浅析混凝土压力试验机使用的一个误区

邓玉湖

(福建省龙岩市计量所，龙岩 364000)



浅析混凝土压力试验机使用的一个误区

邓玉湖

(福建省龙岩市计量所，龙岩 364000)

混凝土抗压强度是混凝土质量的重要指标之一，然而很多人会产生一个误区：以为经过计量检定部门检定合格的压力试验机做出的混凝土强度数据必定是准确的。本文分析了这一误区的根源以及产生混凝土抗压强度失准的主要因素，并提出保证混凝土强度检测数据准确的几点建议。

混凝土；抗压强度；误区；球座自由度；机架变形

0 引言

抗压强度是混凝土质量的核心，施工建设单位、监理或政府的质量监督机构，均对混凝土试件抗压强度予以高度重视。但有时会发现试件实测抗压强度数据与构件强度存在明显不符的现象，所得检测数据误导试件的真实强度，给混凝土生产者造成不必要的损失，更重要的是将误导对结构混凝土强度的评判，后果相当严重。有人认为经过计量检定合格的压力试验机做出来的混凝土强度数据绝对是真实的，这是混凝土压力试验机使用的一大误区。

在相关的计量检定规程中，不管是JJG 139—1999《拉力、压力和万能材料试验机检定规程》还是JJG 475—2008《电子式万能试验机检定规程》中检定压力试验机都是对力值示值误差、示值重复性进行检定，经计量检测部门检测合格的压力试验机，只能说明该压力试验机的压力量值符合国家标准要求。

而混凝土抗压强度是lN的力均匀、垂直作用于1mm2面积上所得的结果。从P=F/S(单位是帕斯卡Pa)式中可以看出：要能保证测试结果的正确，除必须保证力F正确外，还需保证力能垂直、均匀地作用到面积S上，只有这两项数据均正确，才能保证测试数据正确。

这就是说，对试件作强度检测时，用合格的压力试验机，仅能保证作用于试件上的力F的准确，但不能保证压力机示值能均匀、垂直地作用在试件受压面S上。假设混凝土试件在偏心受压状态(某侧面所受的力大于对应的另一侧面)破损时，则压力机示盘所显示的力值，不是作用在试件上的全部面积上，而是局部受压，这样，必然会导致检测结果失真(偏低)，致使同组试件在两台经计量检测部门检定合格的试验机上检测数据相差4～8MPa，甚至更多。

导致混凝土抗强度数据失真主要由人为因素和压力试验机因素产生。人为因素是检测员未按要求放置混凝土试件，未能正确将试件放在受压板中心位置；压力试验因素主要由机架变形、球座自由度差产生。

1 人为因素

正确的放置混凝土试件的方式是放置受压板中心位置，一般压力试验机下压板上有画出同心圆中心位置，图1为混凝土强度检测时一切操作符合检测规程的混凝土试件破裂后的图形。

图1 试块理想破型图形

根据作者的经验，由于偏心受压可使试验数据低于实际存在的强度，最大可达30%以上。作者在长期的实际观察中发现，有的操作人员偏面追求检测速度，在试件没有放正(放偏)的情况下就对试件进行施压。偏压结果必然会造成测试数据的失准(偏离实际值)。正确的操作应该是，当测试操作结束后，检测者应查看与试件下压板接触表面上的刻痕情况。当同心圆刻痕中心处于试件正中或对角线刻痕处于试件顶角时，说明是在中心受压时破坏而没有放偏，测试数据由人为因素产生的误差较小。

2 球座自由度差

当试件承压面不平整，或上、下承压板不平行时，一般能通过球座的自动找平能力来对试件进行垂直、均匀施压。球座自动找平的能力，称为自由度。当球座丧失自动找平能力时，即球座自由度变差时，同样会对试验结果产生大的影响。因此，试验人员开始对试件测试前，必须检查球座的自由度。球座自由度失准的因素有：

1)球座不清洁:当试件压碎时的粉尘进入球碗，并与润滑油混合后形成粘稠油泥，如果不及时将此种油泥清洗干净，长期污染的结果，必然会使球座呆滞，不但不能自动找平，反而会使球座固定在原来位置，产生偏心受压。

2)R角不规范:球座是用上压头的凸面与下压头的凹面组合而成。球座的R角是指上压头的凸面与下压头凹面的接触角度。规范的R角为面接触。使用R角不符合规范要求的压力机，将降低上压板的自动找平效果。最终使压力不能垂直、均匀地作用到混凝土试件的表面上。

3 压力机上、下承压板中心线不重合

影响偏心受压的另一个原因是，压力机上、下承压板的中心线不一致(即不是同轴)。当上、下承压板中心线偏差5mm时，由于压力不是作用在试件承压面的同一轴线上，使试件某侧面首先出现裂缝，然后出现整体破碎，有时在机构的另一侧面出现水平裂缝的情况。产生这种现象可能是制造时出现了问题。

4 机架变形

现有混凝土压力试验机机架主要有两种结构形式，一是通过四根立柱组合式(如图2)，二是整体铸件结构(如图3)。整体铸件式加工成本比较高，但不易变形；而组合式结构虽然加工成本低，市场价格也很低，甚至有些厂家的整机市场价格在一万左右，目前市场上此结构试验机市场份额也多，但此结构出现的问题比较多。机架组合式的试验机是通过四根立柱支撑试验机的上压板，而四根立柱是靠上下螺母锁紧，如果球座没有足够自由度，可能会出现两个问题：一是此四根立柱锁紧后的有效长度要一致，保证上、下压板在一定范围的平行度；二是在长期混凝土破型振动中，锁紧立柱的螺母容易松动，螺牙易破损，导致上、下压板不平行，混凝土试验数据肯定失真。

图2 立柱组合式压力试验机

图3 整体铸件式压力试验机

5 结束语

总之，混凝土抗压强度是混凝土质量重要指标之一，是建设工程质量监督有力依据。真实、准确、可靠地反映混凝土抗压强必须做好以下几点：

1)做好压力试验机的检定工作，定期向计量检定部门申请周期检定，保证试验机力值符合国家要求，杜绝非计量检定人员篡改示值数据；2)做好压力试验机的维护保养工作，不定期地对试验机机架进行变形检查及球座清洁保养工作；3)在购置试验机时，不能只关注产品价格而忽视产品质量；4)混凝土强度检测员应严格按操作规程操作，确保数据准确可靠。

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[5] JJG 475—2008电子万能试验机国家计量检定规程

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.12.24