壓力試驗(yàn)機(jī)偏載及解決方法探討

1、概述

壓力試驗(yàn)機(jī)在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，可對(duì)混凝土、水泥、磚石、木材、金屬等各類材料進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)。以混凝土為例，強(qiáng)度是其最重要的技術(shù)性質(zhì)。使用壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定混凝土抗壓的極限強(qiáng)度，作為評(píng)定混凝土品質(zhì)的主要指標(biāo)，并以此確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，反映混凝土的質(zhì)量性能濟(jì)南礦巖試驗(yàn)機(jī)儀器有限公司濟(jì)南巖石直剪儀,濟(jì)南海威爾,濟(jì)南礦巖，濟(jì)南巖石直剪試驗(yàn)機(jī),壓力試驗(yàn)機(jī),濟(jì)南巖石試驗(yàn)儀巖石直剪試驗(yàn)機(jī),巖石三軸儀，巖石直剪儀，巖石單軸試驗(yàn)儀。

在我國(guó)，目前檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的方法依據(jù) GB/T 50107—2010 《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》及 GB/T 50081—2002 《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，其中對(duì)混凝土抗壓試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備壓力試驗(yàn)機(jī)規(guī)定測(cè)量允差不大于 ± 1% 。國(guó)家質(zhì)檢總局頒布的 JJG 139—2014 《拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)量檢定規(guī)程》對(duì)壓力試驗(yàn)機(jī)力值測(cè)量誤差、零點(diǎn)、重復(fù)性等參數(shù)的檢定方法和計(jì)量性能作出了明確規(guī)定。但是在實(shí)際工作中，卻常出現(xiàn)經(jīng)檢定合格的壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)量同批次混凝土試塊，測(cè)量結(jié)果卻出現(xiàn)明顯的差異的現(xiàn)象。

2、壓力試驗(yàn)機(jī)偏載產(chǎn)生的原因

根據(jù)壓力試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)，混凝土試塊放置于承壓板中央，試驗(yàn)時(shí)上下壓緊并由球頭調(diào)整，當(dāng)施加應(yīng)力到達(dá)其極限時(shí)，混凝土試塊產(chǎn)生破壞 ( 圖 2) 。

應(yīng)測(cè)量 3 次，取平均值作為該批次混凝土的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。但在工作中經(jīng)常出現(xiàn)同批次試塊測(cè)量值出現(xiàn)較大偏離，或同批次試塊在不同試驗(yàn)機(jī)上測(cè)量結(jié)果大相徑庭，必須重做試驗(yàn)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，混凝土試塊在受壓過(guò)程中受力不均勻，產(chǎn)生偏載是造成試塊極限破壞力值差異的重要原因。

因偏載造成的試塊不均勻破壞圖析，主要有以下幾個(gè)方面:

試驗(yàn)機(jī)球頭偏移: 壓力試驗(yàn)機(jī)球頭老化、腐蝕、形變、磨損或缺油，造成摩擦阻力不均，球頭偏移，導(dǎo)致試驗(yàn)機(jī)施壓不均，產(chǎn)生偏載。

力軸偏心: 承壓板上下形心不同軸或施壓面不水平，導(dǎo)致力軸偏心，產(chǎn)生偏載。

壓力試驗(yàn)機(jī)自身因生產(chǎn)加工、裝配或維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)產(chǎn)生的幾何尺寸變形引起的偏載。

3、試驗(yàn)機(jī)偏載的解決方法探討

壓力試驗(yàn)機(jī)在實(shí)際工作中出現(xiàn)的偏載問(wèn)題，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響甚至可以達(dá)到 10% ～ 20% ，造成測(cè)量數(shù)據(jù)的失準(zhǔn)，直接影響了測(cè)量結(jié)果的有效性和可靠性，造成混凝土生產(chǎn)企業(yè)和檢測(cè)部門(mén)人力、物力的浪費(fèi)。然而在 JJG 139—2014 《拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)量檢定規(guī)程》中并未提及試驗(yàn)機(jī)偏載的測(cè)量及消除方法，因此迫切需要一種解決方案來(lái)控制試驗(yàn)機(jī)偏載的危害。 筆者團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究和試驗(yàn)，提出了一種測(cè)試方法，用于測(cè)量壓力試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)的偏載（圖4）。

以試驗(yàn)機(jī)承壓板形心為中心，對(duì)稱布置壓力傳感器組?？刹捎?3、4 點(diǎn)至多點(diǎn)布局。每個(gè)傳感器可加工至足夠的精度 ( ± 0. 3% ) ，并可以實(shí)時(shí)傳輸測(cè)量值。通過(guò)測(cè)量承壓面上各點(diǎn)力值，并進(jìn)行分解計(jì)算，得出試驗(yàn)機(jī)壓力偏載的分布，從而及時(shí)采取措施，進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，該方法可把偏載的影響降低至測(cè)量結(jié)果的 ± 3% ，能夠有效地提升試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

4、結(jié)束語(yǔ)

壓力試驗(yàn)機(jī)因裝配、磨損、老化、變形等原因，不可避免的會(huì)出現(xiàn)壓力偏載。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏載并采取措施，減少偏載對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)、計(jì)量檢測(cè)部門(mén)減少人員、材料的浪費(fèi)以及規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)有積極的意義。