极限拉伸试验.doc

砂率的0水平为30%
水灰比的0水平位0.55
粉煤灰的0水平位30%
减水剂的0水平位0.75kg/m3
这四个为4个因素
其他按照正交试验计算和设计目的、发展、方案

实验目的与要求；试验指标；选因素、定水平；因素水平确定；选择合适正交表；表头设计；列实验方案；实验结果分析。

实验目的是为了提高混凝土的抗裂能力，用极限拉伸值作为试验指标
εp=（a+bR1）*10-4
极限拉伸值随胶凝材料用料的增多而加大，a、b为试验常数，R1为轴心抗拉强度。

试验计划
1.试验目的
在实际应用中，有各种各样的原因会使混凝土产生裂缝。因此，许多坝工等大体积混凝土在设计中提出了抗裂要求,以极限拉伸值作为混凝土抗裂能力的指标。为了提高会混凝土的抗裂能力，通常在砂、石子、水泥、水中添加膨胀剂，让混凝土产生预压应力，减少开裂；或掺入粉煤灰，提高混凝土的性能，同时减少水化热，这能控制大体积混凝土的开裂；还可以在混凝土中加入钢纤维和石粉，提高混凝土的抗裂性能。
为了研究水工建筑物的裂渗问题的产生和发展，本次试验通过添加不同掺量的粉煤灰、减水剂、MgO、UEA膨胀剂等材料，并改变混凝土的砂率和水灰比来探究混凝土抗裂性能的发展。在试验中，通过四因素三水平正交极限拉伸试验得到极限拉伸值和抗拉弹性模量，通过数据处理得到最大极限拉伸值及其配合比。

试验材料及内容
本次试验通过对不同掺料的混凝土之间的力学性能作比较，如抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量等，得出不同混凝土的极限拉伸值，并寻求最大极限拉伸值下混凝土的配合比。
2.1试验原材
2.1.1水泥
本次试验选用PO42.5水泥，其基本性能和主要控制指标见下表。

PO42.5的基本性能
抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）凝结时间（min）3天28天3天28天3天28天≥24≥44≥4.5≥7.5≥180≤300
PO42.5的主要控制指标
控制指标氧化镁（MgO）UEA膨胀剂含量3%10%
2.1.2砂
试验室测定砂的含泥量为1.78%，细度模数为2.82，级配良好，其颗粒分布和累计筛余量等均符合规定。
2.1.3卵石
堆积密度为1.60g/cm3，最大李经纬37.5mm。
2.1.4粉煤灰
可以降低混凝土的水化温升。
2.1.5减水剂
减水剂能通过减少用水量来降低混凝土的水灰比，从而提高混凝土的强度,以此来提高混凝土的极限拉伸值。
2.1.6氧化镁
MgO具有延迟膨胀的作用，在混凝土中掺入MgO能提高混凝土的极限拉伸值。
2.1.7水

2.2试验方案与配合比设计
本次试验采用四因素三水平正交法，本次试验采用用料相同、环境一致等条件，对混凝土时间进行比较。混凝土材料用量及配合比见下表。

2.3试验方法（极限拉伸试验）
2.3.1实验步骤
本试验研究采用JX-06型混凝土极限拉伸仪进行混凝土极限拉伸试验,以测得混凝土极限拉伸值、抗拉强度和抗拉弹性模量。
主要试验步骤有:
(1)按《水工混凝土试验规程》SL352-2006中“混凝土拌和物室内拌和方法”及“混凝土试件的成型与养护方法”的有关规定制作试件,以三个试件为一组。
(2)成型前埋件的安装:上、下拉杆的埋设靠端板定位,端板与试模内尺寸采用拉线校准,以保证埋杆与试件同轴心。
(3)到达28d和60d试验龄期时,将试件从养护室取出,量测试件断面尺寸。将试件安装在试验机上。试验机采用球面拉力接头,试件的拉环(或拉杆、拉板)与拉力接头连接。球面拉力接头用以调整试件轴线与试验机施力轴线可能产生的偏心。
(4)将位移传感器固定在变形测量架上,测量标距(100mm～150mm)由标距定
位杆定位。然后将变形测量架通过紧固螺钉固定在试件中部。
(5)开动试验机,进行两次预拉,预拉荷载约相当于破坏荷载的15%～20%。
(6)预拉完毕后,重新调整测量仪器,进行正式测试,拉伸时的荷载速度控制在0.4MPa/min,每加荷500N或1000N测读并记录变形值,直至试件破坏,记录破坏荷载和断裂位置。
2.3.2试验结果处理
(1)轴向抗拉强度按下式计算(准确至0.01MPa):
ft=P/A
式中P—破坏荷载,N;
A—试件断面面积,mm2。
(2)极限拉伸值的确定:破坏荷载所对应的应变即为该试件的极限拉伸值。以应
变为横坐标,应力为纵坐标,给出每个试件的应力～应变曲线。过破坏应力坐标点,作与横坐标平行的线,并将应力～应变曲线外延,两线交点对应的应变值即为该试件的极限拉伸值,结果要求准确至1×10-4。
(3)抗拉弹性模量按下式计算(准确至100MPa):
Et=σ0.5/ε0.5
式中Et—轴向抗拉弹性模量,MPa;
σ0.5—50%的破坏应力,MPa;
ε0.5—σ0.5所对应的应变值。
抗拉弹性模量取应力从0～0.5ft破坏应力的割线弹性模量。
(4)轴向