钢丝网水泥板轴心受拉试验方法

　　本标准规定了测定钢丝网水泥板轴心受拉初裂强度、裂缝开展到一定宽度时的强度、破坏强度、弹性模量和应力-应变曲线的试验方法，用于厚度不大于60mm的钢丝网水泥板单向轴心受拉短期静力试验。

　　一、试件制备

　　11 试件形状、尺寸

　　111 试件形状、尺寸见图1。当采用钢质楔形端部试件时，其形状、尺寸与要求见附录A(参考件)。

　　112 试件总长度l为650±2mm，其组成部分尺寸见表1。

　　表1 mm

　　l0 a c

　　200～250 125～100 100

　　113 试件宽度b应根据配筋情况选取，见表2。其尺寸误差不得超过±1mm。

　　表2 mm

　　纵筋间距Sj 30 40 50 60 70 80 90 100 120 150

　　试件宽度b 210 200 200 240 210 240 270 200 240 300

　　114 试件厚度h根据配筋情况确定，应符合有关产品结构设计规范或设计要求，其尺寸误差不得超过±0.5mm。

　　115 试件的夹紧螺栓预留孔孔径d为20mm，预留孔间距Sk为100mm，其尺寸误差不得超过±0.5mm⌒

　　12 试件数量

　　试件每组至少成型4块，试验时选取其中3块。

　　13 试模

　　成型试件用的试模宜采用钢模，也可采用木模，其尺寸允许误差为：长度l±2mm；宽度b±1mm；厚度h±0.5mm。

　　14 试件制作质量要求

　　141 试件所用原材料、砂浆配比、配筋、试件成型、养护方法与制度，应与设计要求或现场制作实际情况相符合。

　　142 试件内配置的筋网应与试件宽度一致，纵向加筋和网丝的根数按式(1)和(2)确定：

　　b

　　nj=---………………………………………………………………(1)

　　Sj

　　b

　　nw=-----－1……………………………………………………………(2)

　　Sw

　　式中：nj——纵向加筋根数；

　　nw——纵向网丝根数；

　　b——试件宽度，按表2选取，mm；

　　Sj——纵向加筋间距，mm；

　　Sw——纵向网丝间距，mm。

　　143 试件端部配筋应加强，纵向加筋端部应弯钩，并应延伸至应力缓冲区，于75mm范围内逐渐减至试件设计或实际配筋。

　　144 试件保护层厚度应严格控制，必须符合有关产品结构设计规范或设计要求，其误差不得超过±0.5mm。

　　145 试件外观要求平整、棱角整齐、厚度均匀、无原始裂缝。

　　146 在制作试件时，需同时制作4cm×4cm×16cm砂浆试体(每批1～3组，每组3块)。在进行试件轴心受拉试验时，必须同时测定砂浆试体抗折、抗压和劈裂抗拉强度。砂浆试体的制作条件应与同批试件相一致。

　　二、试验设备、装置与仪表

　　21 试验设备与装置

　　211 当试件厚度h不大于30mm(包括30mm)时，可采用10吨拉力试验机；当试件厚度h大于30mm时，应采用30吨或更大吨位的拉力试验机。拉力试验机上、下端最大净距宜不小于1500mm，荷载误差不超过±1%。

　　212 特制的双向可调偏心夹具试验装置应满足332和343调节偏心要求，装置图见附录B(补充件)。

　　22 试验用仪表

　　221 测量变形用机械式引伸仪或静态电阻应变仪。

　　222 观测裂缝宽度用20倍读数显微镜，其最小读数不得大于0.01mm。

　　三、试验步骤

　　31 准备工作

　　311 试验前应对试件进行外观质量检查，除去浮灰，用丙酮擦拭试件表面，根据试件湿痕检查试件原始裂缝，符合145要求后可进行试验。

　　312 在裂缝观测区测量试件厚度和宽度，测量6点，取其平均值，读数应分别精确到0.1和0.5mm。

　　313 划定位线和裂缝观测区标志线，见图2，划线误差不得超过±05mm。图2中符号含义与图1相同，其值按表1、表2确定。

　　32 安装试件及仪表

　　321 将试件安装在可调偏心夹具上，使试件的轴心线与上、下夹板的中心线对准，拧紧螺栓，夹紧试件，务使螺栓的夹紧程度相一致。

　　322 将测量变形的仪表安装在试件的裂缝观测区，施加初载(不大于10kgf)，检查仪表工作情况，务使仪表工作正常。

　　测量变形的仪表宜采用测量标距为200～250mm的机械式引伸仪，其布置见图3。

　　33 预加荷载，调节偏心

　　331 在分级加荷之前，应先预加荷载，其值不得超过抗裂荷载的50%，一般可按式(3)确定。当测定弹性模量时，预加荷载应反复进行5次，其值按附录C(补充件)确定：[Page]

　　1

　　Py=---Rwl·b·h………………………………………(3)

　　8

　　式中：Py——预加荷载，kgf；

　　Rwl——4cm×4cm×16cm砂浆试体抗折强度，kgf/cm[2]；

　　b——试件宽度，cm；

　　h——试件厚度，cm。

　　332 预加荷载时，观察试件偏心情况，根据4个机械式引伸仪的读数，同时旋转可调偏心夹具上、下摇柄，以调节试件偏心，尽量使4个仪表读数一致，其差值以不大于5～10με为宜。

　　34 分级加荷，测试读数

　　341 在正式加荷前，将荷载和仪表的读数都调整至零点，或取初始读数。

　　342 每级加荷量为试件破坏荷载的1/15～1/12，试件初裂前的加荷级数不得少于5级，每级荷载的时间间隔为5min。每级加荷完毕后，即读出各级荷载下的仪表初读数，下级加荷前，读守终读数。

　　343 在试验过程中，当4个仪表读数差值较大时，应调节偏心，尽量使仪表读数一致。初裂前，其读数差值应控制在5～10με；初裂后，其差值应控制在20%以内。

　　344 在裂缝观测区内进行各级荷载下的裂缝观测，用丙酮擦拭试件表面，确定裂缝出现的时刻与部位，用20倍读数显微镜测量裂缝宽度。

　　345 当裂缝宽度大于01mm时，注意保护仪表；破坏前，拆除仪表，加荷直至破坏。

　　35 测量保护层厚度

　　分别在初始裂缝和破坏截面处各测3点保护层厚度，取平均值，读数应精确到05mm。

　　四、试验结果计算与评定

　　41 试验结果计算

　　411 钢丝网水泥板轴心受拉压力按式(4)计算：

　　P

　　σ=-----……………………………………………………………(4)

　　b·h

　　式中：σ——钢丝网水泥板轴心受拉应力，kgf/cm[2]；

　　P——钢丝网水泥板轴心受拉荷载，kgf；

　　b——试件宽度，cm；

　　h——试件厚度，cm。

　　412 钢丝网水泥板轴心受拉初裂强度按式(5)计算：

　　Pcf

　　σcf=------………………………………………………………(5)

　　b·h

　　式中：σcf——钢丝网水泥板轴心受拉初裂强度，kgf/cm[2]；

　　Pcf——钢丝网水泥板轴心受拉初裂时的荷载， kgf；

　　b——试件宽度，cm；

　　h——试件厚度，cm。

　　413 钢丝网水泥板轴心受拉裂缝为一定宽度时的强度按式(6)和(7)计算：

　　P0.05

　　σ0.05=--------………………………………………………(6)

　　b·h

　　P0.1

　　σ0.05=--------………………………………………………(7)

　　b·h

　　式中：σ005、σ01——钢丝网水泥板轴心受拉裂缝宽度为005、01mm时的强度，kgf/cm[2]；

　　P005、P01——钢丝网水泥板轴心受拉裂缝宽度为005、01mm时的荷载，kgf；

　　b——试件宽度，cm；

　　h——试件厚度，cm。

　　414 钢丝网水泥板轴心受拉破坏强度按式(8)计算：

　　Pp

　　σp=--------………………………………………………(8)

　　b·h

　　式中：σp——钢丝网水泥板轴心受拉破坏强度，kgf/cm[2]；

　　Pp——钢丝网水泥板轴心受拉破坏荷载，kgf；

　　b——试件宽度，cm；

　　h——试件厚度，cm。

　　415 按各个试件的各级应力和应变实测值，绘制钢丝网水泥板轴心受拉应力-应变曲线。

　　416 钢丝网水泥板轴心受拉弹性模量按式(9)计算：

　　σt

　　Et=-----……………………………………………………(9)

　　εt

　　式中：Et——钢丝网水泥板轴心受拉弹性模量，kgf/cm[2]；

　　σt——钢丝网水泥板轴心受拉弹性极限强度，即对应于应力-应变曲线上直线段的最大应变值，kgf/cm[2]；

　　εt——钢丝网水泥板轴心受拉弹性极限应变，即对应于应力-应变曲线上直线段的最大应变值。

　　417 钢丝网水泥板轴心受拉变形模数，按下列公式计算：

　　σcf

　　Ecf=-------……………………………………………(10)

　　εt

　　σcf

　　Ecf=-------……………………………………………(11)

　　εt

　　σcf

　　Ecf=-------……………………………………………(12)

　　εt

　　式中：Ecf、E0.05、E0.1——分别为钢丝网水泥板轴心受拉初裂、裂缝宽度为0.05和0.1mm时的变形模数， kgf/cm[2]

　　εcf、ε0.05、ε0.1——分别为钢丝网水泥板轴心受拉初裂、裂缝宽度为0.05和0.1mm时的应变值。

　　42 试验结果评定

　　421 钢丝网水泥板轴心受拉试验结果按每组3块算术平均值评定，至少按2块算术平均值评定。

　　422 钢丝网水泥板轴心受拉力试验结果，出现下列情况之一者无效。

　　a. 当保护层厚度不符合要求时；

　　b. 测试结果无法衡准时；

　　c. 该试件的试验结果低于3块试件算术平均值的20%时。

　　五、试验报告内容

　　试验报告应包括下列内容：

　　a. 试验项目名称；

　　b. 试验目的与要求；[Page]

　　c. 试件成型日期、试验日期；

　　d. 试件编号、尺寸大小、配筋情况、保护层厚度、砂浆强度；

　　e. 试件来源、原材料品种及规格、砂浆配比、成型、养护方法及制度；

　　f. 试验设备、装置与仪表；

　　g. 试验结果：根据试验目的与要求，绘出钢丝网水泥板轴心受拉各项力学性能试验值；

　　h. 试验人员。

　　附 录 A 钢质楔形端部试件形状、尺寸

　　(参考件)

　　钢丝网水泥板轴心受拉钢质楔形端部试件见下图，其形状、尺寸符号含义与本标准11所示相同。试件由两部分组成：钢丝网水泥平板和4块钢质楔形端板。在试验前，用粘结剂将钢质楔形端板分别牢固地粘贴在钢丝网水泥平板的两端，粘结必须牢靠，确保试验顺利进行。

　　附 录 B 双向可调偏心夹具装置图

　　(补充件)

　　双向可调偏心夹具装置见下图。

　　附 录 C 测定弹性模量时预加荷载值的计算

　　(补充件)

　　测定钢丝网水泥板弹性模量时，预加荷载值按试件无横筋和有横筋两种情况进行计算，

　　见式(C1)和(C2)。

　　无横筋时：

　　1 Ag

　　Py=---(1+10-------)Rwl·b·h……………………(C1)

　　8 b·h

　　有横筋时：

　　1 Ag ∑d′

　　Py=---(1+10-------－------)Rwl·b·h……………(C2)

　　8 b·h h

　　式中：Py——测定弹性模量时预加荷载值，kgf；

　　Ag——钢丝网水泥试件纵向加筋和网丝的截面积总和，cm[2]；

　　b——试件宽度， cm；

　　h——试件厚度，cm；

　　Rwl——4cm×4cm×16cm砂浆试体抗折强度，kgf/cm[2]；

　　∑d′——钢丝网水泥试件同一截面横筋直径总和，取其最大值，cm。

　　附加说明：

　　本标准由国家建筑材料工业局提出。上苏州水泥制品研究所归口。

　　本标准由国家建筑材料工业局苏州水泥制品研究所负责起草。

　　本标准主要起草人王希哲、陈惠珍、谢雪英。

　　本标准委托国家建筑材料工业局苏州水泥制品研究所负责解释。