[发明专利]一种测定塑性混凝土弹性模量的试验方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电施工技术领域，具体涉及一种在防渗墙施工中用以测定塑性混凝土弹性模量的试验方法

背景技术

塑性混凝土是指抗压强度范围为1～5MPa、弹性模量为300～2000MPa、渗透系数为n×10^-6～n×10^-8，并具有大流动性的水下混凝土，多用于土石坝的防渗墙结构中。由于配合比中使用的水泥用量较少，掺有较多的膨润土和粘土，并掺有减水剂和引气剂提高其抗渗能力，因此，塑性混凝土属于具有低强度、一定的抗渗能力、低弹性模量和大应变特点的一类特殊混凝土。与普通水下混凝土(抗压强度为15～35MPa、弹性模量为22000～31500MPa、渗透系数为≤4.19×10^-9)相比，塑性混凝土的抗压强度约为十分之一，而弹性模量和渗透系数的要求则相差近百倍。由于塑性混凝土具有的这些性能，特别是弹性模量与坝体相差不大的特点，在沉降等作用下可以减少防渗墙顶部与周围土层的沉陷差和变位差，从而降低或避免防渗墙顶部受到的巨大压力而出现破坏的可能，有利于防渗墙安全性。同时，塑性混凝土还具有施工工艺简单和经济快速的特点，所以近年不仅在土石坝和围堰防渗工程中的应用日益增多，而且还成为病险水库加固或处理技术方案的首选。

但是，随着大量的塑性混凝土配合比设计和施工取样检验的实践，均不同程度的反映出塑性混凝土存在设计指标不相匹配的问题。即：当塑性混凝 土的抗压强度满足设计要求时，但弹性模量却大大高于设计指标。这对防渗墙塑性混凝土工程质量的评定工作造成了一定的困难，而这主要是由于现有的弹性模量试验方法存在问题。

目前，塑性混凝土弹性模量的试验是依照水工混凝土试验方法进行的。该方法主要针对近似刚性的普通混凝土，然而对塑性混凝土而言，显然存在着不尽合理的地方。例如在现有弹性模量的试验方法中，要求对混凝土试件进行三次或以上的预压，然后再进行正式的试验，其目的是消除混凝土中不能恢复的残余变形，此举对普通混凝土是必须的，但对变形较大的塑性混凝土就未必合适；其次，在弹性模量的计算公式里，规定被除数的应力值采用0.4破坏荷载的应力减去应力0.5MPa之差，而除数的应变值也为0.4破坏荷载的应变减去应力0.5MPa应变之差。当塑性混凝土的强度较低时有可能出现0.4破坏荷载的应力还达不到0.5MPa的情况。因此，研究一种更符合塑性混凝土特性的弹性模量试验方法势在必行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测定塑性混凝土弹性模量的试验方法，以便更为准确地评价塑性混凝土的变形性能，填补塑性混凝土弹性模量试验方法的空白。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种测定塑性混凝土弹性模量的试验方法，包括以下步骤：

1、按‘混凝土试件的成型与养护方法’行业标准制作3个试件；

2、到达试验龄期时，将试件从养护室取出，擦净表面并保持试件潮湿；

3、先把磁力表架安装在试验机的立柱上，然后将千分表或位移传感器固定在磁力表架上；将待测试件安放在试验机的下压板上，试件的中心应与试验机下压板中心对准；开动试验机，调整试验机球座，使上压板与试件表面接触均匀；在保持压板与试件已接触但荷载为0的状态时读取千分表或位移传感器的起始读数；

4、开动试验机，以0.2～0.3MPa/s的加荷速度进行试验，记录各级荷载下的变形值，当加荷荷载达到50％破坏荷载时卸下千分表或位移传感器，以相同的速度压至试件破坏；

5、按下式计算试件的静力抗压弹性模量，精确至1MPa：

Ec＝(P₁/A)×(L/ΔL)

式中：Ec——静力抗压弹性模量，MPa

P₁——40％的破坏荷载，N

L——测量变形的标距，即试件的全长，mm

ΔL——应力从0到40％破坏荷载的变形值，mm

A——试件承压面积，mm²

6、以三个试件的静力抗压弹性模量测值的平均值作为试验结果。

其中，所述的各级荷载下的变形值≥6个。

试件的规格优选150×150×300mm的棱柱体。

当采用φ150×300mm试件进行试验时，试验结果应乘以1.2的系数换算为标准试件150×150×300mm的弹性模量。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：