钢丝网水泥板受弯试验方法
发布日期：2004-02-04
本标准规定了测定钢丝网水泥板受弯初袭、裂缝开展到一定宽度和破坏时的承载能力(弯矩或强度)、抗弯刚度和弯矩-挠度曲线的试验方法，适用于厚度不大于60mm的钢丝网水泥板单向受弯短期静力试验
一、试件制备
11 试件形状、尺寸
111 试件形状及尺寸符号见图1。
112 试件长度l按表1选取。
表1 mm
h l0 a c l
≤30 300 300 100 1100±2
＞30 400 400 100 1400±2
113 试件宽度b应根据试件配筋情况选取，见表2。其尺寸误差不得超过±1mm。
表2 mm
纵筋间距Sj 30 40 50 60 70 80 90 100 120 150
试件宽度b 210 200 200 240 210 240 270 200 240 300
114 试件厚度h应符合有关产品结构设计规范或设计要求，其尺寸误差不得超过±0.5mm。
12 试件数量
试件每组至少成型4块，试验时取其中3块。
13 试模
成型试件用的试模宜采用钢模也可采用木模。其尺寸允许误差为：长度l±2mm；宽度b±1mm；厚度h±0.5mm。
14 试件制作质量要求
141 试件所用原材料、砂浆配比、配筋、试件成型、养护方法与制度，应与设计要求或现场制作实际情况相符合。
142 试件内配置的筋、网应与试件宽度一致，比例向加筋和网丝的根数按式(1)和(2)确定：
b
nj＝-----………………………(1)
sj
b
nw＝------…………………………………………………………(2)
式中：nj——纵向钢筋根数；
nw——纵向网丝根数；
b——试件宽度，mm；
sj——纵向钢筋间距，mm；
sw——纵向网丝间距，mm。
143 试件保护层厚度应严格控制，必须符合有关产品结构设计规范或设计要求，其误差不得超过±0.5mm。
144 试件外观要求平整、棱角整齐、厚度均匀、无原始裂缝。
145 在制作试件时，需同时制作4cm×4cm×16cm砂浆试体(每批1～3组，每组3块)。在进行试件受弯试验时，必须同时测定砂浆试体抗折、抗压和劈裂抗拉强度。砂浆试体的制作条件应与同批试件相一致。
二、试验装置与仪表
21 试验装置
211 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±2%。装置图见附录A(补充件)。
212 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3选取。
表3
试 件 厚 度，mm 预 压 荷 载 量，kgf
h≤30 ≥3000
h＞30 ≥9000
213 支座和加荷横杆均采用直径d为20～40mm的圆钢。当试件厚度h＞30mm时，支座与试件之间垫以20×5mm的钢质薄板条。支座间距l0和加荷力臂a的尺寸值，按表1选取。
214 支座上缘与支座梁上缘间的距离应不小于300mm。
215 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。
22 试验用仪表
221 测量挠度用挠度计或百分表和千分表，布置见图2。
222 测量变形用机械式引伸仪或静态电阻应变仪。
223 测量裂缝用20倍读数显微镜，其最小读数值不得大于0.01mm。
三、试验步骤
31 准备工作
311 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裂缝，符合144要求后方可进行试验。
312 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0.1和0.5mm。图3符号含义与图1相同，其值按表1和表2确定。
32 安装试件及仪表
321 将试件放置在支座上，并按定位线定位。
322 安装测量挠度和变形的仪表，施加初载(不大于10kgf)，检查仪表工作情况，务使仪表工作正常。
33 预加荷载
在分级加荷之前，应先预加荷载，其值不得超过试件抗裂荷载的50%，一般可按式(3)确定。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(补充件)确定：
式中：Py——预加荷载，kgf；
b——试件宽度， cm；
h——试件厚度， cm；
a——力臂长度，cm；
Rwl——4cm×4cm×16cm砂浆试体抗折强度，kgf/cm[2]。
34 分级加荷、测试读数
341 在正式加荷前将荷载和仪表的读数都调整至零点或取初始读数。
342 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得少于5级；每级荷载的时间间隔为5min，每级加荷完毕后，即测读仪表初读数，下级荷载前，读完终读数。
343 在测量区内时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倍读数显微镜裂缝的宽度。
344 当裂缝宽度大于01mm时，注意保护仪表；破坏前拆除仪表，加荷直至破坏。
345 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(参考件)进行。
35 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，读数应精确到0.5mm。
四、试验结果计算与评定
41 试验结果计算
411 钢丝网水泥板受弯初裂弯矩和初裂强度按式(4)和(5)计算：
1
Mcf＝---Pcf·a+k·b·h………………………………………(4)
2
3Pcfa
σcf＝-------……………………………………………………(5)
bh[2]
式中：Mcf——钢丝网水泥板初裂弯矩，kgf·cm；
Pcf——钢丝网水泥板受弯初裂荷载，kgf；
σcf——钢丝网水泥板受弯初裂强度，kgf/cm[2]；
a——钢丝网水泥板受弯试验时弯曲力臂长度，cm；
b——试件宽度，cm；
h——试件厚度，cm；
k——自重影响系数，kg/cm；
当h≤3cm时，k＝1.72kg/cm；
当h＞3cm时，k＝2.63kg/cm。
412 钢丝网水泥板受弯裂缝为一定宽度时弯矩和强度按式(6)至(9)计算：
1
M0.05=---P0.05·a………………………………………………(6)
2
3P0.05·a
σ0.05=-----------……………………………………………(7)
b·h[2]
1
M0.1=---P0.1a………………………………………………(8)
2
3P0.1·a
σ0.1=----------…………………………………………………(9)
b·h[2]
式中：σ0.05、σ0.1——当钢丝网水泥板受弯裂缝宽度分别为0.05、0.1mm时的强度，kgf/cm[2]；
Μ0.05、M0.1——当钢丝网水泥板裂缝宽度分别为0.05、0.1mm时的弯矩，kgfcm；
P0.05、P0.1——当钢丝网水泥板受弯裂缝宽度分别为0.05、0.1mm时的荷载，kgf。
413 钢丝网水泥板受弯破坏弯矩和强度按式(10)和(11)计算：
1
Mp＝---Pp·a…………………………………………………(10)
2
3Pp·a
σp＝---------…………………………………………………(11)
b·h[2]
式中：Mp——钢丝网水泥板破坏弯矩，kgf·cm；
Pp——钢丝网水泥板受弯破坏荷载，kgf；
σp——钢丝网水泥板受弯破坏强度，kgf/cm[2]。
414 钢丝网水泥板弯区段挠度如图4所示，按式(12)计算：
1
f=f0+----(f1+f2)…………………………………………………………(12)
2
式中：f——钢丝网水泥板纯弯区的中点挠度，cm；
f0——试件纯弯区的中点挠度计或百分表读数，cm；
f1f2——分别为试件在支座和支座2处的千分表读数，cm。
415 按各个试件的各级荷载下的M值和挠度f值，绘制钢丝网水泥板弯矩-挠度曲线。
416 钢丝网水泥板抗弯刚度按式(13)计算：
Ptal[2]0
B＝------------……………………………………………………(13)
26ft
式中：B——钢丝网水泥板抗弯刚度，kgf·cm[2]；
Pt——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值，kgf；
ft——对应于Pt值的钢丝网水泥板纯弯区中点挠度，cm。
42 试验结果评定
421 钢丝网水泥板受弯力学性能试验结果按每组3块算术平均值评定。至少取2块的算术平均值评定。
422 钢丝网水泥板受弯力学性能试验结果，出现下列情况之一者，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. 该块试件的试验结果低于3块试件算术平均值20%时。
五、试验报告内容
试验报告应包括下列内容：
a. 试验项目名称；
b. 试验目的与要求；
c. 试件成型日期、试验日期；
d. 试件编号、尺寸及配筋情况，保护层厚度，砂浆强度；
e. 试件来源、原材料品种及规格、砂浆配比、成型、养护方法及制度；
f. 试验装置与仪表
g. 试验结果根据试验目的与要求给出钢丝水泥板弯各项力学性能试验值；
h. 试验人员。
附 录 A 钢丝网水泥板受弯试验装置图
(补充件)
钢丝网水泥板受弯试验装置见下图。
附 录 B 测定抗弯刚度时预加荷载值的计算
(补充件)
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(B1)和(B2)。
无横筋时：
W0
Py=------Rwl……………………………………………………(B1)
4a
有横筋时：
Wp[hj]
Py=----------Rwl…………………………………………………(B2)
4a
式中：Py——测定刚度时预加荷载值，kgf；
W0——无横筋的钢丝网水泥试件换算截面受拉边缘弹性抵抗矩，cm[3]；
W0[hj]——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，cm[3]；
a——力臂长度，cm；
Rwl——4cm×4cm×16cm砂浆试体抗折强度，kgf/cm[2]。
附 录 C 试件变形均匀性调节与控制方法
(参考件)
采用4个标距l为200～250mm的机械式引伸仪测量试件变形，布置见下图。根据4个仪表读数，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5～10με；初裂后，其差值应控制在20%以内。
附加说明：
本标准由国家建筑材料工业局提出。
本标准由国家建筑材料工业局苏州水泥制品研究所负责起草。
本标准主要起草人王希哲、谢雪英、陈惠珍。
本标准委托国家建筑材料工业局苏州水泥制品研究所负责解释。
