混凝土的断裂能及其测试方法
混凝土抗裂性能测试方法及标准
混凝土抗裂性能测试方法及标准混凝土抗裂性能测试方法及标准混凝土是一种常见的建筑材料，具有较高的强度和耐久性。
但在实际使用中，由于外界环境和荷载的影响，混凝土很容易出现裂缝，从而降低整体的强度和耐久性。
因此，混凝土抗裂性能测试方法及标准的研究和制定对于确保建筑物的安全性和可靠性具有重要意义。
一、混凝土抗裂性能的定义混凝土抗裂性能是指混凝土在受到荷载作用时，能够抵抗裂缝产生和扩展的能力。
混凝土的抗裂性能受到多种因素的影响，如混凝土的配合比、水灰比、粗细骨料比例、养护方式等。
二、混凝土抗裂性能测试方法1. 拉伸试验法拉伸试验法是一种常用的混凝土抗裂性能测试方法。
该方法需要将混凝土试样置于拉伸试验机中，施加拉力，观察混凝土的拉伸情况，测定混凝土的极限拉伸强度和极限伸长率。
2. 压缩试验法压缩试验法是一种较为简单的混凝土抗裂性能测试方法。
该方法需要将混凝土试样置于压缩试验机中，施加压力，观察混凝土的变形情况，测定混凝土的极限压缩强度和极限压缩应变。
3. 弯曲试验法弯曲试验法是一种较为复杂的混凝土抗裂性能测试方法。
该方法需要将混凝土试样置于弯曲试验机中，施加弯曲力，观察混凝土的变形情况，测定混凝土的极限弯曲强度和极限弯曲应变。
4. 振动试验法振动试验法是一种新兴的混凝土抗裂性能测试方法。
该方法需要将混凝土试样置于振动试验机中，通过振动作用，观察混凝土的变形情况，测定混凝土的动态力学特性和抗裂性能。
三、混凝土抗裂性能测试标准1. GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》该标准是我国混凝土结构设计的基本规范，其中包括混凝土抗裂性能测试的要求和方法，为混凝土结构设计提供了基本的依据。
2. GB/T 50082-2009《混凝土结构施工质量检验规范》该标准是我国混凝土结构施工质量检验的基本规范，其中包括混凝土抗裂性能测试的要求和方法，为混凝土结构施工提供了基本的检验标准。
3. ASTM C1609-12《Standard Test Method for Flexural Performance of Fiber-Reinforced Concrete (Using Beam With Third-Point Loading)》该标准是美国混凝土抗裂性能测试的标准之一，适用于弯曲试验法测试纤维增强混凝土的抗裂性能。
混凝土断裂试验与断裂韧度测定标准方法
混凝土断裂试验与断裂韧度测定标准方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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混凝土结构中裂缝的检测和分析方法
混凝土结构中裂缝的检测和分析方法一、前言混凝土结构中裂缝是常见的问题，如果不及时发现和处理，可能会对结构的稳定性和安全性产生影响。
因此，开展混凝土结构中裂缝的检测和分析具有重要意义。
本文将介绍混凝土结构中裂缝的检测和分析方法。
二、裂缝检测方法1. 目视检测：目视检测是最常用的方法，可以通过裂缝的形态和位置初步判断裂缝的类型和原因。
该方法适用于裂缝较为明显的情况。
2. 手感检测：手感检测是通过手感来判断混凝土表面是否有裂缝。
该方法适用于裂缝较为微小的情况。
3. 音响检测：音响检测是利用敲击混凝土表面后产生的声音来判断混凝土是否存在裂缝。
该方法适用于裂缝较深的情况。
4. 触摸检测：触摸检测是通过手触摸混凝土表面来判断是否有裂缝。
该方法适用于裂缝较浅的情况。
5. 水滴检测：水滴检测是将水滴在混凝土表面，观察水滴流动情况来判断是否有裂缝。
该方法适用于裂缝较细的情况。
6. 红外检测：红外检测是利用红外线热像仪扫描混凝土表面，通过颜色的变化来判断是否存在裂缝。
该方法适用于裂缝较大或者深度不一致的情况。
7. 超声波检测：超声波检测是利用超声波穿透混凝土表面，通过回波的反射来判断混凝土是否存在裂缝。
该方法适用于裂缝深度较大的情况。
三、裂缝分析方法1. 形态分析：形态分析是通过裂缝的形态来初步判断裂缝的类型和原因。
裂缝的形态包括裂缝的长度、宽度、深度、分布、走向等。
2. 检测分析：检测分析是通过各种检测方法来进一步判断裂缝的类型和原因。
不同的检测方法可以获得不同的信息，综合分析可以得出更为准确的结论。
3. 物理分析：物理分析是通过对混凝土材料的物理性能进行测试，来判断裂缝产生的原因。
物理性能包括强度、密度、吸水率等。
4. 化学分析：化学分析是通过对混凝土材料的化学成分进行测试，来判断裂缝产生的原因。
化学成分包括水泥、砂、石等。
5. 数值分析：数值分析是通过数值模拟来分析裂缝的形成原因和影响。
数值模拟可以对混凝土结构进行建模，模拟不同的负载条件和材料性能，得出不同的结果。
混凝土断裂韧性测试及分析
混凝土断裂韧性测试及分析一、研究背景混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其力学性能对建筑的结构稳定性和安全性具有重要影响。
混凝土断裂韧性是评价混凝土抗裂性能的重要指标，其高低直接影响混凝土的耐久性和使用寿命。
因此，对混凝土断裂韧性进行测试和分析具有重要的理论和实际意义。
二、测试方法混凝土断裂韧性的测试方法有很多种，其中最常用的是三点弯曲试验和压缩试验。
下面将分别介绍这两种测试方法。
1.三点弯曲试验三点弯曲试验是一种常用的混凝土断裂韧性测试方法。
其测试原理是在混凝土试件上施加一定的力，使其在中央发生弯曲，从而使试件中心出现裂缝。
通过测量试件的载荷-位移曲线和计算试件的断裂韧性指标，来评价混凝土的断裂韧性。
三点弯曲试验的具体操作流程如下：（1）根据试验需要制备混凝土试件，试件的尺寸和形状应符合相关标准和要求。
（2）将试件放在试验机上，调整试验机的位置和负荷点的位置，使负荷点位于试件上方的中心处。
（3）开始加载试件，记录载荷和试件的位移值。
当试件出现裂缝时，停止加载试件，记录试件的最大载荷值和裂缝宽度。
（4）根据试件的载荷-位移曲线和试件的几何参数，计算试件的断裂韧性指标。
2.压缩试验压缩试验是另一种常用的混凝土断裂韧性测试方法。
其测试原理是在混凝土试件上施加一定的压力，使其发生压缩破坏，并通过计算试件的断裂韧性指标，来评价混凝土的断裂韧性。
压缩试验的具体操作流程如下：（1）根据试验需要制备混凝土试件，试件的尺寸和形状应符合相关标准和要求。
（2）将试件放在试验机上，调整试验机的位置和压力点的位置，使压力点位于试件上方的中心处。
（3）开始加载试件，记录载荷和试件的位移值。
当试件出现裂裂时，停止加载试件，记录试件的最大载荷值和裂缝宽度。
（4）根据试件的载荷-位移曲线和试件的几何参数，计算试件的断裂韧性指标。
三、分析方法混凝土断裂韧性的分析方法主要包括载荷-位移曲线分析、断裂韧性指标计算和断面应力分析三个方面。
水泥混凝土路面板块断裂韧性测试方法的比较
水泥混凝土路面板块断裂韧性测试方法的比较一、引言水泥混凝土路面是公路交通中常见的路面形式，它具有强度高、耐久性好等优点，但是在使用过程中，由于不可避免的荷载作用、气象变化、地基沉降等原因，路面易发生开裂、断裂等病害，严重影响了路面的使用寿命和行车安全性。
因此，对水泥混凝土路面板块的断裂韧性进行测试，对于评价路面的耐久性和抗裂性能具有重要意义。
二、水泥混凝土路面板块断裂韧性测试方法1. 断裂韧性概念断裂韧性是指材料在受到外力作用下，从最初到破坏的过程中能吸收的能量，是材料抵抗断裂的能力的量度指标。
对于水泥混凝土路面板块而言，其断裂韧性直接关系到路面的抗裂性能和使用寿命。
2. 断裂韧性测试方法的选择目前，常见的水泥混凝土路面板块断裂韧性测试方法有德州仪器冲击试验法和三点弯曲试验法。
下面分别介绍这两种测试方法的原理、步骤和优缺点。
2.1 德州仪器冲击试验法原理：该方法是通过在样品上施加单次冲击载荷，观测载荷-位移曲线，计算出断裂韧性指标。
步骤：1）将试样放在平整的支撑台上，将冲击头置于试样中央；2）施加单次冲击载荷，观测载荷-位移曲线；3）计算出断裂韧性指标。
优缺点：优点：试验设备简单，试验时间短，适用于现场测试；缺点：该方法无法考虑试样的几何形状和尺寸对测试结果的影响，结果易受试样表面状况的影响。
2.2 三点弯曲试验法原理：该方法是通过在样品上施加三点弯曲载荷，测得载荷-挠度曲线，计算出断裂韧性指标。
步骤：1）将试样放在测力计下，调整试样位置；2）施加三点弯曲载荷，测得载荷-挠度曲线；3）计算出断裂韧性指标。
优缺点：优点：该方法能够考虑试样的几何形状和尺寸对测试结果的影响，结果较为准确；缺点：试验设备复杂，试验时间长，不适用于现场测试。
三、综合比较对于水泥混凝土路面板块断裂韧性测试方法的比较，应综合考虑试验结果的准确性、试验设备的复杂度、试验时间的长短、适用性等因素。
1. 准确性从试验结果的准确性来看，三点弯曲试验法优于德州仪器冲击试验法。
混凝土抗裂性能的标准评估和测试方法
混凝土抗裂性能的标准评估和测试方法一、引言混凝土是建筑工程中使用最广泛的材料之一，具有高强度、刚性好、耐久性强等优点。
然而，混凝土也存在着一定的抗裂性能问题，尤其是在受到外部力作用时容易出现裂缝，影响其使用寿命和稳定性。
因此，对混凝土抗裂性能的评估和测试方法具有重要的意义。
二、混凝土抗裂性能的标准评估1. 抗裂性能指标混凝土抗裂性能的指标通常包括抗裂能力、裂缝宽度、裂缝分布密度等。
（1）抗裂能力：指混凝土在受到外部载荷作用时，能够承受的最大应力或变形程度，是表征混凝土抗裂性能的主要指标之一。
抗裂能力越强，混凝土的裂缝分布密度越小。
（2）裂缝宽度：指混凝土裂缝的宽度，通常以毫米为单位进行测量。
裂缝宽度越小，说明混凝土的抗裂能力越强，抗裂性能越好。
（3）裂缝分布密度：指混凝土表面或内部的裂缝数量，通常以每米或每平方米内裂缝数量为单位进行测量。
裂缝分布密度越小，说明混凝土的抗裂能力越强，抗裂性能越好。
2. 评估方法混凝土抗裂性能的评估方法主要包括静载试验、动态试验、温度循环试验、湿热循环试验等。
（1）静载试验：通过施加静态荷载，测量混凝土的变形和应力，来评估混凝土的抗裂性能。
静载试验适用于评估混凝土的抗裂能力。
（2）动态试验：通过施加动态荷载，测量混凝土的变形和应力，来评估混凝土的抗裂性能。
动态试验适用于评估混凝土的裂缝宽度和裂缝分布密度。
（3）温度循环试验：通过施加温度变化，测量混凝土的变形和应力，来评估混凝土的抗裂性能。
温度循环试验适用于评估混凝土在温度变化下的抗裂性能。
（4）湿热循环试验：通过施加湿热循环，测量混凝土的变形和应力，来评估混凝土的抗裂性能。
湿热循环试验适用于评估混凝土在湿热环境下的抗裂性能。
三、混凝土抗裂性能的测试方法1. 抗裂能力测试抗裂能力测试通常采用静载试验。
（1）试样制备：按照试验标准要求制备混凝土试样。
（2）试验设备：静载试验设备包括荷载机、应变计、位移计、数据采集仪等设备。
混凝土抗裂性能测试方法
混凝土抗裂性能测试方法一、前言混凝土作为建筑材料的一种，其抗裂性能是影响其使用寿命和安全性的重要因素之一。
因此，混凝土的抗裂性能测试方法的研究和应用具有重要的实际意义。
本文旨在对混凝土抗裂性能测试方法进行全面详细的介绍，以供相关研究和应用人员参考。
二、常用的混凝土抗裂性能测试方法1.拉伸试验法拉伸试验法是测定混凝土抗拉强度和弹性模量的最常用的方法之一。
其原理是对混凝土试件进行拉伸加载，记录试件在拉伸过程中的变形和应力，从而计算出混凝土的抗拉强度和弹性模量。
拉伸试验法的具体操作步骤如下：（1）制备混凝土试件，试件应符合国家标准的相关要求，并在养护期内养护。
（2）将试件置于拉伸试验机上，按照试验机的要求进行夹紧和称重。
（3）进行拉伸试验，根据试验机的要求设置加载速度和加载方式，记录试件的变形和应力数据。
（4）根据试验数据计算混凝土的抗拉强度和弹性模量。
2.剪切试验法剪切试验法是测定混凝土抗剪强度和剪切模量的方法之一。
其原理是对混凝土试件进行剪切加载，记录试件在剪切过程中的变形和应力，从而计算出混凝土的抗剪强度和剪切模量。
剪切试验法的具体操作步骤如下：（1）制备混凝土试件，试件应符合国家标准的相关要求，并在养护期内养护。
（2）将试件置于剪切试验机上，按照试验机的要求进行夹紧和称重。
（3）进行剪切试验，根据试验机的要求设置加载速度和加载方式，记录试件的变形和应力数据。
（4）根据试验数据计算混凝土的抗剪强度和剪切模量。
3.压缩试验法压缩试验法是测定混凝土抗压强度和压缩模量的方法之一。
其原理是对混凝土试件进行压缩加载，记录试件在压缩过程中的变形和应力，从而计算出混凝土的抗压强度和压缩模量。
压缩试验法的具体操作步骤如下：（1）制备混凝土试件，试件应符合国家标准的相关要求，并在养护期内养护。
（2）将试件置于压缩试验机上，按照试验机的要求进行夹紧和称重。
（3）进行压缩试验，根据试验机的要求设置加载速度和加载方式，记录试件的变形和应力数据。
混凝土梁的断裂韧度测试方法分析
混凝土梁的断裂韧度测试方法分析一、引言混凝土梁是建筑结构中常见的构件之一，其韧度是衡量其抗震能力的重要指标之一。
本文将详细介绍混凝土梁的断裂韧度测试方法。
二、断裂韧度的定义和意义1. 定义：混凝土梁的断裂韧度是指梁在承受负荷后发生裂缝时，继续承受负荷并延伸裂缝的能力。
2. 意义：混凝土梁的断裂韧度是评价其抗震能力的重要指标之一，能够反映混凝土梁的变形能力和破坏过程，对建筑结构的安全性具有重要意义。
三、断裂韧度测试方法1. 常规试验法常规试验法是通过施加单调载荷或逐渐增加载荷的方式，使混凝土梁发生裂缝并承受负荷，记录载荷和裂缝的变形情况，最终计算出断裂韧度。
常规试验法的优点是简单易行，适用于各种类型的混凝土梁。
但是，由于其测试方法具有单调性，难以模拟真实震动情况，因此其测试结果可能与实际情况存在较大差异。
2. 循环试验法循环试验法是通过模拟真实的地震荷载，对混凝土梁进行多次循环的载荷作用，记录其变形情况，并计算出断裂韧度。
循环试验法的优点是能够更好地模拟真实的地震荷载，测试结果更加准确，但其测试过程比较复杂，需要专业仪器和设备的支持。
3. 激励试验法激励试验法是通过振动台等设备对混凝土梁进行激励，记录其变形情况，并计算出断裂韧度。
激励试验法的优点是能够模拟真实的地震荷载，测试结果准确，但其测试设备价格昂贵，测试过程较为复杂。
四、测试步骤1. 混凝土梁的制备：根据测试需要，制备符合规范要求的混凝土梁样本。
2. 测试设备的准备：根据测试方法的不同，准备相应的测试设备和仪器。
3. 施加载荷：根据测试方法的不同，施加相应的载荷，记录载荷和裂缝的变形情况。
4. 计算断裂韧度：根据测试结果，使用相应的公式计算出混凝土梁的断裂韧度。
五、测试结果的分析1. 判断混凝土梁的抗震能力：根据测试结果，判断混凝土梁的抗震能力是否符合规范要求。
2. 优化设计：根据测试结果，对混凝土梁的设计进行优化，提高其抗震能力。
六、注意事项1. 测试过程中，应注意测试环境和测试设备的稳定性，避免测试误差。
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砼的断裂能及其测试方法
邓 宗 才
(山东建材学院)
1 前言
多年来,Gr iff ith -Irwi n 经典理论已成功地用于金属、聚合物和硅酸盐断裂过程的分析,它用于砼及类似材料的断裂试验,是从1961年Kaplam 发表的第一篇文章开始的。
目前砼断裂力学及连续损伤力学等都取得了一定的发展,特别是提出断裂能的概念之后,砼断裂力学发展较快,并逐渐迈向实用化。
砼断裂过程是一个十分复杂的问题,砼在断裂损伤时要吸收一定的能量,常用断裂能来反映材料的力学特性,用它可以分析普通砼、高性能砼和纤维增强砼的性能。
在研究砼拉伸软化曲线∆-W 时也要用到断裂能值。
总之,断裂能是砼断裂力学中一个很重要的参数。
本文系统探讨了砼断裂能的测试
技术,推导了断裂能的计算公式。
2 砼拉伸软化曲线及断裂能的概念
在图1中,应力连续增加直至达到最大荷载,材料在曲线上开段的非线性是由于微
裂纹所致。
当应力达到最大值时,同样的横截面承受的荷载不可能更多,因此,我们可以这样假设,当试件要继续变形时,微裂纹的发展应集中在此截面附近的一个小范围内,这样假定是合理的。
断裂区一旦扩展,应力就减小。
断裂区的特点是有附加变形W ,断裂区应力与附加变形量之间的关系如图2(b )所示,该曲线叫材料的软化曲线,它不受试件尺寸及应力状态的影响,可视为材料的常数。
图1砼稳定的应力～应变全曲线图2(a )应力与应变间的关系图2(b )断裂区应力与附加变形之间的关系
对于砼拉伸试件在断裂破坏中所吸收的总能量为荷载～位移曲线的下的面积,即:
W =A l ∫∆d Ε
+A ∫
∆dw (1)(1)式中第一部分∆-Ε曲线下的面积(见图
7
1山东建材1996第2期
2(a )),这部分用于弹性变形;而第二部分是∆-W 曲线下的面积(见图2(b ))所示,它
是砼断裂区损伤破坏中所吸收的能量,即断裂区单位横截面上所消耗(吸收)的能量,用GF 表示,GF 称为断裂能。
3
断裂能的测试
用稳定的拉伸试验可测得荷载变形曲线,该曲线下的面积即为断裂能,这种直接测定GF 的方法难度很大,但精度较高。
国际材料及结构实验室联合会(R I L E M )建议用带切口的三点弯曲梁来测定断裂能,如图3(a )所示,该方法操作简便,精度较高,可在一般试验室进行测定。
图3(a )切口梁三点弯曲试验测定GF 值
图3(b )按(a )试验方法测得的一条稳定的F ～∆曲线
若用一台刚性试验机,那么从切口梁的三点弯曲试验中可得到一条稳定的荷载挠度
曲线(F ～∆曲线),曲线下的面积表示总能量,它是砼梁中的裂纹扩展时所吸收(消耗)的总能量,若梁截面积已知,可以求出断裂能GF 。
这一方法忽略了断裂面以外砼吸收的能量∫
∆d Ε部分,也忽略了压头、支座弹性变形所吸收的能量。
所建议的用切口梁三点弯曲试验测定GF 的方法仅适用于抗压强度比抗拉强度高
得很多的材料,如果梁中的压应力会产生塑性变形,则会引起能量的吸收,这将影响试验结果的精确程度,因此,这类试验不适用于金属材料及合成纤维增强砼等,砂浆及砼的抗压强度至少为抗拉强度的5～10倍,由于塑性压应变而吸收的能量对于砂浆或砼而言不会引起任何主要作用,故可用它来测定砂浆及砼的断裂能。
311 试件
在选择试件尺寸时,有许多因素需要考虑,其中最基本的有:
31111 试件必须易于操作,所建议的最小标
准试件的重量为20Kg ,它可以认为是便于操作的上限值。
31112 应避免在操作过程中发生断裂。
31113 试验必须测得有代表性的数值,断裂
面的宽度和高度均不应小于最大骨料粒径的三倍。
31114 对断裂区以外试件所吸收(消耗)的
能量应尽量减小,可以证明当梁尺寸增大时,断裂区以外部分吸收的能量也增大。
裂纹深度对试验结果影响很小。
31115 对试验机刚度的要求有限制,以便在
装备较差的试验室也可进行稳定的试验,对试验机刚度的要求随梁试件尺寸的增大而提
高。
312 刚性试验机
断裂能的测试试验必须是稳定的,否则会出现动力影响而造成消耗能量。
要测到稳定的断裂,必须有位移控制的试验机,因为荷载控制的试验机往往在达到最后荷载Pmax 时会导致不稳定的断裂。
8
1砼的断裂能及其测试方法
邓宗才
所谓稳定的断裂,是指在整个试验过程中荷载和变形均缓慢地变化,无突然跳动。
国产普通的材料试验机的刚度往往不能满足稳定试验的要求,可以采用在普通材料试验机上附加刚性组件的办法来提高试验机的刚度,附加刚性组件后整个试验系统的刚度等于试验机刚度与刚性组件刚度之和。
为了得到稳定的断裂试验,试验系统的刚度必须大于荷载～位移曲线下降部分最陡段的斜率。
此外,还应保证刚性组件在弹性范围内的压缩量必须大于试件在破坏过程中所产生的最大位移量。
只有满足这些条件,才能测得荷载～位移全过程曲线。
4 断裂能的计算
用带切口的三点弯曲试验可测得荷载挠度曲线,如图4所示,用求积仪求出F～∆曲线下的面积W0。
由于试验时,不仅有荷载作用于梁上,而且还有梁的自重及试验中一些设备的重量,因此,由荷载挠度曲线求得的能量W0不是总能量,还应对梁自重及试验机压头等设备的重量加以修正,修正后的F ～∆曲线如图4中虚线所示,则试件断裂区破坏时所吸收的总能量应该为:
W=W0+W1+W2 (2)
(2)式中W1=F∆0=(F0+F1)∆0,F0是梁自重的等效集中荷载,它是按照集中力F0所引起的跨中弯矩与梁自重所引起的弯矩相等的原则求得的,即:gL2 8=F0L 4,则F0 =gl 2,g是梁自重的线分布荷载(KN m或N m)。
可以证明:W1≈W2(1),于是总能量W= W0+2W1=W0+(gl+2F1)∆0,那么断裂能GF的计算公式为:
GF=W
A
=
W0+(gl+2F1)∆0
A
(3)
(3)式中F1为加在试件上压头等测试仪器的
自重,A指垂直于拉应力方向的断裂面面积。
图4 计及梁自重及试验机压头等
重量时的荷载—挠度曲线全图
5 结语
511 用带切口梁的三点弯曲试验可以测得
荷载～挠度曲线,对F-∆曲线经修正后可
求得砼的断裂能GF值。
512 试验机的刚度必须满足要求,刚度偏小
时不能测得完整的F-∆曲线,试件尺寸越
大对试验机的刚度要求愈高。
513 选择试验尺寸时,有许多因素要考虑,
必须使试件尺寸满足一些最基本的要求。
参 考 文 献
1 H illerborg,A.,The f ictitious crack model and its use
i n nu mer ical analyses,FractureM echan ics i n Eng i neer-
i ng Application,proc,i n t,conf,Bangalore(1979).
2 Blakey,F.A,and Beresford,F.D,D iscussion of a
paper by Kaplan,jour of the Amer ican Concrete i n sti-
tute,58,PP919～923(1962)
3 黄松梅,邓宗才等,砼重力坝型试件断裂准则的试验研
究,《水力发电学报》,1994,2。
(收稿日期 1996-1)
91
山东建材1996第2期。