自制抗剪儀對混凝土抗剪與抗壓、拉強度的關系研究

喬 健

（1安徽省水利科學研究院，安徽 合肥 230000；2安徽省建筑工程質量檢驗檢測站，安徽 合肥 230000）

1 混凝土抗剪儀的研制

圖1 剪切試驗夾具總裝圖

按照設計圖制作的實物抗剪儀設備：

圖2 實物抗剪儀設備

在總結前人試驗的基礎上，擬通過沖壓剪切得出混凝土抗剪強度的數值。混凝土抗剪儀的主體構件為導向軸套與承壓軸，試驗的具體過程為通過承壓軸將實驗油壓機的壓力傳導到導向軸套內的混凝土構件上，混凝土構件被左右加壓固定，通過上下方向的沖壓剪切測得混凝土試件被破壞時的壓力數值，即為混凝土抗剪強度。以上為混凝土抗剪儀的樣品圖與設計圖。自制剪切儀能夠方便快捷地進行抗拉、抗壓、抗剪切試驗，滿足實際檢測工作中需求，極大地提升檢測工作效率。

2 混凝土試件成型和數據采集

成型3塊試件：C20、C30、C40。

試件尺寸：300mm×400mm×500mm。

鉆取芯樣：每塊試件鉆取12個直徑100mm，高度300mm的芯樣。

加工樣品：

①每種強度等級，3個抗壓試件；

②每種強度等級，3個直徑100mm，高徑比1:1的劈拉試件；

③每種強度等級，6個直徑100mm，高度即厚度40mm的抗剪試件。

3 混凝土抗壓強度試驗

本次試驗采用的是直徑100mm，高徑比1:1的抗壓件。

①標準養護條件下養護到規定齡期。

②先檢查其尺寸及形狀，相對兩面應平行，表面傾斜偏差不得超過0.5mm。量出棱邊長度，精確至1mm。試件受力截面積按其與壓力機上下接觸面的平均值計算。

混凝土抗壓強度試驗數據 表1

③混凝土抗壓強度以150mm×150mm×150mm的方塊為標準件。

采用本試驗方法得到的抗壓強度數據經過理論計算，和其剪切強度的相對應關系，其相關性比較理想。

4 混凝土抗拉強度試驗

①采用直徑100mm，高徑比1:1的劈拉試件，其最大集料粒徑應為30mm。

②試件同齡期者為一組，每組為3個同條件制作和養護的混凝土試塊。

③試驗數據

見表2。

混凝土抗拉強度實驗 表2

采用本試驗法測得的劈裂抗拉強度值，經理論計算，換算為軸心抗拉強度，應乘以換算系數0.9，符合實際應用，適合各種混凝土試件，抗拉強度與抗剪切強度相對于關系符合度高，能夠滿足實際工作需求。

5 混凝土抗剪強度實驗

①直徑100mm，高度即厚度40mm的抗剪試件。

②試件應同齡期者為一組，每組為6個同條件制作和養護的混凝土試塊。

③實驗數據

見表3。

混凝土抗剪強度實驗 表3

抗剪切強度試驗數據經理論計算，其相關性比較理想，能夠滿足建筑巖芯的檢測要求。其相關性分析圖如圖3～圖5。

圖3 抗壓強度和抗剪切強度線性回歸分析

圖4 抗拉強度與剪切強度線性回歸分析（y=0.3319+0.4584,R=0.4096）

圖5 抗壓強度與抗剪切強度線性回歸分析（y=5.2171x-0.7647,R2=0.7576）

本試驗使用的是自行研發的混凝土抗剪儀，對結構混凝土抗剪強度進行測試，同時對混凝土抗拉強度和抗壓強度進行測試，以總結歸納了兩者間的相關關系，經反復研究比較，結構混凝土抗剪強度測試的實際應用，切實可行，滿足檢測工作需求，大大地提升檢測工作效率，具有良好的實際應用效果。

6 結論

①以自制混凝土抗剪儀得到的抗剪強度與劈拉強度之間具有良好的相關關系。混凝土的抗剪強度和抗拉強度之比在4.277～5.198。該結論與同類實驗的數據相吻合。

②以自制混凝土抗剪儀得到的抗剪強度與劈壓強度之間具有良好的相關關系。混凝土的抗剪強度和抗壓強度之比在0.293～0.348。該結論也與同類實驗的數據相吻合。

③通過自制混凝土抗剪儀我們將在實驗室輕松地得到混凝土的抗拉強度與抗壓強度數值。