钢丝网水泥板力学性能试验方法

钢丝网水泥板力学性能试验方法

国家标准 GB/T3691一2008 代替GB7389T 3692一1983 钢丝网水泥板力学性能试验方法 1woolceenttile Mechaniealpropertiestestingmethodofsteel 2008-07-30发布 2009-03-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T3691一2008 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 试件形状与尺寸 试件制作 试验设备、装置与仪表 试验方法 1 试验报告 附录A规范性附录试验用主要设备、仪表 12 附录B资料性附录试验装置 附录c(规范性附录测定抗弯刚度时预加荷载值的计算 附录D(资料性附录受弯试验试件变形均匀性调节与控制方法 15 附录E规范性附录轴心受拉弹性模量预加荷载值的计算 16
GB/T3691一2008 前 言 本标准代替GB/T3691一1983《钢丝网水泥板受弯试验方法》,GB/T3692一1983《钢丝网水泥板轴 心受拉试验方法》. 本标准与GB/T3691一1983,GB/T3692一1983相比,主要变化如下 -增加了规范性引用文件; -增加了钢丝网水泥板及试验项目名称的术语和定义; -明确了试验用仪器设备型号、精确度和分度值; 采用目前我国规定的法定计量单位; 取消了原GB/T3692一1983附录B 本标准附录A、附录C、附录E为规范性附录,附录B附录D为资料性附录 本标准由建筑材料联合会提出 本标准由全国水泥制品标准化技术委员会归口 本标准负责起草单位;苏州混凝土水泥制品研究院 本标准主要起草人;冯立平,吴楠峰、昊昌旭、王希哲,谢雪英、,陈惠珍 本标准委托苏州混凝土水泥制品研究院负责解释 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T3691一1983; -GB/T3692一1983 业
GB/T3691一2008 钢丝网水泥板力学性能试验方法 范围 本标准规定了钢丝网水泥板受弯、轴心受拉性能试验方法、试件制作、试验仪器、试验步骤及试 验报告 本标准适用于厚度不大于60mm的钢丝网水泥板受弯受拉力学性能试验 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T1250极限数值的表示方法和判定方法 GB/T8170数值修约规则 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 钢丝网水泥板steelwolcememttile 以钢丝网或钢丝网和钢筋为增强材料,水泥砂浆为基材组合而成的一种薄壁结构材料 3.2 无筋钢丝网水泥板almeshsteelwooleementtile 只配钢丝网,不配钢筋的钢丝网水泥 钢筋钢丝网水泥板steelwowlcementtilewithskeletalbaP 同时配置钢丝网和钢筋的钢丝网水泥 纵筋longitudinalbar 沿钢丝网水泥板长度方向配置的钢筋 3.5 横筋transversebar 沿钢丝网水泥板宽度方向配置的钢筋 3.6 轴心受拉性能axoaltensiveproperty 钢丝网水泥试件在通过轴心的轴向拉力作用下,各阶段的裂缝开展、强度与变形性能 3 受弯性能flexuralproperty 钢丝网水泥试件在弯矩作用下,各阶段的弯曲力学性能 受弯试验装置flexuraltestdeyiee -种可以使钢丝网水泥板中部(300400)mm范围内承受纯弯曲的受弯试验装置
GB/T3691一2008 试件形状与尺寸 4.1受弯试件形状与尺寸 4.1.1受弯试件形状见图1. 图1 4.1.2受弯试件尺寸见表1,表2 表1受弯试件尺寸 单位为毫米 试件厚度h 纯弯区长度 力臂长度a 端部长度e 试件总长度！ 30 300 300 100 1100士2 30 400 400 100 1400士2 表2受弯、受拉试件宽度 单位为毫米 纵筋间距 30 40 50 60 70 80 90 100 150 S 120 21o 200 200 240 210 240 270 200 240 300 试件宽度 误差 士l 4.2轴心受拉试件形状与尺寸 4.2.1轴心受拉试件形状见图2 斜度I:10 图2
GB/T3691一2008 4.2.2轴心受拉试件尺寸见表3,试件宽度见表2. 表3轴心受拉试件尺寸 单位为毫米 纯弯区长度 力臂长度a 端部长度 试件总长度 200250 100125 100 650士2 试件制作 试件制作质量要求 5.1.1试件成型用原材料、砂浆配比、配筋、试件成型,养护方式与制度,应与设计要求或现场制作实际 情况一致 5.1.2试件内配置的筋、网应与试件宽度一致,纵向加筋与网丝根数按式(l),式(2)确定 b 司 一1 2 川w 式中: 纵向钢筋根数; n 纵向网丝根数; n 试件宽度,单位为毫米(mm); 纵向钢筋间距,单位为毫米(mm); S S 纵向钢丝间距,单位为毫米(mm 5 1.3试件保护层厚度应严格按有关产品设计规范或设计要求控制,其误差为士0.5mm. 5.1.4 试件外观要求平整、棱角整齐、厚度均匀,无原始裂缝 5.1.5受拉试件应预置夹紧螺栓预留孔,孔径20mm,孔间距100mm,尺寸误差为士0.5mm;试件端 部配筋应加强,纵向加筋端部应弯钩,并应延伸至应力缓冲区,于75mm范围内逐渐减至试件设计或实 际配筋 5.2成型用模具要求 成型用模具宜采用钢模,也可采用木模 模具尺寸精度应符合表4规定 表4模具尺寸精度 单位为毫米 长 度 宽 度 厚 度 士2 士1 士0.5 5.3试件数量 5.3.1受弯试件,受拉试件每组各成型4块,试验时取其中3块 5.3.2在成型受弯、受拉试件的同时,成型40mm×40mm×160mm砂浆强度试件3组,并同条件养 护,以测量砂浆试件抗折强度,抗压强度、劈裂抗拉强度 试验设备、装置与仪表 试验用设备和仪表见附录A 6 试验装置参见附录B 试验方法 受弯性能 试验前准备 试验前应对试件进行外观质量检查,除去浮灰,用丙酮擦拭试件表面,根据湿痕检查试件原始 a
GB/T3691一2008 裂缝,符合要求后方可进行试验 b)在纯弯区测量试件厚度和宽度,测量6点,取其平均值,读数应分别精确到0.lmm和0.5 mm 划出定位线和裂缝观测区标志线,见图3 划线的误差为士0.5 mm 单位为毫米 裂缝观测区 50 5G 图3 7.1.2安装试件及仪表 a)将试件放置在支座上,按定位线定位; 安装测量挠度和变形的仪表(见图4),施加初次荷载(不大于100N),检查仪表工作是否正常 b -挠度计或百分表; 2、3- 千分表; 试件 图4 7.1.3加荷试验 7.1.3.1预加荷载的确定 a 在分级加荷前,应先进行预加荷,其值不超过试件抗裂荷载的50%,也可按式(3)确定 M (3) -R似l 式中: P -预加荷载,单位为牛顿(N) 试验宽度,单位为毫米(mm); 试件厚度,单位为毫米(mm); 力臂长度,单位为毫米(n mm; 砂浆试件抗折强度,单位为兆帕MPa) R b)当测定抗弯刚度时,预加荷载应反复进行5次,其值按附录C选择
GB/T3691一2008 7.1.3.2分级加荷、仪表读数 加载前,将荷载和仪表读数均调整至零点或确定一个初读数; a b)分级加荷,每级加荷量为试件的1/15~1/12;试件初裂前的级数不少于5级,每级加荷的时间 间隔为5min,每级加荷完毕,即读取仪表初读数,下级加荷前读取终读数 在测量区内进行各级荷载下的裂缝观测 用丙酮擦拭试件表面,确定裂缝出现的时刻和部位 用20倍读数显微镜测量裂缝的宽度; d 当裂缝宽度大于0.lmm时,注意保护仪表;破坏前拆除仪表,加荷直至破坏 试验过程如需对试件变形均匀性加以调节与控制时,可按附录D进行 7.1.3.3测量保护层厚度 分别在初始裂缝和破坏截面处各测3点保护层厚度,取平均值，结果修约至0.51 mm 7.1.4试验结果计算 7.1.4.1钢丝网水泥板受弯初裂弯矩和初裂强度按式(4),式(5)进行计算 h M-Pa十 3Ped da bh" 式中: M 钢丝网水泥板初裂弯矩,单位为牛 米(N m); P -钢丝网水泥板受弯初裂荷载,单位为牛(N) 钢丝网水泥板受弯初裂强度,单位为兆帕(MPa); od -钢丝网水泥板受弯试验时弯曲力臂长度,单位为毫米(mm); 试件宽度,单位为毫米(mm); 试件厚度,单位为毫米(mm); 自重影响系数 当h<30m时,k=0.172MPa 当h>30mm时,k=0.263MPa 7.1.4.2结果计算如下: 钢丝网水泥板受弯裂缝为一定宽度时弯矩和强度按式(6)一式(9)计算 M.0s -P.d 京 3P.sa a.s bh” P 8 M ,.14 3P1a . bh" 式中: 当钢丝网水泥板受弯裂缝宽度分别为0.05nmm,0.1nmm时的强度,单位为兆帕 oa,0s\o, MPa); .M京 M -当钢丝网水泥板受弯裂缝宽度分别为0.05mmm,0.lmm时的弯矩,单位为牛米(Nm); a.0 P.n、Pn 当钢丝网水泥板受弯裂缝宽度分别为0.05mm,0.1mm时的荷载,单位为牛(N). b)钢丝网水泥板受弯破坏弯矩和强度按式(10)和式(11)计算 M，= -P,a4 l0
GB/T3691一2008 3P,d 11 口p bh？ 式中 M 钢丝网水泥板受弯破坏弯矩,单位为牛米(N”m); P -钢丝网水泥板受弯破坏荷载,单位为牛(N); -钢丝网水泥板受弯破坏强度,单位为兆帕(MPa) G 7.1.4.3钢丝网水泥板纯弯区挠度如图5所示,按式(12)计算 P/2 /2 图5 12 /-人+喜'h十 式中: 钢丝网水泥板纯弯区中心点挠度,单位为毫米(mm); 纯弯区中心点挠度计或百分表读数,单位为毫米(mm) fi、 分别为试件在支座1和支座2处的千分表读数,单位为毫米(mm) 7.1.4.4按各个试件的各级荷载下M值和值,绘制钢丝网水泥板弯矩-挠度曲线图 7.1.4.5钢丝网水泥板抗弯刚度按式(13)计算 P,l6 B= 13) 6 式中: B钢丝网水泥板抗弯刚度,单位为兆帕MPa). P -钢丝网水泥板受弯弹性阶段荷载,即对应于弯矩-挠度曲线上直线段的最大荷载,单位为牛(NV); f---对应于P值的钢丝网水泥板纯弯区中心点挠度,单位为毫米(mm) 7.2轴心受拉性能 7.2.1试验前准备 试验前应对试件进行外观质量检查,除去浮灰,用丙酮擦拭试件表面,根据试件湿痕检查试件 a 原始裂缝,符合要求后可进行试验 b mm和 在裂缝观测区测量试件厚度和宽度,测量6点,取其平均值,读数应分别精确到0.1 0.5mmm 划定位线和裂缝观测区标志线,见图6,划线误差不得超过士0.5mm
GB/T3691一2008 单位为毫米 裂继观测区 10 10 图6 7.2.2安装试件与仪表 将试件安装在可调偏心夹具上,使试件的轴心线与上、下夹板的中心线对准,拧紧螺栓,夹紧试 a 件,务使螺栓的夷紧程度相一致 将测量变形的仪表安装在试件的裂缝观测区,施加初载(不大于100N),检查仪表工作情况、 b 务使仪表工作正常 测量变形的仪表宜采用测量标距为(200一250)mm的机械式引伸仪,其布置见图7 单位为毫米 机械式引伸仪(4个 25 25 图7
GB/T3691一2008 7.2.3加荷试验 7.2.3.1预加荷载和偏心调节 a 在分级加荷之前,应先预加荷载,其值不得超过抗裂荷载的50%,也可按式(14)确定 当测定 弹性模量时,预加荷载应反复进行5次,其值按附录E确定 .(14 片,=R.M 式中 预加荷载,单位为牛(N); R 砂浆抗折强度,单位为兆帕(MPa); 试件宽度,单位为毫米(mm); 试件厚度,单位为毫米(mm) 预加荷载时,观察试件偏心情况,根据4个机械式引伸仪的读数,同时旋转可调偏心夹具上、下 b 摇柄,以调节试件偏心,尽量使4个仪表读数一致,其差值以不大于(510)×10-e为宜 7.2.3.2分级加荷 a)加荷前,将荷载和仪表读数调整到零点,或取初始读数 b)每级加荷量为试件破坏荷载的1 1/5 1/12,试件初裂前的加荷级数不得少于5级,每级荷载的 时间间隔为5 ,每级加荷完毕后,即读取各级荷载下的初读数,下级加荷前,读完终读数 min， 在试验过程中,当4个仪表读数差值较大时,应调节偏心,尽量使仪表读数一致 初裂前,其读 数差值以不大于(5" e为宜;初裂后,其差值应控制在20%以内 l0Xl0" 在裂缝观测区内进行各级荷载的裂缝观测,用丙酮擦拭试件表面,确定裂缝出现的时刻与部 位,用20倍读数显微镜测量裂缝宽度 当裂缝宽度大于0.lmm时,注意保护仪表;破坏前拆除仪表,加荷直至破坏 7.2.4保护层厚度测量 分别在初始裂缝和破坏截面处各测3点保护层厚度,取平均值,精确到0.5n mm 7.2.5试验结果计算 7.2.5.1钢丝网水泥板轴心受拉应力按式(l5)计算 ** 15 式中: -钢丝网水泥板轴心受拉应力,单位为兆帕(MPa); P -钢丝网水泥板轴心受拉荷载,单位为牛(N); 试件宽度,单位为毫米(mm); -试件厚度,单位为毫米(mm) 7.2.5.2钢丝网水泥板轴心受拉初裂强度按式(16)计算: ' 16 ( d 丽 式中: 钢丝网水泥板受拉初裂荷载,单位为牛(N); 钢丝网水泥板受拉初裂强度,单位为兆帕(MPa); 试件宽度,单位为毫米(mm) 试件厚度,单位为毫米(mm 7.2.5.3钢丝网水泥板受拉裂缝为一定宽度时的强度按式(17),式(18)计算 Pu.0s (17) o.0 h
GB/T3691一2008 P 18) oo.1 6h 式中: 当钢丝网水泥板受拉裂缝宽度分别为0.05mm,0.1mm时的强度,单位为兆帕 Go.05oo. MPa); 当钢丝网水泥板受拉裂缝宽度分别为0.05mm,0.1mm时的荷载,单位为牛(N) P,05、Pa, -试件宽度,单位为毫米(mm); 试件厚度,单位为毫米(mm) 7.2.5.4钢丝网水泥板轴心受拉破坏强度按式(19)计算: ' 19 op 丽 式中: -钢丝网水泥板轴心受拉破坏强度,单位为兆帕(MPa); o 钢丝网水泥板轴心受拉破坏荷载,单位为牛(N); P 试件宽度,单位为毫米(mm); 试件厚度,单位为毫米(mm) 7.2.5.5按各个试件的各级应力和应变实测值,绘制钢丝网水泥板轴心受拉应力-应变曲线 7.2.5.6钢丝网水泥板轴心受拉弹性模量按式(20)计算 E，=O 20 E 式中: 钢丝网水泥板轴心受拉弹性模量,单位为兆帕(MPa); -钢丝网水泥板轴心受拉弹性极限强度,即对应于应力-应变曲线上直线段的最大应力值,单 位为兆帕(MPa); -钢丝网水泥板轴心受拉弹性极限强度即对应于应力-应变曲线上直线段的最大应变值 7.2.5.7钢丝网水泥板轴心受拉变形模数,按式(21),式(22),式(23)计算 o4 21 Ea E o.0s 22 E.的 E0.05 oa 23 Ea E0.1 式中: E、Es、E 分别为钢丝网水泥板轴心受拉初裂,裂缝宽度为0.05mm,0.lmm时的变形模 数,单位为兆帕(MPa); -钢丝网水泥板轴心受拉初裂、裂缝宽度为0.05mm,0.1mm时的应变值 een.0Gen.1 7.3结果评定 7.3.1试验数据按GB/T8170进行修约,结果评定按GB/T1250中修约比较法进行 7.3.2钢丝网水泥板试验结果按每组3块算术平均值评定 钢丝网水泥板试验结果,如出现下列情况之一时,结果无效 7.3.3 当保护层厚度不满足设计要求或实际情况时 a) b)测试结果无法衡准时; 单块试验结果低于3块试件算术平均值的20%时 c
GB/T3691一2008 试验报告 试验报告应包括下列内容: a)试验项目名称 试验目的与要求; b 试件成型日期、试验日期; 试件编号、尺寸大小,配筋情况、保护层厚度、砂浆强度; 试件来源、原材料品种及规格、砂浆配比、成型、养护方式及制度; f 试验设备、装置与仪表; g)试验结果,根据试验目的与要求,绘制出钢丝网水泥板各项性能测试值 h 试验人员签名 10
GB/T3691一2008 附 录A 规范性附录 试验用主要设备、仪表 钢丝网水泥板受弯、轴心受拉试验用主要仪器、仪表见表A.1 表A.1 序号 名 称 测量范围 精确 度 怀 度值 示值偏差 1000mm1 I级士0.3mm lmmm 俐卷尺 2000mm 级士0.7mm lmmm 5000mm 级士1.3mm lmm 读数显微镜 (08)mm 士0.01mm 0.01mm 秒表 15min 1级 010)mm 百分表 士0.1mm 0.1mm (030)mm 台秤 100kg 皿级 机械式引伸仪 200一250mm 士0.01mm 0.01mm 千分表 (0l)mm 士0.01mm 0.01mm 030)kN 1N 微机控制压力试验机 级 0一6000)N 1级 1N 胶砂强度抗折试验机 10 深度游标卡尺 0200)mm 士0,02mm 0.02mm 12 030)kN 1级 1N 电子式万能材料试验机 13 电子式万能材料试验机 060)kN 1级 1N 1l
GB/T3691一2008 附 录 B 资料性附录 试验装置 B.1受弯试验装置 B.1.1钢丝网水泥板受弯试验采用双臂外伸纯弯试验装置,可采用重物、杠杆式或液压式加荷 荷载 误差不得超过士2% 装置见图B.1 加荷横杆 试件; -圆形可动支座" 百分表; 千分表; 固定支座; 支座架 调节环 荷载; 加荷板 10 1 吊杆; 12 支柱 图B.1 12
GB/T3691一2008 B.1.2试验装置用支座梁要有足够刚度,基础坚实可靠 对新设置的试验装置必须采用钢质试件进 行预压试验,预压三次,预压荷载量按表B.1选取 表B.1 试件厚度/mm 预压荷载量/kN h30 30 >90 h30 B.1.3支座和加荷横杆均采用直径d为(2040)mm的圆钢 当试件厚度h>30mm时,支座与试件 之间垫以20mm×5mm的钢质薄板条 支座间距和加荷力臂a的尺寸值,按表1选取 3.1.4支座上缘与支座梁上缘间的距离应不小于300mm. B.1.5试验用吊杆应采用具有钦连接及调节松紧装置的钢质杆或柔性绳 B.2轴心受拉试验装置 B.2.1当试件厚度h不大于30mm时,可采用100kN拉力试验机;当试件厚度h大于30mm时,应采 用300kN或更大荷载的拉力试验机 拉力试验机上、下端最大净距宜不小于1500mm. B.2.2钢质楔形端部试件形状、尺寸见图B.2 俏质侠形喘板(4块)斜度1:;10 图B.2 13
GB/T3691一2008 c 附 录 规范性附录 测定抗弯刚度时预加荷载值的计算 测定钢丝网水泥板抗弯刚度时.预加荷载值按试件无横筋和有横筋两种情况进行计算.见式 C.1),式(C.2) 无横筋时 a w aR P C.1 4a b 有横筋时 W" P C.2) R似 4a 式中: 测定刚度时预加荷载值,单位为牛(N); P 无横筋的钢丝网水泥试件换算截面受拉边缘弹性抵抗矩,单位为立方毫米(mm') W WN" 有横筋的钢丝网水泥试件换算截面受拉边缘弹性抵抗矩,换算截面计算时,将位于受拉区 按中和轴位于试件的0.5h处计)的横筋占有的面积扣除,单位为立方毫米(mmn') 力臂长度,单位为毫米(mm): R -40mm×40mmX160mm砂浆试体抗折强度,单位为兆帕(MPa). 14
GB/T3691一2008 D 附 录 资料性附录 受弯试验试件变形均匀性调节与控制方法 采用4个标距1为(200~250)mm的引伸仪测量试件变形,布置见图D.1,根据4个仪表的读数 调节加荷杆上的调节环,尽量分别使横向,纵向仪表读数一致 初裂前,其差值应控制在5X10-"E一 10×10-"e为宜;初裂后,其差值应控制在20%以内 单位为毫米 50 边 图D.1 15
GB/T3691一2008 附 录 E 规范性附录 轴心受拉弹性模量预加荷载值的计算 测定钢丝网水泥板弹性模量时,预加荷载值按试件无横筋和有横筋两种情况进行计算,见式 (E.I)式(E.2) a)无横筋时 P，= (4+uR.M E.1 b)有横筋时 A山 R.bh E.2) 只-(十1" 丽 式中: 测定弹性模量时预加荷载值,单位为牛(N); P 锅丝网水泥试件纵向加筋和网丝的载面积总和,单位为平方塔来(Gmmr) -试件宽度.-单位为毫米(mm) -试件厚度-单位为毫米(mm) h -40mm×40mm×160mm砂浆试体抗折强度,单位为兆帕(MPa); R 习d 钢丝网水泥试件同一截面横筋直径总和,取其最大值,单位为毫米(mm). 16