[发明专利]混凝土的单轴抗拉弹性模量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土强度测量技术领域，特别涉及一种混凝土的单轴抗拉弹性模量测量方法。 

背景技术

为防止混凝土结构早期裂缝的发生，施工前一般采取温度应力解析等手法预测裂缝发生的可能性。若以粉煤灰取代部分胶凝材料，则可降低初期水化反应的水化热、减小因温度变化引起的混凝土结构体积变化，从而达到抑制早龄期混凝土开裂的目的。当拉伸应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土结构将发生开裂，为正确推定其抗拉强度，就需要精确推定或测定其拉伸弹性模量。 

目前，因硬化期间混凝土抗拉性能试验难以实现、且实验结果离散性较大，而混凝土的压缩弹性模量易于通过试验测定，所以使用混凝土的压缩弹性模量代替拉伸弹线模量成为混凝土结构设计中广泛采用的方法。根据混凝土结构设计规范GB50010-2010，混凝土的压缩弹性模量可以依据其抗压强度计算得出。在计算混凝土温度应力、裂缝开展及结构变形时，若使用上述方法推算混凝土的拉伸弹性模量，无疑将增大计算结果和实际值之间的偏差，可能带来较大的安全隐患。 

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够减少测量值与实际值之间偏差的混凝土的单轴抗拉弹性模量测量方法。 

一种混凝土的单轴抗拉弹性模量测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 

制备混凝土试件：浇筑长条形混凝土试件时，在混凝土试件的纵向轴心方向设置螺纹钢筋及钢筋应变片，在混凝土试件的表面中央两侧对称设置混凝土应变片；其中，螺纹钢筋的两端从混凝土试件伸出，位于混凝土试件中的螺纹钢筋分为中间部分及位于中间部分两侧的两端部分，螺纹钢筋的中间部分与混凝土试件粘结以构成钢筋与混凝土的粘结区域，螺纹钢筋的两端部分与混凝土试件不粘结以构成钢筋与混凝土的非粘结区域，钢筋应变片设置在钢筋与混凝土的粘结区域且与钢筋接触，混凝土应变片位于混凝土试件的中间位置；

获得螺纹钢筋的端部拉力值、混凝土试件中的钢筋应变值及混凝土应变值：将外露在混凝土试件的钢筋两端固定在混凝土单轴抗拉试验机的相对的拉伸件上，并在混凝土试件下方设置辊轴支撑装置以支撑混凝土试件，将数据采集仪与钢筋应变片、混凝土应变片及混凝土单轴抗拉试验机的拉力计量装置电性连接；以预定拉力增加值逐渐增大作用外露在混凝土试件的钢筋两端上的拉力，来对螺纹钢筋进行拉伸，数据采集仪根据钢筋应变片、混凝土应变片产生的应变信号产生对应的钢筋应变值及混凝土应变值，数据采集仪获取混凝土单轴抗拉试验机的拉力计量装置产生的端部拉力值，并记录产生的钢筋应变值、混凝土应变值、端部拉力值；

混凝土试件的拉伸弹性模量的计算：根据记录的钢筋应变值、端部拉力值及如下公式计算混凝土的拉伸应力值：

                                                                

式中，:混凝土拉伸应力，P：螺纹钢筋端部拉力，A_S：螺纹钢筋公称断面积，E_S：螺纹钢筋弹性模量，：试件中央螺纹钢筋应变平均值，A_C：混凝土试件断面积；

根据记录的混凝土应变值及计算的混凝土拉伸应力值计算混凝土试件的拉伸弹性模量。

优选的，在钢筋与混凝土的粘结区域内每隔5D设置两个钢筋应变片，且两个钢筋应变片设置在钢筋两纵肋的对称位置，D为钢筋公称直径。 

优选的，混凝土试件为长1440mm、断面100×100mm的棱柱体试件，混凝土试件两端露出的钢筋的长度为90mm，钢筋与混凝土的粘结区域为1200mm，钢筋的D为12mm。 

优选的，在钢筋与混凝土的非粘结区域的长度为120mm，通过如下方式实现钢筋与混凝土的非粘结：在钢筋上涂抹隔离剂、并以胶带纸包裹以将钢筋与混凝土隔离开。