[发明专利]一种超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置及其方法

权利要求书

1.一种超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置，其特征在于，包括弧形压头(1)、带缺口试件(3)和引伸计(4)，所述带缺口试件(3)的缺口处放置有钢制垫条(2)；所述弧形压头(1)安装于万能试验机上，作为上、下压头；所述弧形压头(1)、钢制垫条(2)和带缺口试件(3)依次相接触，形成载荷传递路径；所述的引伸计(4)横向的设置于带缺口试件(3)上，用于测量横向开裂位移。

2.如权利要求1所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置，其特征在于：所述带缺口试件(3)的缺口为三角型缺口，缺口高度与弧形压头(1)的直径相匹配。

3.如权利要求1所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置，其特征在于：所述弧形压头(1)为半圆柱体结构。

4.如权利要求1所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置，其特征在于：所述钢制垫条(2)尺寸与带缺口试件(3)的缺口尺寸相匹配，放置在试件缺口上，便于增大弧形压头(2)与带缺口试件(3)的接触面，传递外加载荷至待测试件上。

5.根据权利要求1-4任一所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将养护好的试件，冷却至室温下进行试验；

步骤二：组装超高强超高韧性混凝土的劈裂拉伸测试装置，将弧形压头(1)安装至万能试验机；将钢制垫条(2)放置在带缺口试件(3)，并一同放置在万能试验机加载平台上；

步骤三：将万能试验机的力显示界面清零，手动控制万能试验机，使弧形压头(1)与试件顶部缺口上的钢制垫条(2)紧密接触，以固定试件，但无力作用，清零位移显示界面，开始加载；

步骤四：编辑加载程序，使万能试验机进行加载，加载速率1-3mm/min；

步骤五：记录加载过程中引伸计(4)的位移，当位移不再变化时，终止加载；

步骤六：移动万能试验机上部的弧形压头(1)，依次取下钢制垫条(2)和带缺口试件(3)；

步骤七：记录加载荷载和引伸计位移，利用下式计算试件的劈裂拉伸荷载：

式中：θ为缺口角度45°；μ为摩擦系数，实测弧形压头(1)与钢制垫条(2)之间的摩擦系数为0.102；F_sp为横向劈拉荷载(kN)；P为竖向荷载(kN)；f_sp是劈裂拉伸强度(MPa)；A是试件劈裂面面积(mm²)；测试超高强超高韧性混凝土的劈裂拉伸强度，并绘制相应劈裂拉伸强度-开裂位移曲线。

6.如权利要求5所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，试件的养护采用以下方法：

UHPC具体配合比按质量份数计算，取水泥60-80份：硅灰20-30份：矿粉15-20份：河砂100-110份：水10-25份：减水剂0.5-2份：钢纤维体积掺量1％-4％。对比例浆体浇入模具后覆膜，并放入温度为(20±2)℃室内养护24h后拆模，脱模后移至80℃蒸养箱中蒸汽养护72h。

7.如权利要求5或6所述的超高强超高韧性混凝土劈裂拉伸测试装置的方法，其特征在于：所述的劈裂荷载，选用微机控制的电子万能试验机进行加载。