《钢丝网水泥板力学性能试验方法》

1钢丝网水泥板力学性能试验方法本文件描述了钢丝网水泥平板抗弯性能、轴心抗拉性能和吊挂力性能的试验方法。本文件适用于厚度不大于60mm的钢丝网水泥平板的力学性能试验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本GB/T4582钢丝网水泥及制品术语GB/T7897钢丝网水泥用砂浆性能试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T16491电子式万能试验机JC/T724水泥胶砂电动抗折试验机JC/T960水泥胶砂强度自动压力试验机3术语和定义GB/T4582界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1钢丝网水泥平板ferrocementflatpanel以钢丝网水泥制成的扁平状的板材。3.2衡量钢丝网水泥平板在垂直于其表面的方向上，承受由吊挂物带来的集中荷载的能力。4试验条件4.1.1试件成型用原材料、砂浆配比、配筋、试件成型、养护方式和制度，应与产品生产工艺或设计要求一致。4.1.2试件也可在已经制成的钢丝网水泥平板中切割而成。4.1.3受检试件应达到规定的养护龄期。4.2环境条件试验环境温度为（5~30）℃。5试件形状与尺寸2GB/T369120XX5.1抗弯试件和吊挂力试件形状与尺寸5.1.1抗弯试件和吊挂力试件形状见图1。标引符号说明：lw——试件长度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mmb——试件宽度，单位为毫米（mm）。图1抗弯试件和吊挂力试件的形状示意图5.1.2抗弯试件和吊挂力试件的尺寸见表1和表2。表1抗弯试件和吊挂力试件的长度单位为毫米试件厚度ℎ试件长度lw≤301100>301400表2抗弯试件、吊挂力试件和轴心抗拉试件的宽度单位为毫米纵筋间距Sj304050607090200试件宽度b210±5200±5200±5240±5210±5240±5270±5200±5240±5300±5400±55.2轴心抗拉试件形状与尺寸5.2.1轴心抗拉试件形状见图2。5.2.2轴心抗拉试件的长度650mm，试件宽度见表2。3a)主视图b）左视图标引符号说明：ll——试件长度，单位为毫米（mm）；b——试件宽度，单位为毫米（mm）；图2轴心抗拉试件形状示意图6试件制作试件内配置的钢筋和钢丝网的长度应与设计要求一致，纵向钢筋与网丝根数按式（1）、式（2）nj=················································································(1)nw··········································································(2)nj——纵向钢筋根数，单位为根；nw——纵向网丝根数，单位为根；b——试件宽度，单位为毫米（mmGB/T369120XX4Sj——纵向钢筋间距，单位为毫米（mmSw——纵向钢丝间距，单位为毫米（mm）。6.2试件保护层厚度应符合产品设计规范或设计要求控制，允许偏差应为±0.5mm。6.3试件外观要求表面平整、棱角整齐和厚度均匀，无裂缝，无露筋露丝。6.4抗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±0.5mm；试件端部应配置U型加强钢筋，其端头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。7抗弯性能所需仪器设备的要求如下：a)钢卷尺：分度值1mm；b)读数显微镜或裂缝测宽仪：测量范围(0~8)mm，分度值0.01mm；c)百分表：测量范围(0~30)mm，分度值0.01mm；d)千分表：测量范围(0~1)mm，分度值0.001mm；e)游标卡尺：测量范围(0~200)mm，分度值0.02mm；f)引伸计：测量范围(200～250)mm，分度值0.01mm；h)电子式万能试验机符合GB/T16491的规定；i)试验装置见附录A.1；j)抗折强度试验机符合JC/T724的规定；k)抗压试验机符合JC/T960的规定。7.2试件7.2.1按照第6章的规定制备试件，每组成型4个试件，试验时取其中3个试件。7.2.2在成型抗弯试件的同时，成型40mm×40mm×160mm砂浆强度试件3组，并同条件养护，按照GB/T7897测试砂浆试件抗折强度和抗压强度。7.3试验前准备试验准备工作的要求如下：a)试验前应对试件进行外观质量检查，检查试件原始裂缝，符合要求后方可进行试验；b)用游标卡尺在试件纯弯区测量试件厚度和宽度，分别测量6点，取其平均值，厚度和宽度的数值分别读数至精确到0.1mm和0.5mm；c)划出定位线和裂缝观测区标志线，见图3和表3。划线的间距误差为±0.5mm。5标引符号说明：aw——力臂长度，单位为毫米（mml0——纯弯区长度，单位为毫米（mmlw——试件总长度，单位为毫米（mmb——试件宽度，单位为毫米（mm）。图3抗弯试件定位线和裂缝观测区标志线示意图表3抗弯试件定位线尺寸单位为毫米试件厚度h纯弯区长度l0力臂长度aw试件总长度lw≤303003001100>3040040014007.4安装试件及仪表试件及仪表的安装要求如下：a)将试件放置在支座上，按定位线定位；b)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标引序号说明：1——挠度计或百分表；GB/T369120XX62、3——千分表；4——试件。图4受弯试验仪表安装示意图7.5加荷试验7.5.1预加荷载的确定预加荷载要求如下：a)在分级加荷前，应先进行预加荷，其值不超过试件设计抗裂荷载的50%，也可按式（3）确定。Py=Rwl···········································································(3)Py——预加荷载，单位为牛顿（Nb——试件宽度，单位为毫米（mmh——试件厚度，单位为毫米（mmaw——力臂长度，单位为毫米（mmRwl——砂浆试件抗折强度，单位为兆帕（MPa）。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B选择。7.5.2分级加荷、仪表读数分级加荷及仪表读数按下列规定进行：a)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；b)分级加荷，每级加荷量为试件破坏荷载的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；c)在测量区内进行各级荷载下的裂缝观测，确定裂缝出现的时刻和部位。用20倍读数显微镜或裂缝测宽仪测量裂缝的宽度。d)当裂缝宽度大于0.1mm时，注意保护仪表；破坏前拆除仪表，加荷直至破坏。e)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C进行。7.5.3保护层厚度测量钢丝网和钢筋的保护层厚度在初始裂缝和破坏截面处均测3点，取平均值，精确到0.5mm。7.6试验结果计算7.6.1钢丝网水泥平板抗弯初裂弯矩和初裂强度按式(4)、(5)进行计算：Mcfpcfaw+kbℎ)×10__6··························································(4)···········································································(5)Mcf——钢丝网水泥平板初裂弯矩，单位为千牛·米（kN·mpcf——钢丝网水泥平板抗弯初裂荷载，单位为牛（Nσcf——钢丝网水泥平板抗弯初裂强度，单位为兆帕（MPa7aw——钢丝网水泥平板抗弯试验时弯曲力臂长度，单位为毫米（mmb——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm当ℎ≤30mm时，k＝0.172N/mm；当ℎ>30mm时，k＝0.263N/mm。a)钢丝网水泥平板抗弯裂缝为一定宽度时弯矩和强度按式（6）至（9）计算：MP0.05aw×10__6·······································=··········································································(7)MP0.1aw×10__6······························································································(9)b)钢丝网水泥平板抗弯破坏弯矩和强度按式（10）和（11）计算：Mp=Ppaw×10__6························································σ=3ppawMp——钢丝网水泥平板抗弯破坏弯矩，单位为千牛·米（kN·mPp——钢丝网水泥平板抗弯破坏荷载，单位为牛（Nσp——钢丝网水泥平板抗弯破坏强度，单位为兆帕（MPa）。7.6.3钢丝网水泥平板纯弯区挠度如图5所示，按式(12)计算：GB/T369120XX8标引符号说明：aw——力臂长度，单位为毫米（mml0——纯弯区长度，单位为毫米（mmP——荷载，单位为牛顿（Nf——钢丝网水泥平板纯弯区中心点挠度，单位为毫米（mmfo——纯弯区中心点挠度计或百分表读数，单位为毫米（mm）；f1、f2——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）。图5纯弯区挠度示意图f=fo+(f1+f2)··································································(12)f——钢丝网水泥平板纯弯区中心点挠度，单位为毫米（mmfo——纯弯区中心点挠度计或百分表读数，单位为毫米（mmf1、f2——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）。7.6.4按各个试件的各级荷载下M值和f值，绘制钢丝网水泥平板弯矩-挠度曲线图。7.6.5钢丝网水泥平板抗弯刚度按式（13）计算：B——钢丝网水泥平板抗弯刚度，单位为牛•米（N•m2pt——钢丝网水泥平板抗弯弹性阶段荷载，即对应于弯矩-挠度曲线上直线段的最大荷载，单位为牛（Nft——对应于pt值的钢丝网水泥平板纯弯区中心点挠度，单位为毫米（mm）。7.7结果评定7.7.1试验数据和结果评定按GB/T8170的规定执行。7.7.2钢丝网水泥平板抗弯试验结果按每组3块算术平均值评定。97.7.3钢丝网水泥平板抗弯试验结果，如出现下列情况之一时，结果无效：a)当保护层厚度不满足设计要求或实际情况时；b)测试结果无法衡准时；c)单块试验结果低于3块试件算术平均值的20%时。8轴心抗拉性能8.1仪器设备所需仪器设备的要求如下：a)钢卷尺：分度值1mm；b)读数显微镜：测量范围(0~8)mm，分度值0.01mm；c)百分表：测量范围(0~30)mm，分度值0.01mm；d)千分表：测量范围(0~1)mm，分度值0.001mm；e)游标卡尺：测量范围(0~200)mm，分度值0.02mm；f)引伸计：测量范围(200～250)mm，分度值0.01mm；h)电子式万能试验机符合GB/T16491的规定；i)试验装置见附录A.2；j)抗折强度试验机符合JC/T724的规定；k)抗压试验机符合JC/T960的规定。8.2试件8.2.1按照第6章的规定制备试件，每组成型4个试件，试验时取其中3个试件。8.2.2在成型抗拉试件的同时，成型40mm×40mm×160mm砂浆强度试件3组，并同条件养护，按照GB/T7897测试砂浆试件抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度。8.3试验前准备试验准备工作的要求如下：a)试验前应对试件进行外观质量检查，检查试件原始裂缝，符合要求后方可进行试验；b)在裂缝观测区测量试件厚度和宽度，分别测量6点，取其平均值，厚度和宽度的数值分别读数至0.1mm和0.5mm。划定位线和裂缝观测区标志线，见图6和表4，划线误差为±0.5mm。标引符号说明：GB/T369120XXal——应力缓冲区长度，单位为毫米（mmll——裂缝观测区长度，单位为毫米（mm）；b——试件宽度，单位为毫米（mm）。图6轴心抗拉试件定位线和裂缝观测区标志线示意图表4轴心抗拉试件定位线尺寸单位为毫米裂缝观测区长度ll应力缓冲区长度al200~250100~125安装试件与仪表试件及仪表的安装要求如下：a)将试件安装在夹具上，使试件的轴心线与上、下夹板的中心线对准，拧紧螺栓，夹紧试件，务使螺栓的夹紧程度相一致。b)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，务使仪表工作正常。c)测量变形的仪表宜采用测量标距为（200～250）mm的引伸仪，其布置见图7。单位为毫米a)主视图b）左视图图7轴心抗拉试件引伸计布置图8.5加荷试验8.5.1预加荷载和偏心调节预加荷载和偏心调节的要求如下：a)在分级加荷之前，应先预加荷载，其值不得超过设计抗裂荷载的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D确定：PY=Rwlbℎ········································································(14)PY——预加荷载，单位为牛（NRwl——砂浆抗折强度，单位为兆帕（MPab——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm）。b)预加荷载时，观察试件偏心情况，根据4个引伸计的读数，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（5~10）×10-6ε为宜。8.5.2分级加荷分级加荷按下列规定进行：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1/5~1/12，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5min，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。c)在试验过程中，当4个仪表读数差值较大时，应调节偏心，尽量使读数差值以不大于(5～10)×10-6ε为宜；初裂后，其差值应控制在20%以内。d)在裂缝观测区内进行各级荷载的裂缝观测，确定裂缝出现的时刻与部位，用20倍读数显微镜或裂缝测宽仪测量裂缝宽度。e)当裂缝宽度大于0.1mm时，注意保护仪表；破坏前拆除仪表，加荷直至破坏。8.6保护层厚度测量钢丝网和钢筋的保护层厚度在初始裂缝和破坏截面处均测3点，取平均值，精确到0.5mm。8.7试验结果计算8.7.1钢丝网水泥平板轴心抗拉应力按式（15）计算：σ=P··············································································(15)σ——钢丝网水泥平板轴心抗拉应力,单位为兆帕（MPaP——钢丝网水泥平板轴心抗拉荷载，单位为牛（Nb——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm）。8.7.2钢丝网水泥平板轴心抗拉初裂强度按式（16）计算：············································································(16)GB/T369120XXPcf——钢丝网水泥平板抗拉初裂荷载，单位为牛（Nσcf——钢丝网水泥平板抗拉初裂强度，单位为兆帕（MPab——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm）。8.7.3钢丝网水泥平板抗拉裂缝为一定宽度时的强度按式(17)、(18)计算：·········································································(17)···········································································(18)P0.05、P0.1——当钢丝网水泥平板抗拉裂缝宽度分别为0.05mm、0.1mm时的荷载，单位为牛（Nb——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm）。8.7.4钢丝网水泥平板轴心抗拉破坏强度按（19）计算：σP——钢丝网水泥平板轴心抗拉破坏强度，单位为兆帕（MPaPP——钢丝网水泥平板轴心抗拉破坏荷载，单位为牛（N）。b——试件宽度，单位为毫米（mmℎ——试件厚度，单位为毫米（mm）。8.7.5按各个试件的各级应力和应变实测值，绘制钢丝网水泥平板轴心抗拉应力-应变曲线。8.7.6钢丝网水泥平板轴心抗拉弹性模量按式（20）计算：Et——钢丝网水泥平板轴心抗拉弹性模量，单位为兆帕（MPaσt——钢丝网水泥平板轴心抗拉弹性极限强度，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（MPaεt——钢丝网水泥平板轴心抗拉弹性极限强度，即对应于应力-应变曲线上直线段的最大应变值。8.7.7钢丝网水泥平板轴心抗拉变形模数，按式（21）、（22）、（23）计算：Ecf···········································································(21)E·········································································(22)E···········································································(23)Ecf、E0.05、E0.1——分别为钢丝网水泥平板轴心抗拉初裂、裂缝宽度为0.05mm、0.1mm时的变形模数，单位为兆帕（MPaεcf、ε0.05、ε0.1——分别为钢丝网水泥平板轴心抗拉初裂、裂缝宽度为0.05mm、0.1mm时的应变8.8结果评定8.8.1试验数据和结果评定按GB/T8170的规定执行。8.8.2钢丝网水泥平板抗拉试验结果按每组3块算术平均值评定。8.8.3钢丝网水泥平板抗拉试验结果，如出现下列情况之一时，结果无效：a)当保护层厚度不满足设计要求或实际情况时；b)测试结果无法衡准时；c)单块试验结果低于3块试件算术平均值的20%时。按照第6章的规定制备1个试件。9.2试验前准备试验前应对试件进行外观质量检查，检查试件原始裂缝，符合要求后可进行试验。9.3试验步骤9.3.1在试件中高600mm处，切孔洞，清残灰后，用水泥水玻璃浆(或其他黏结剂)黏结吊挂件。24h后，检查吊挂件安装是否牢固，若不牢固应重新安装。9.3.2将试件如图8所示固定，上下管间距(L-100)mm。标引序号及符号说明：GB/T369120XX2——固定横梁；3——紧固件；4——吊挂件；5——试件；G——施加的荷载。图8吊挂力试验装置示意图9.3.3通过吊挂件，分二级施加荷载，第一级加荷500N，静置2min；第二级再加荷700N，静置24h，观察吊挂区周围板面有无宽度超过0.5mm的裂缝，记录试验结果。10试验报告试验报告应包括下列内容：a)本文件标准编号和检测项目；b)送样单位和产品名称；d)试样编号、规格尺寸、数量、配筋情况、保护层厚度和砂浆强度；e)试验用主要仪器设备；g)试验单位、试验人员、试验日期和其他。试验装置A.1抗弯试验装置A.1.1钢丝网水泥平板抗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±2%。装置见图A.1。1——加荷横杆；2——试件；3——圆形可动支座；4——百分表；5——千分表；6——固定支座；7——支座架；8——调节环；9——荷载；10——加荷板；11——吊杆；12——支柱。图A.1抗弯试验装置示意图GB/T369120XXA.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A.1选取。表A.1预压荷载量试件厚度/mm预压荷载/kNh≤30h＞30A.1.3支座和加荷横杆均采用直径d为（20～40）mm的圆钢。当试件厚度h＞30mm时，支座与试件之间垫以（20×5）mm的钢质薄板条。支座间距l0和加荷力臂a的尺寸值，按表3选取。A.1.4支座上缘与支座梁上缘间的距离应不小于300mm。A.1.5试验用吊杆应采用具有铰连接及调节松紧装置的钢质杆或柔性绳。A.2