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硬化混凝土的拉伸试验

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钢筋混凝土比未加固混凝土具有更强的强度, 因为钢筋在钢筋混凝土截面上可用于承载较大的拉力, 这将在实验室试验中得到证明。

混凝土在单轴压缩力下能承受很大的应力。然而, 观测到的故障并非在性质上是压缩的, 而是沿剪切面出现最大拉力的情况下的故障。这种突然的失效类型在结构应用中是不能接受的, 大多数混凝土都是用钢加固的, 以增加其强度和延性。

在实际应用中, 钢筋被添加到钢笼模式中, 以跨越潜在的拉伸破坏面。钢筋的作用是限制裂缝的形成和裂缝宽度, 增加结构的寿命。除冰盐和其他化学物质阻碍了对钢筋的穿透和腐蚀。保持结构构件刚度, 减少长期挠度, 改善混凝土结构的美观性。

在这段视频中, 我们将进行测试, 以确定混凝土抗拉强度和比较钢筋混凝土加固。

在混凝土中, 砂浆与骨料之间非常薄、薄弱的层, 称为界面过渡区, 导致极低的抗拉强度。由于普通混凝土的设计是由于需要最大限度地提高骨料含量和减少砂浆体积, 颗粒间距很小, 多达40% 的砂浆体积由较弱的界面材料组成。在界面区混合硬化过程中, 局部、大、水对水泥的配比导致界面晶体结构较弱。这种情况下, 加上不规则骨料颗粒周围的应力集中, 导致了这一地区的优先裂纹扩展。

为了测试混凝土的拉伸性能, 经常使用一种称为劈裂圆筒试验的方法。施加压缩力会导致均匀的水平拉伸应力, 在远离施加载荷的位置。

在拉伸和抗压强度之间通常会出现相关性, 尽管这些关系的典型变化系数很高。使用的另一种方法是四点弯曲测试配置。在这个测试中, 顶部纤维是在压缩和底部一个, 在紧张。当拉伸强度达到底部时, 裂纹形式会导致立即失效。

该试验还能看出拉伸强度和抗压强度的相似关系。梁试验结果预测的拉伸能力, 一般30至50% 大于劈裂拉力试验。但是由于许多混凝土构件的开裂是由于弯曲引起的, 梁试验的数值通常用于设计。为了比较未加固的钢筋混凝土, 钢筋被放置在梁的底部拉伸侧, 然后进行测试。

在下一节中, 我们将用劈裂拉伸试验测量未加筋混凝土的抗拉强度, 并利用梁拉力试验比较未加固混凝土和钢筋混凝土的抗拉强度。

对于这些测试, 请使用我们的视频中准备的样品气缸讨论新的混凝土。使用轻木和硬钢筋的薄条, 以帮助在压缩试验机的圆柱形加载头上均匀分配负载。在试样的每一端沿直径画一条线, 平分圆筒。其次, 将一条木带和硬钢筋沿试验机下部轴承座的中心。

现在, 把气缸放在带上, 使标记在试样两端的线条垂直并居中在带上。下一步, 将第二个木条和钢筋纵向放在气缸顶部。然后, 将测试机的上装头降低, 直到机器上的组件固定。

缓慢连续地应用压缩载荷, 直到试样在劈裂张力中失效。最后, 记录最大应用负载。检查断口表面, 并估计已破裂的骨料的百分比。重复这个过程的第二个气缸, 以了解变化的想法。

构造两个混凝土梁, 一个没有加固, 一个加筋与2号三酒吧位于约0.5 英寸从底部。条形图两端有钩, 以防止拉拔失败。两个横梁是4英寸4英寸的横截面, 16 英寸的不受支持的长度。

小心地提起混凝土梁并安装到安装中。然后在试验机上安装四点弯曲试验装置, 如下所示。测试被称为四点弯曲测试, 因为我们有两个支持在两端和两个负载点在第三个点。

打开测试机, 激活软件以读取负载和变形。然后, 缓慢而连续地应用压缩载荷, 直到试样失效。记录最大应用负载。最后, 检查断口表面并估计已破裂的骨料的百分比。

对钢筋混凝土梁重复相同的协议。在这种情况下, 钢筋在底部或拉伸一侧的梁, 防止突然脆性故障。当混凝土开始开裂时, 钢将开始占去拉力。这项技术的工作只要钢筋, 其中有表面变形, 以帮助他们从混凝土转移的力量, 是正确的锚定。

计算在劈裂拉伸试验期间达到的最大压缩载荷的拉伸强度。对于这些测试, 平均值为 388 psi, 标准偏差为 22.2 psi。

计算梁拉伸试验期间达到的最大压缩载荷的拉伸强度。对于这些测试, 平均值为 522.9 psi。通过对钢筋砼梁的荷载挠度曲线进行对比, 可以比较未加筋混凝土的结构。

最初, 两个光束沿着一条相似的路径, 初始刚度稍有差异, 可能是由于支撑条件的变化。当初始开裂发生在大约450磅的负荷上时, 未加筋的光束就失效了, 这是接近预测抗拉强度的载荷。加筋梁在较高的载荷下开裂, 但其强度很快恢复, 尽管整体刚度较低。负载持续增加, 直到钢开始屈服后, 曲线开始平坦。由于钢是非常韧性和应变硬化, 失败发生在大变形。

两条曲线的比较表明了在性能上的显著差异。强度的差别很大, 但应该注意的是, 这与使用钢材的面积有关。

既然你很欣赏混凝土中钢筋的需要, 让我们看看一些常见的应用。在混凝土截面面积上使用1到1.5% 钢, 可以使混凝土结构经济、安全、提供良好的维修性。许多足球场, 例如芝加哥的士兵场, 都欠他们独特的钢筋混凝土造型。

弗兰克. 劳埃德·怀特为现代建筑的世界带来了钢筋砼。赖特利用其在不受支持的悬臂中保持其完整性的能力, 在他的一些最伟大的著作中使用了这些材料, 包括宾夕法尼亚州的流水别墅。

你刚刚看了朱庇特的介绍在紧张硬化混凝土的压缩试验。你现在应该了解混凝土中的拉伸破坏的脆性性质, 并知道在张力下确定未加筋混凝土和钢筋混凝土强度的标准实验室试验。

谢谢收看!

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