摘 要：彈性模量是混凝土的重要力學性能之一，它反映了混凝土所受應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系，是計算混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形、裂縫控制和大體積混凝土的溫度應(yīng)力所必需的參數(shù)之一，對其進行準確測定是混凝土工程試驗檢測工作的重要內(nèi)容之一，本文主要對目前我國混凝土彈性模量的測定現(xiàn)狀進行了介紹，同時也對測定過程中存在的主要問題進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：混凝土彈性模量；微變形測量儀；電測法

中圖分類號：TU41 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0136-02

混凝土彈性模量是計算混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形、裂縫控制和大體積混凝土的溫度應(yīng)力所必需的參數(shù)之一。隨著預應(yīng)力混凝土和大體積混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，準確并且快速的獲取混凝土的彈性模量值成為了一個重要課題，很多工程技術(shù)工作者在這方面進行了一系列的探索。

1 混凝土彈性模量測定現(xiàn)狀

在建國后的很長一段時間內(nèi)，受當時技術(shù)條件和工程特點的限制，對混凝土彈性模量的檢驗批次、檢驗方法并沒有明確的要求，僅在規(guī)范中提供了一個設(shè)計計算的建議值和一種利用微變形測量儀（千分表）的測定方法。目前這種測定方法還在使用，但存在數(shù)據(jù)離散、安裝復雜、受人為因素影響大等諸多問題，已經(jīng)不能很好的適應(yīng)工程發(fā)展的需要。

80年代初期，成都科技大學的蔡樹倫為改進微變形測量儀在彈性模量測試過程中的弊端，根據(jù)電測原理提出了4種新的測試儀制作方案；90年代國家鏈條質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的黃梅對混凝土彈性模量的測試方法進行了總結(jié)和探討，并提出了用電子引伸計測定的方案；針對微變形測量儀測定混凝土彈性模量經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)無效的問題，2008年黃躲兵、彭龍濤提出了以數(shù)據(jù)分析法處理測試數(shù)據(jù)以改善準確性的方案；2011年東南大學的管東芝、韓蘇閩等人研究了電測法應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)變測試技術(shù)，并詳細探討了應(yīng)變片標距和測量精度的關(guān)系；為紀念電阻應(yīng)變片誕生70周年（1938～2008年），中國運載火箭技術(shù)研究院702研究所的尹福炎對國內(nèi)外電阻應(yīng)變片70a的發(fā)展歷程進行了總結(jié)，指出目前我電阻國應(yīng)變片的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平，且價格低廉，早期在使用過程中出現(xiàn)的一些問題現(xiàn)在都已經(jīng)得到了解決。

2 混凝土彈性模量測定規(guī)范的變化

2.1 鐵道部標準

隨著預應(yīng)力橋梁的發(fā)展，混凝土彈性模量的重要性日益顯現(xiàn)了出來，鐵路部門在這個方面走在了其它行業(yè)的前面。TB10424-2003《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量與驗收標準》中6.4.1部分對結(jié)構(gòu)混凝土的彈性模量檢驗提出了初步要求，但可操作性不強。鐵道部科技基[2005]101號文件發(fā)布了《客運專線高性能混凝土暫行技術(shù)條件》，附錄G對預應(yīng)力混凝土彈性模量的檢驗提出了明確要求，具體見表1所示。

鐵建設(shè)[2005]160號文件發(fā)布《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標準》，其中6.4.13也對混凝土彈性模量的檢驗提出了要求，基本與科技基[2005]101號文件要求一致。

在吸收TB10424-2003和鐵建設(shè)[2005]160號文件的基礎(chǔ)上，結(jié)合京津、武廣、鄭西、合寧、合武、石太等鐵路建設(shè)經(jīng)驗，鐵道部頒布了TB10424-2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》，其中6.4.13對混凝土彈性模量檢驗提出了具體要求，做出了下述規(guī)定：

當設(shè)計對混凝土的彈性模量有要求時，混凝土彈性模量必須符合設(shè)計要求。彈性模量試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點隨機抽樣制作，試件制作數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：

隨構(gòu)件同條件養(yǎng)護的終張拉/放張彈性模量試件不得少于1組；標準條件養(yǎng)護28d彈性模量試件不得少于1組；其他條件養(yǎng)護試件按設(shè)計要求、相關(guān)標準規(guī)定和實際需要確定。

檢驗數(shù)量：施工單位按規(guī)定制作彈性模量試件。

檢驗方法：施工單位進行混凝土彈性模量試驗；監(jiān)理單位檢查混試驗報告。

2.2 交通部規(guī)范

公路行業(yè)對混凝土靜力受壓彈性模量的研究雖然較早，但受當時技術(shù)條件及工程規(guī)模的限制對這個指標一直沒有明確的檢驗要求。隨著我國大橋、特大橋的不斷修建及橋梁跨徑的不斷增大，對變形及預應(yīng)力損失的計算提出了更高的要求，這就涉及到了彈性模量的問題。

公路行業(yè)較早就對混凝土靜力受壓彈性模量的建議值有了規(guī)定，JTJ023-85《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》中2.1.3建議取值如表2。

隨著材料科學的發(fā)展，JTG D62-2004《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》又對混凝土靜力受壓彈性模量取值進行了修正和補充，在其3.1.5中對混凝土受壓或受拉時的彈性模量的取值建議如表3所示。

2006年中華人民共和國交通部開始組織新規(guī)的修訂，并于2011年8月1日實施了新規(guī)范JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，其中6.5.2規(guī)定：當設(shè)計有要求或構(gòu)件有變形控制要求時，配制的混凝土還應(yīng)滿足彈性模量的要求。這是目前公路橋梁規(guī)范中對混凝土靜力受壓彈性模量的最新規(guī)定，但也沒有明確的檢驗標準，相信隨著技術(shù)的進步及大跨徑橋梁的不斷修建，下次交通部修訂規(guī)范時也會對這個問題展開探討。

2.3 國家標準

國家標準的《鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范》自BJG21-66就對混凝土受拉或受壓時的彈性模量取值有規(guī)定，以后歷經(jīng)TJ10-74、GBJ10-89、GB50010-2002、GB50010-2010四次修訂，不斷對混凝土靜力受壓彈性模量值進行修正，目前GB50010-2010的取值與JTG D62-2004《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》一致。

混凝土靜力受壓彈性模量的試驗方法最早在加氣混凝土的試驗方法規(guī)范中進行了說明。對于普通混凝土來說，在《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002中才正式將混凝土靜力受壓彈性模量試驗方法（利用微變形測量儀測定）列入標準，對混凝土靜力受壓彈性模量的檢驗還沒有明確的規(guī)定。

3 存在的主要問題及原因

筆者從事混凝土的試驗檢測工作多年，在采用微變形測量儀測定混凝土靜力受壓彈性模量時發(fā)現(xiàn)了諸多問題，具體如下：

數(shù)據(jù)離散、偏差較大；試驗數(shù)據(jù)無效比例大；儀器調(diào)試比較困難。

利用微變形測量儀進行測定存在上述問題的原因主要有以下4個方面：

混凝土試件尺寸偏差對測試數(shù)據(jù)影響較大；變形值數(shù)據(jù)較小，讀數(shù)受人為因素影響大；微變形測量儀支架安裝、固定過程容易產(chǎn)生較大偏差；測量儀與試件的相對滑移不可避免。

鑒于現(xiàn)實工程中試件數(shù)量有限，所以這種不穩(wěn)定的試驗方法很難適應(yīng)實際工程的需要，亟需改進。

4 發(fā)展趨勢

電測法是將電阻應(yīng)變片粘貼在被測構(gòu)件表面測定應(yīng)變的一種實驗方法。電阻應(yīng)變片問世至今已經(jīng)有70多年的歷史，目前已經(jīng)發(fā)展到了精度高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、測試范圍廣、適應(yīng)各種復雜環(huán)境、粘貼方便的階段。針對上述混凝土彈性模量試驗過程中的問題，結(jié)合筆者長期的試驗檢測經(jīng)驗，認為采用電阻應(yīng)變片代替微變形測量儀對混凝土彈性模量進行測定能解決目前試驗過程中出現(xiàn)的問題，但需要對數(shù)據(jù)采集設(shè)備及試驗操作方法進行針對性的研究。

參考文獻

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[5] 尹福炎.電阻應(yīng)變片發(fā)展歷史的回顧[J].衡器，2009（04）：46-52.