蘇 健

泰安市計(jì)量科學(xué)研究所 山東 泰安 271000

壓力試驗(yàn)機(jī)亦稱之為電子壓力試驗(yàn)機(jī),它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的材料中的力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試,對(duì)水泥、混凝土、管材、橡膠、電線電纜、金屬絲等材料進(jìn)行物理機(jī)械性能測(cè)試,它借助電力,根據(jù)材料的測(cè)試目的進(jìn)行壓力測(cè)試,確保廠家所生產(chǎn)制作的相關(guān)材料的質(zhì)量符合性能要求。本文以混凝土壓力測(cè)試為例子,強(qiáng)度是混凝土質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一,通過利用壓力試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)試混凝土的極限強(qiáng)度,以此評(píng)價(jià)某品牌混凝土的品質(zhì)情況和強(qiáng)度等級(jí),確?；炷恋馁|(zhì)量達(dá)到建筑用材的使用標(biāo)準(zhǔn)和要求。

一、混凝土強(qiáng)度等級(jí)概述

混凝土的抗壓強(qiáng)度就是混凝土的強(qiáng)度等級(jí),根據(jù)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50107—2010)的標(biāo)準(zhǔn)分類,用混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)表達(dá)混凝土強(qiáng)度等級(jí),采用立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以N/mm^2；或MPa計(jì))與符號(hào)C來(lái)表示其等級(jí)值。

根據(jù)GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類,混凝土可分為14等級(jí),分別是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

根據(jù)GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,用于混凝土抗壓試驗(yàn)的壓力試驗(yàn)機(jī)有嚴(yán)格的允差規(guī)定,要求允差不超過正負(fù)百分之一,JJG 139—2014《拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)量檢定規(guī)程》也對(duì)相關(guān)計(jì)量性能和檢定方法作了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是對(duì)機(jī)力值測(cè)量誤差、重復(fù)性、零點(diǎn)等參數(shù)。不過在現(xiàn)實(shí)的測(cè)量工作中,同批次混凝土經(jīng)過壓力試驗(yàn)測(cè)量后,其測(cè)量結(jié)果存在較大參數(shù)差異的情況[1]。

二、壓力試驗(yàn)機(jī)偏載產(chǎn)生的原因

在開展混凝土試快壓力測(cè)試時(shí),按照壓力試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)要求,在壓力試驗(yàn)機(jī)的承壓板中央放入混凝土試塊,將壓緊混凝土試塊的上下端,同時(shí)用球頭對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,然后對(duì)混凝土施加應(yīng)力,應(yīng)力一旦到達(dá)極限時(shí),壓力會(huì)破壞混凝土試塊。整體測(cè)試過程應(yīng)進(jìn)行三次測(cè)量,然后計(jì)算強(qiáng)度平均值,以平均值作為混凝土的強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

但是在實(shí)際測(cè)試過程中,盡管同一批次的混凝土試塊測(cè)試,但是卻有不同的測(cè)量值,而且測(cè)量值存在存在較大偏差,甚至在不同試驗(yàn)機(jī)上測(cè)量同一批次的混凝土,其測(cè)量結(jié)果都各不相同,為保證壓力試驗(yàn)的真實(shí)性、可靠性,必須要重新對(duì)混凝土試塊進(jìn)行試驗(yàn),經(jīng)過多次試驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)在壓力試驗(yàn)機(jī)的施壓過程中,混凝土?xí)捎谑芰Σ痪鶆虻膯栴},而造成偏載,這是引發(fā)混凝土極限破壞力值大相徑庭的主要原因。

以一組型號(hào)為C30的混凝土試塊作為試驗(yàn)對(duì)象,以此來(lái)驗(yàn)證壓力試驗(yàn)機(jī)偏載情況,在試驗(yàn)過程中,由于試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)偏載問題,導(dǎo)致混凝土試塊出現(xiàn)受力不均勻,造成混凝土受力較重的一頭先被破壞開裂,從而降低了混凝土試塊的整體強(qiáng)度,最終引發(fā)混凝土陸續(xù)被破壞,整個(gè)測(cè)量結(jié)果沒有達(dá)到如期效果,強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值大于實(shí)際測(cè)量的強(qiáng)度值,這種情況容易讓測(cè)試人員判定該批次混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

二、造成壓力試驗(yàn)機(jī)偏載的原因分析

造成壓力試驗(yàn)機(jī)偏載的原因的多種多樣,經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐證明分析,其主要成因有以下幾個(gè)方面：

(一)力軸偏心造成偏載,由于壓力試驗(yàn)機(jī)的承壓板的問題,存在施壓面不平衡或上下形心不同軸的現(xiàn)象,最終導(dǎo)致力軸偏心,在試驗(yàn)過程中引發(fā)偏載[2]。

(二)由于壓力試驗(yàn)機(jī)存在操作維護(hù)失當(dāng)問題,如維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng),造成壓力試驗(yàn)機(jī)的幾何尺寸形變,又或者裝配、生產(chǎn)加工不合標(biāo)準(zhǔn)要求都會(huì)造成偏載。

(三)試驗(yàn)機(jī)球頭出現(xiàn)偏移問題,由于長(zhǎng)時(shí)間使用壓力試驗(yàn)機(jī),加上維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng),造成球頭的缺油、磨損、變形、腐蝕、老化。導(dǎo)致壓力試驗(yàn)機(jī)的摩擦阻力不能均勻施壓,長(zhǎng)時(shí)間下球頭會(huì)發(fā)生偏移,造成試驗(yàn)機(jī)不能平均施力,最終造成偏載。

三、解決試驗(yàn)機(jī)偏載的措施

由于壓力試驗(yàn)機(jī)在測(cè)試混凝土壓力強(qiáng)度過程產(chǎn)生的偏載現(xiàn)象,會(huì)造成測(cè)試結(jié)果失真,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在百分之十至二十的失真率,嚴(yán)格影響測(cè)試結(jié)果的可靠性和真實(shí)性,導(dǎo)致測(cè)量資源的浪費(fèi),使到檢測(cè)人員做了大量無(wú)效功。盡管JJG 139—2014《拉力、

壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)量檢定規(guī)程》未對(duì)針對(duì)試驗(yàn)機(jī)偏載問題提出解決的辦法,但是高度正視偏載問題的解決。

通過大量的實(shí)踐操作證明,可以通過以下方面來(lái)解決壓力試驗(yàn)機(jī)偏載問題。先確定試驗(yàn)機(jī)對(duì)稱中心,對(duì)稱中心應(yīng)選擇承壓板形心,然后設(shè)置壓力傳感器組,保證壓力傳感器組左右對(duì)稱。布局點(diǎn)可以有3.4點(diǎn),甚至多個(gè)點(diǎn),然后再確保傳感器的加式精度,精度達(dá)正負(fù)百分之0.3,保證測(cè)量值的實(shí)現(xiàn)傳輸。分解計(jì)算承壓面的各點(diǎn)力值,確定偏載的分布情況,進(jìn)而根據(jù)需要調(diào)整措施,實(shí)踐證明,該方法可以有效降低±3%的測(cè)量誤差率,有效保證實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

四、結(jié)語(yǔ)

壓力試驗(yàn)機(jī)作為測(cè)量材料物理機(jī)械性能的設(shè)備,長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)導(dǎo)致壓力試驗(yàn)機(jī)的疲勞,造成試驗(yàn)機(jī)的變形、老化、磨損,久而久之就會(huì)出現(xiàn)壓力偏載。有鑒于此,應(yīng)及早采取切實(shí)可行的措施,減少試驗(yàn)機(jī)的偏載,保證測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性、可靠性。減少生檢測(cè)部門、生產(chǎn)企業(yè)不必要的資源浪費(fèi),為生產(chǎn)企業(yè)的提高產(chǎn)品質(zhì)量提供最可靠的數(shù)據(jù)支持。為生產(chǎn)企業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展提供產(chǎn)品質(zhì)量的保證。