7d、14d、28d 和 90d 時加荷。

4.2 徐變試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

（1） 測頭或測點應(yīng)在試驗前 1d 黏好，儀表安裝好后應(yīng)仔細(xì)檢查，不得有任何松動或異?，F(xiàn)象。加荷裝置、測力計等也應(yīng)予以檢查。

（2） 在即將加荷徐變試件前，應(yīng)測試同條件養(yǎng)護(hù)試件的棱柱體抗壓強(qiáng)度。

（3） 測頭和儀表準(zhǔn)備好以后，應(yīng)將徐變試件放在徐變儀的下壓板后，使試件、加荷裝置、測力計及徐變儀的軸線重合。再次檢查變形側(cè)量儀表的調(diào)零情況，記下初始讀數(shù)。當(dāng)采用未密封的徐變試件時，應(yīng)在將其放在徐變儀上的同時，覆蓋參比用收縮試件的端部。

（4） 試件放好后，應(yīng)及時開始加荷。當(dāng)無特殊要求時，取徐變應(yīng)力為所測得的棱柱體抗壓強(qiáng)度的 40%。當(dāng)采用外裝儀表或者接觸法引伸儀時，用千斤頂先加壓至徐變應(yīng)力的 20%

進(jìn)行對中。兩側(cè)的變形相差應(yīng)小于其平均值的 10%，當(dāng)超出此值，應(yīng)松開千斤頂卸荷，進(jìn)行重新調(diào)整后，再加荷到徐變應(yīng)力的 20%，并再次檢查對中的情況。對中完畢后，立即繼續(xù)加荷直到徐變應(yīng)力，及時讀出兩邊的變形值，并將此時兩邊變形的平均值作為在徐變荷載下的初始變形值。從對中完畢到測初始變形值之間的加荷及測量時間不得超過 1min。隨后擰緊承力絲桿上端的螺母，并松開千斤頂卸荷，且觀察兩邊變形值的變化情況。此時，試件兩側(cè)的讀數(shù)相差不應(yīng)超過平均值的 10%，否則應(yīng)予以調(diào)整，調(diào)整應(yīng)在試件持荷的情況下進(jìn)行，調(diào)整過程中所產(chǎn)生的變形增值應(yīng)計入徐變變形之中。然后再加荷到徐變應(yīng)力，并檢查兩側(cè)變形讀數(shù)，其總和與加荷前讀數(shù)相比的誤差不應(yīng)超過 2%，否則應(yīng)予以補(bǔ)足。

   （5） 在加荷后的 1d、3d、7d、14d、28d、45d、60d、90d、120d、150d、180d、270d和 360d 測讀試件的變形值。

   （6） 在測讀徐變試件的變形讀數(shù)的同時，應(yīng)測量同條件放置參比用收縮試件的收縮值。

 （7）試件加荷后應(yīng)定期檢查荷載的保持情況，在加荷后 7d、28d、45d、60d、90d 各校核一次，如荷載變化大于 2%，應(yīng)予以補(bǔ)足。在使用彈簧式加載架時，可通過施加正確的荷載并擰緊絲桿上的螺母，來進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)果計算

5.1 徐變應(yīng)變，按式（T 0578-1）計算：

  （T 0578-1）

式中：

          ect ——加荷 t（d）后的徐變應(yīng)變（mm/m），精確至 0.001mm/m；

        DLt ——加荷 t（d）后的總變形值（mm），精確至 0.001mm；

       DL0 ——加荷時測得的初始變形值（mm），精確至 0.001mm；

        Lb ——測量標(biāo)距（mm），精確至 1mm；

        et ——同齡期的收縮值（mm/m），精確至 0.001mm/m。

5.2 徐變度，按式（T 0578-2）計算：

               （T 0578-2）

 式中：

             C ——加荷 t（d）的混凝土徐變度（Mpa^-1）；

              d ——徐變應(yīng)力（MPa）。

    結(jié)果計算精確至 1.0×10 ^-6/Mpa。

5.3 徐變系數(shù)，按式（T 0578-3）和式（T 0578-4）計算：

  （T 0578-3）

         （T 0578-4）

  式中：

             jt ——加荷 t（d）的徐變系數(shù)；

            e0 ——在加荷時測得的初始應(yīng)變值（mm/m），精確至 0.001mm/m。

5.4 以 3 個試件徐變應(yīng)變（徐變度或徐變系數(shù)）試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為該組混凝土試件徐變應(yīng)變（徐變度或徐變系數(shù)）的測定值。

5.5 作為供對比用的混凝土徐變值，應(yīng)采用經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土試件，在 28d 齡期時經(jīng)受 0.4 倍棱柱體抗壓強(qiáng)度恒定荷載持續(xù)作用 360d 的徐變值?？捎脺y得的 3 年徐變值作為終極徐變值。

6 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；

（3） 環(huán)境溫度和濕度；

（4） 徐變應(yīng)變ect ；

（5） 徐變度Ct ；

（6） 徐變系數(shù)jt ；

（7） 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明：

本方法參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）編制。對杠桿式徐變儀絲桿及彈簧提出的要求是為了使儀器在整個試驗過程中有較好的持荷及調(diào)整能力，為了減少徐變儀在試驗過程中發(fā)生應(yīng)力松弛，要求絲桿的工作應(yīng)力盡可能低，彈簧的工作壓力也規(guī)定控制在 2/3 最大工作壓力范圍內(nèi)，但也不得選用噸位過大的彈簧。如果加荷時彈簧的壓縮變形太小，則在試驗過程中試件所產(chǎn)生的變形將會造成很大的應(yīng)力損失。彈簧過硬其調(diào)整能力就較差。變形測量一般以內(nèi)埋的固定式引伸儀為好。移動式的接觸式引伸儀，對儀器本身、測試人員的技術(shù)水平及測點的安裝等方面要求都較高。對變形測量裝置提出的精度要求為 4×10 ^-6，這是根據(jù)我國目前生產(chǎn)的內(nèi)埋式應(yīng)變計的精度要求而定的。