摘要：通過分析混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)過程，總結(jié)出造成失準(zhǔn)的原因有：計(jì)量檢測(cè)與實(shí)際使用脫節(jié)而造成的單位不一致；操作不當(dāng)引起的不“垂直均勻”受力，如工作中心點(diǎn)不同軸、上下工作面不平行、球座重疊使用、R角不規(guī)范。
關(guān)鍵詞：試驗(yàn)結(jié)果失準(zhǔn)；單位不一致；不“垂直均勻”受力
0 引言
眾所周知，凡經(jīng)過校驗(yàn)的壓力試驗(yàn)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)機(jī))都有一張合格證，表明該機(jī)的量值(即KN)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，但就是這張合格證也會(huì)給人們?cè)斐烧`導(dǎo)，即合格的試驗(yàn)機(jī)所出的試驗(yàn)結(jié)果就應(yīng)該合格，從而忽略了其他問題的存在，混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)就是一個(gè)較典型的例子。下面對(duì)經(jīng)檢測(cè)合格的試驗(yàn)機(jī)，仍然會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來較大影響的幾個(gè)方面做一簡(jiǎn)單分析。
1 計(jì)量檢測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果單位的不一致
試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)的單位是牛頓(N)，混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的單位是帕斯卡(Pa)，它的定義為：1 N的力垂直均勻作用于1 ITl2面積上所產(chǎn)生的壓力，用公式表示為P=-F／S，見圖1。
從圖１中可看出，按照試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程的要求，計(jì)量檢測(cè)僅保證了公式上半部力(F)的準(zhǔn)確，未涉及到下半部承壓面積(S)上的力是否“垂直均勻”，因此，即使經(jīng)過檢測(cè)的試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷誤差為“0”，如果試樣的受力狀態(tài)為偏心受力，得出的試驗(yàn)結(jié)果仍然是失準(zhǔn)的，所以說試樣受力是否垂直均勻，這一點(diǎn)恰恰是混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
近兩年來對(duì)試驗(yàn)機(jī)指示部分的要求不斷提高，由指針讀數(shù)提高到儀表指示或計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，這些無疑對(duì)提高試驗(yàn)結(jié)果的分辨力和記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性起到很大作用，但卻沒有解決試件“垂直均勻”受力的問題。準(zhǔn)確地說由于試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)與實(shí)際使用狀態(tài)存在脫節(jié)的現(xiàn)象，因此不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為：經(jīng)檢測(cè)合格的試驗(yàn)機(jī)所出具的試驗(yàn)結(jié)果就是準(zhǔn)確的。
2 不“垂直均勻”受力的幾種形式及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響
2.1 上、下承壓板中心位置不同軸
每一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)的下承壓板上都有試件放置位置的圓圈，表明試件擺放的對(duì)中性。但該圓圈的中心點(diǎn)如果與上承壓板的中心點(diǎn)不同軸，會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成很大的影響，見圖2。
如圖2所示，該試驗(yàn)機(jī)的上、下承壓板的中心點(diǎn)偏離約5 mm，由于試驗(yàn)機(jī)的施力狀態(tài)不垂直，因此試件在破損時(shí)總是一側(cè)先被壓碎，甚至相對(duì)的另一側(cè)出現(xiàn)水平裂紋，見圖3。同組試件經(jīng)與垂直施力的試驗(yàn)機(jī)相比對(duì)，試驗(yàn)結(jié)果約偏低l 5％左右。
2.2上、下承壓板的平面平行度差
試驗(yàn)機(jī)上、下承壓板的工作面應(yīng)有較好的平面平行度，略有偏差時(shí)可通過球座來自動(dòng)找平。但如圖4中所示，該機(jī)上承壓板由于連接螺栓已變形，使上、下承壓板的平面平行度相差約在2 mm左右，球頭已完全喪失了自動(dòng)找平的能力，試件的破損形態(tài)為一側(cè)面壓碎，同組試件經(jīng)與平面平行度良好的試驗(yàn)機(jī)相比對(duì)，試驗(yàn)結(jié)果約偏低25%左右。
2.3球座的自由度差
球座所謂的自由度，是指當(dāng)試件的承壓面不平整，或上、下承壓板不平行時(shí)，可通過球座的自動(dòng)找平能力來彌補(bǔ)這些不足。一旦球座喪失了自由度，同樣會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，有以下兩種情況。
2.3.1不清潔造成的影響
試件壓碎時(shí)的粉塵進(jìn)入球碗，與潤滑油混合后形成黏稠的油泥，如果長期不進(jìn)行清洗，球座就會(huì)非常呆滯，不但不能自動(dòng)找平，反而會(huì)放在什么位置就是什么位置，使試件偏心受力。2．3．2 R角不規(guī)范造成的影響
球座的R角指的是球頭的凸面與凹面接觸的角度，規(guī)范的R角凸面與凹面應(yīng)為面接觸，球座在這樣狀態(tài)下的自動(dòng)找平效果最好，如圖5所示。
圖6中的球座由于R角加工的不規(guī)范，凸面與凹面的接觸已形成線接觸，因此很難起到自動(dòng)找平的作用。
2.4球座的重疊使用
一些試驗(yàn)機(jī)由于空間行程較大，當(dāng)壓較小尺寸的試件時(shí)，需要加放一些墊塊才能滿足使用要求，見圖7。
此類型試驗(yàn)機(jī)由于在油缸上部已有一個(gè)大球座，在上面加放很多重物后又有一個(gè)球座。在重物作用下球座的自由度已受到影響，兩個(gè)球座的中心點(diǎn)稍有偏離，就會(huì)產(chǎn)生向外的擠壓力，使試件在偏心受力的同時(shí)還受到剪切力，試件會(huì)出現(xiàn)橫向裂紋，如圖8所示。同組試件經(jīng)與球座不重疊使用的試驗(yàn)機(jī)相比對(duì)，試驗(yàn)結(jié)果約偏低40%左右。
3幾點(diǎn)建議
(1)長期以來人們總習(xí)慣的將一些影響混凝土強(qiáng)度的不能確定的因素歸結(jié)為混凝土本身的離散性，以上所舉實(shí)例表明，影響混凝土強(qiáng)度的大部分原因是由于試驗(yàn)機(jī)不能垂直均勻的施力所造成的，如果注意解決了以上存在的問題，混凝土抗壓強(qiáng)度的離散性就會(huì)大大減小。
(2)要使試驗(yàn)機(jī)的檢測(cè)與實(shí)際使用狀態(tài)保持一致，就要改變目前只檢測(cè)一個(gè)力的作法，而改為檢測(cè)承壓面上的力是否垂直均勻的分布，即檢測(cè)多個(gè)力的方法，使檢測(cè)方法更接近實(shí)際使用狀態(tài)。
(3)在保證試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷(N)示值準(zhǔn)確的前提下，并將試件的破損形態(tài)作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性的判據(jù)，就能有效地保證混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。
