淺析混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)使用的一個(gè)誤區(qū)

鄧玉湖

(福建省龍巖市計(jì)量所，龍巖 364000)

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淺析混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)使用的一個(gè)誤區(qū)

鄧玉湖

(福建省龍巖市計(jì)量所，龍巖 364000)

混凝土抗壓強(qiáng)度是混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，然而很多人會(huì)產(chǎn)生一個(gè)誤區(qū)：以為經(jīng)過計(jì)量檢定部門檢定合格的壓力試驗(yàn)機(jī)做出的混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)必定是準(zhǔn)確的。本文分析了這一誤區(qū)的根源以及產(chǎn)生混凝土抗壓強(qiáng)度失準(zhǔn)的主要因素，并提出保證混凝土強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的幾點(diǎn)建議。

混凝土；抗壓強(qiáng)度；誤區(qū)；球座自由度；機(jī)架變形

0 引言

抗壓強(qiáng)度是混凝土質(zhì)量的核心，施工建設(shè)單位、監(jiān)理或政府的質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)，均對(duì)混凝土試件抗壓強(qiáng)度予以高度重視。但有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)試件實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)與構(gòu)件強(qiáng)度存在明顯不符的現(xiàn)象，所得檢測(cè)數(shù)據(jù)誤導(dǎo)試件的真實(shí)強(qiáng)度，給混凝土生產(chǎn)者造成不必要的損失，更重要的是將誤導(dǎo)對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的評(píng)判，后果相當(dāng)嚴(yán)重。有人認(rèn)為經(jīng)過計(jì)量檢定合格的壓力試驗(yàn)機(jī)做出來的混凝土強(qiáng)度數(shù)據(jù)絕對(duì)是真實(shí)的，這是混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)使用的一大誤區(qū)。

在相關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程中，不管是JJG 139—1999《拉力、壓力和萬能材料試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》還是JJG 475—2008《電子式萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》中檢定壓力試驗(yàn)機(jī)都是對(duì)力值示值誤差、示值重復(fù)性進(jìn)行檢定，經(jīng)計(jì)量檢測(cè)部門檢測(cè)合格的壓力試驗(yàn)機(jī)，只能說明該壓力試驗(yàn)機(jī)的壓力量值符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

而混凝土抗壓強(qiáng)度是lN的力均勻、垂直作用于1mm2面積上所得的結(jié)果。從P=F/S(單位是帕斯卡Pa)式中可以看出：要能保證測(cè)試結(jié)果的正確，除必須保證力F正確外，還需保證力能垂直、均勻地作用到面積S上，只有這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)均正確，才能保證測(cè)試數(shù)據(jù)正確。

這就是說，對(duì)試件作強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，用合格的壓力試驗(yàn)機(jī)，僅能保證作用于試件上的力F的準(zhǔn)確，但不能保證壓力機(jī)示值能均勻、垂直地作用在試件受壓面S上。假設(shè)混凝土試件在偏心受壓狀態(tài)(某側(cè)面所受的力大于對(duì)應(yīng)的另一側(cè)面)破損時(shí)，則壓力機(jī)示盤所顯示的力值，不是作用在試件上的全部面積上，而是局部受壓，這樣，必然會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真(偏低)，致使同組試件在兩臺(tái)經(jīng)計(jì)量檢測(cè)部門檢定合格的試驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)數(shù)據(jù)相差4～8MPa，甚至更多。

導(dǎo)致混凝土抗強(qiáng)度數(shù)據(jù)失真主要由人為因素和壓力試驗(yàn)機(jī)因素產(chǎn)生。人為因素是檢測(cè)員未按要求放置混凝土試件，未能正確將試件放在受壓板中心位置；壓力試驗(yàn)因素主要由機(jī)架變形、球座自由度差產(chǎn)生。

1 人為因素

正確的放置混凝土試件的方式是放置受壓板中心位置，一般壓力試驗(yàn)機(jī)下壓板上有畫出同心圓中心位置，圖1為混凝土強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)一切操作符合檢測(cè)規(guī)程的混凝土試件破裂后的圖形。

圖1 試塊理想破型圖形

根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，由于偏心受壓可使試驗(yàn)數(shù)據(jù)低于實(shí)際存在的強(qiáng)度，最大可達(dá)30%以上。作者在長(zhǎng)期的實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)，有的操作人員偏面追求檢測(cè)速度，在試件沒有放正(放偏)的情況下就對(duì)試件進(jìn)行施壓。偏壓結(jié)果必然會(huì)造成測(cè)試數(shù)據(jù)的失準(zhǔn)(偏離實(shí)際值)。正確的操作應(yīng)該是，當(dāng)測(cè)試操作結(jié)束后，檢測(cè)者應(yīng)查看與試件下壓板接觸表面上的刻痕情況。當(dāng)同心圓刻痕中心處于試件正中或?qū)蔷€刻痕處于試件頂角時(shí)，說明是在中心受壓時(shí)破壞而沒有放偏，測(cè)試數(shù)據(jù)由人為因素產(chǎn)生的誤差較小。

2 球座自由度差

當(dāng)試件承壓面不平整，或上、下承壓板不平行時(shí)，一般能通過球座的自動(dòng)找平能力來對(duì)試件進(jìn)行垂直、均勻施壓。球座自動(dòng)找平的能力，稱為自由度。當(dāng)球座喪失自動(dòng)找平能力時(shí)，即球座自由度變差時(shí)，同樣會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生大的影響。因此，試驗(yàn)人員開始對(duì)試件測(cè)試前，必須檢查球座的自由度。球座自由度失準(zhǔn)的因素有：

1)球座不清潔:當(dāng)試件壓碎時(shí)的粉塵進(jìn)入球碗，并與潤(rùn)滑油混合后形成粘稠油泥，如果不及時(shí)將此種油泥清洗干凈，長(zhǎng)期污染的結(jié)果，必然會(huì)使球座呆滯，不但不能自動(dòng)找平，反而會(huì)使球座固定在原來位置，產(chǎn)生偏心受壓。

2)R角不規(guī)范:球座是用上壓頭的凸面與下壓頭的凹面組合而成。球座的R角是指上壓頭的凸面與下壓頭凹面的接觸角度。規(guī)范的R角為面接觸。使用R角不符合規(guī)范要求的壓力機(jī)，將降低上壓板的自動(dòng)找平效果。最終使壓力不能垂直、均勻地作用到混凝土試件的表面上。

3 壓力機(jī)上、下承壓板中心線不重合

影響偏心受壓的另一個(gè)原因是，壓力機(jī)上、下承壓板的中心線不一致(即不是同軸)。當(dāng)上、下承壓板中心線偏差5mm時(shí)，由于壓力不是作用在試件承壓面的同一軸線上，使試件某側(cè)面首先出現(xiàn)裂縫，然后出現(xiàn)整體破碎，有時(shí)在機(jī)構(gòu)的另一側(cè)面出現(xiàn)水平裂縫的情況。產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能是制造時(shí)出現(xiàn)了問題。

4 機(jī)架變形

現(xiàn)有混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)機(jī)架主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一是通過四根立柱組合式(如圖2)，二是整體鑄件結(jié)構(gòu)(如圖3)。整體鑄件式加工成本比較高，但不易變形；而組合式結(jié)構(gòu)雖然加工成本低，市場(chǎng)價(jià)格也很低，甚至有些廠家的整機(jī)市場(chǎng)價(jià)格在一萬左右，目前市場(chǎng)上此結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)市場(chǎng)份額也多，但此結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題比較多。機(jī)架組合式的試驗(yàn)機(jī)是通過四根立柱支撐試驗(yàn)機(jī)的上壓板，而四根立柱是靠上下螺母鎖緊，如果球座沒有足夠自由度，可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題：一是此四根立柱鎖緊后的有效長(zhǎng)度要一致，保證上、下壓板在一定范圍的平行度；二是在長(zhǎng)期混凝土破型振動(dòng)中，鎖緊立柱的螺母容易松動(dòng)，螺牙易破損，導(dǎo)致上、下壓板不平行，混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)肯定失真。

圖2 立柱組合式壓力試驗(yàn)機(jī)

圖3 整體鑄件式壓力試驗(yàn)機(jī)

5 結(jié)束語

總之，混凝土抗壓強(qiáng)度是混凝土質(zhì)量重要指標(biāo)之一，是建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督有力依據(jù)。真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠地反映混凝土抗壓強(qiáng)必須做好以下幾點(diǎn)：

1)做好壓力試驗(yàn)機(jī)的檢定工作，定期向計(jì)量檢定部門申請(qǐng)周期檢定，保證試驗(yàn)機(jī)力值符合國(guó)家要求，杜絕非計(jì)量檢定人員篡改示值數(shù)據(jù)；2)做好壓力試驗(yàn)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作，不定期地對(duì)試驗(yàn)機(jī)機(jī)架進(jìn)行變形檢查及球座清潔保養(yǎng)工作；3)在購(gòu)置試驗(yàn)機(jī)時(shí)，不能只關(guān)注產(chǎn)品價(jià)格而忽視產(chǎn)品質(zhì)量；4)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)員應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程操作，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

[1] 汪洋,陳芳.壓力試驗(yàn)機(jī)球座自由度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[J].工程質(zhì)量,2000(12):18

[2] 陳一.關(guān)于檢定200t混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)方法的思考[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2009,36(4):42-43

[3] 譚偉新.檢定電子萬能試驗(yàn)機(jī)應(yīng)注意的因素[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2013,40(12):10

[4] 王慶安.淺談拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)的檢定方法[J].試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī),20OO,40(z2):72-75

[5] JJG 475—2008電子萬能試驗(yàn)機(jī)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.12.24