自制抗剪仪对混凝土抗剪与抗压、拉强度的关系研究

乔 健

（1安徽省水利科学研究院，安徽 合肥 230000；2安徽省建筑工程质量检验检测站，安徽 合肥 230000）

1 混凝土抗剪仪的研制

图1 剪切试验夹具总装图

按照设计图制作的实物抗剪仪设备：

图2 实物抗剪仪设备

在总结前人试验的基础上，拟通过冲压剪切得出混凝土抗剪强度的数值。混凝土抗剪仪的主体构件为导向轴套与承压轴，试验的具体过程为通过承压轴将实验油压机的压力传导到导向轴套内的混凝土构件上，混凝土构件被左右加压固定，通过上下方向的冲压剪切测得混凝土试件被破坏时的压力数值，即为混凝土抗剪强度。以上为混凝土抗剪仪的样品图与设计图。自制剪切仪能够方便快捷地进行抗拉、抗压、抗剪切试验，满足实际检测工作中需求，极大地提升检测工作效率。

2 混凝土试件成型和数据采集

成型3块试件：C20、C30、C40。

试件尺寸：300mm×400mm×500mm。

钻取芯样：每块试件钻取12个直径100mm，高度300mm的芯样。

加工样品：

①每种强度等级，3个抗压试件；

②每种强度等级，3个直径100mm，高径比1:1的劈拉试件；

③每种强度等级，6个直径100mm，高度即厚度40mm的抗剪试件。

3 混凝土抗压强度试验

本次试验采用的是直径100mm，高径比1:1的抗压件。

①标准养护条件下养护到规定龄期。

②先检查其尺寸及形状，相对两面应平行，表面倾斜偏差不得超过0.5mm。量出棱边长度，精确至1mm。试件受力截面积按其与压力机上下接触面的平均值计算。

混凝土抗压强度试验数据 表1

③混凝土抗压强度以150mm×150mm×150mm的方块为标准件。

采用本试验方法得到的抗压强度数据经过理论计算，和其剪切强度的相对应关系，其相关性比较理想。

4 混凝土抗拉强度试验

①采用直径100mm，高径比1:1的劈拉试件，其最大集料粒径应为30mm。

②试件同龄期者为一组，每组为3个同条件制作和养护的混凝土试块。

③试验数据

见表2。

混凝土抗拉强度实验 表2

采用本试验法测得的劈裂抗拉强度值，经理论计算，换算为轴心抗拉强度，应乘以换算系数0.9，符合实际应用，适合各种混凝土试件，抗拉强度与抗剪切强度相对于关系符合度高，能够满足实际工作需求。

5 混凝土抗剪强度实验

①直径100mm，高度即厚度40mm的抗剪试件。

②试件应同龄期者为一组，每组为6个同条件制作和养护的混凝土试块。

③实验数据

见表3。

混凝土抗剪强度实验 表3

抗剪切强度试验数据经理论计算，其相关性比较理想，能够满足建筑岩芯的检测要求。其相关性分析图如图3～图5。

图3 抗压强度和抗剪切强度线性回归分析

图4 抗拉强度与剪切强度线性回归分析（y=0.3319+0.4584,R=0.4096）

图5 抗压强度与抗剪切强度线性回归分析（y=5.2171x-0.7647,R2=0.7576）

本试验使用的是自行研发的混凝土抗剪仪，对结构混凝土抗剪强度进行测试，同时对混凝土抗拉强度和抗压强度进行测试，以总结归纳了两者间的相关关系，经反复研究比较，结构混凝土抗剪强度测试的实际应用，切实可行，满足检测工作需求，大大地提升检测工作效率，具有良好的实际应用效果。

6 结论

①以自制混凝土抗剪仪得到的抗剪强度与劈拉强度之间具有良好的相关关系。混凝土的抗剪强度和抗拉强度之比在4.277～5.198。该结论与同类实验的数据相吻合。

②以自制混凝土抗剪仪得到的抗剪强度与劈压强度之间具有良好的相关关系。混凝土的抗剪强度和抗压强度之比在0.293～0.348。该结论也与同类实验的数据相吻合。

③通过自制混凝土抗剪仪我们将在实验室轻松地得到混凝土的抗拉强度与抗压强度数值。