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T0564-2005水泥混凝土動(dòng)彈性模量試驗(yàn)方法（共振儀法）

閱讀：2233        發(fā)布時(shí)間：2022-2-25

T0564-2005水泥混凝土動(dòng)彈性模量試驗(yàn)方法（共振儀法） 
 
1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)
  本方法規(guī)定了采用共振儀測(cè)定水泥混凝土的動(dòng)彈性模量的試驗(yàn)方法。
  本方法適用于測(cè)定水泥混凝土的動(dòng)彈性模量，以檢驗(yàn)水泥混凝土在經(jīng)受凍融或其他侵蝕作用后遭受破壞的程度，評(píng)定其耐久性能。
  引用標(biāo)準(zhǔn)： 
  水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場(chǎng)取樣方法（T0551）
2 儀具與材料
  2.1 共振法混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定儀（簡(jiǎn)稱共振儀）：輸出頻率可調(diào)范圍為100Hz～20kHz，輸出功率應(yīng)能激勵(lì)試件產(chǎn)生受迫振動(dòng)，以便能用共振的原理測(cè)定出試件的基頻振動(dòng)頻率。在無(wú)專用儀器的情況下，可將各類儀器組合進(jìn)行試驗(yàn)。
  共振儀輸出頻率的可調(diào)范圍應(yīng)與所測(cè)試件的尺寸、密度及混凝土品種相匹配，一般為100Hz～20kHz，輸出功率也應(yīng)能激勵(lì)試件產(chǎn)生受迫振動(dòng)，其基本原理示意如圖T0564-1所示。圖T0564-1 共振法混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定工作原理1-振蕩器；2-頻率計(jì)；3-放大器；4-振蕩換能器；5-拾振換能器；6-放大器；7-微安表；8-示波器；9-試件
  2.2 試件支承件：硬橡膠韌型支座或約20mm厚的軟泡沫塑料墊。
  2.3 臺(tái)稱：最大量程不小于20kg，感量不大于10g。
3 試件制備
  本試驗(yàn)采用截面為100mm×100mm的棱柱體試件，其長(zhǎng)寬比一般為3~5。標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為100mm×100mm×400mm。
4 試驗(yàn)步驟
  4.1 試驗(yàn)前測(cè)定試件的質(zhì)量和尺寸。3個(gè)試件的質(zhì)量與其平均允許偏差為±0.5%，尺寸與其平均值的允許偏差為1%。每個(gè)試件的長(zhǎng)度和截面尺寸均取3個(gè)部位的平均值。
  4.2 將試件安放在支承體上，并定出以共振法測(cè)量試件橫向基頻振動(dòng)頻率時(shí)，激振換能器和拾振器的位置，如圖T0564-2所示。將激振器和拾振器的測(cè)桿輕輕地壓在試件的表面上（測(cè)桿與試件接觸面一般涂一薄層黃油或凡士林），測(cè)桿壓力的大小以不出現(xiàn)噪音為宜。
  4.3 用共振儀進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可根據(jù)試件共振頻率的大小，選擇相應(yīng)的頻率測(cè)量范圍。調(diào)整激振功率和接受增益旋鈕至適當(dāng)位置，以粗調(diào)迅速找到試件的共振點(diǎn)后，再進(jìn)行細(xì)調(diào)。當(dāng)微安表和示波器指示的幅度值一致增加，達(dá)到最大的幅度時(shí)即為共振。此時(shí)，從數(shù)字計(jì)數(shù)器上讀出的頻率就是試件的自振頻率。圖T 0564-2 測(cè)示位置示意圖
  1-激振器位置；2-拾振器位置；3-泡沫塑料墊；4-試件（測(cè)量時(shí)試件成型面朝上）；5-節(jié)點(diǎn)
  4.4 用組合儀器進(jìn)行測(cè)定時(shí)，采用示波器作為顯示儀器，示波器的圖形調(diào)成一個(gè)正圓時(shí)的頻率作為共振頻率。當(dāng)儀器同時(shí)具有指示電表和示波器時(shí)，以電表指針達(dá)到最大值時(shí)的頻率作為共振頻率。
  4.5 觀測(cè)時(shí)，應(yīng)重復(fù)測(cè)試兩次，測(cè)試結(jié)果的波動(dòng)范圍宜小于±0.5%。以兩次試驗(yàn)的平均值作為該試件的測(cè)值。
  在測(cè)試過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)兩個(gè)以上的峰值時(shí)，建議采用下列方法找出真實(shí)共振峰。
  （1）將輸出功率固定，反復(fù)調(diào)整儀器輸出頻率，從微安表上比較幅值的大小，幅值最大者為真實(shí)的共振峰。
  （2）可把拾振器測(cè)桿移至節(jié)點(diǎn)處（距端部0.224 倍的試件長(zhǎng)度），如微安表指針為零，即為真實(shí)共振峰。
5 結(jié)果計(jì)算
  混凝土動(dòng)彈性模量，按式（T 0564-1）計(jì)算：
                 WL3f2
  Ed=9.46×10-4-----------×K? ? ? ? （T 0564-1）
                   a4
  式中： Ed ——混凝土動(dòng)彈性模量（MPa）；
  a ——正方形截面試件的邊長(zhǎng)（mm）；
  L ——試件的長(zhǎng)度（mm）；
  W ——試件的質(zhì)量（kg）；
  f——試件橫向振動(dòng)時(shí)的基振頻率（Hz）； 
  K——試件尺寸修正系數(shù)：L/α＝3時(shí)，K＝1.68；L/α＝4時(shí)，K＝1.40；L/α=5時(shí)，K＝1.26。 
  混凝土動(dòng)彈性模量以三個(gè)試件的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果計(jì)算精確至100MPa。
6 試驗(yàn)報(bào)告
  試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
  （1）要求檢測(cè)的項(xiàng)目名稱、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；
  （2）原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；
  （3）儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)及編號(hào)；
  （4）環(huán)境溫度和濕度；
  （5）混凝土動(dòng)彈性模量；
  （6）要說(shuō)明的其他內(nèi)容。
 
條文說(shuō)明
 
   本規(guī)程參照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）與ASTM C 215編制。動(dòng)彈性模量測(cè)量是一種無(wú)損檢測(cè)方法，對(duì)于持續(xù)的化學(xué)侵蝕、重復(fù)的凍融循環(huán)、老化及其他一些因素而導(dǎo)致的模量逐漸變化的測(cè)量極為有效。動(dòng)彈模測(cè)量的原理是借助在混凝土中傳播的波，在泊松比、密度和材料長(zhǎng)度不變的條件下，波速（基頻=波速/材料長(zhǎng)度）和材料的彈性模量符合一定函數(shù)關(guān)系。于是通過(guò)共振法測(cè)得材料的基頻，就可以推導(dǎo)出材料的彈性模量，為區(qū)別于常規(guī)的彈性模量，則稱之為動(dòng)彈性模量。普通的動(dòng)彈性模量在14000~42000Mpa之間。除了本規(guī)程測(cè)得的橫向基頻外，采用類似的方法也可測(cè)得縱向基頻，詳見ASTM C 215。

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