直接拉伸实验测定混凝土劈裂抗拉强度的检测流程

混凝土劈裂抗拉强度是评估结构抗裂、抗渗性能的核心指标，直接关系到建筑耐久性。基于直接拉伸实验原理的劈裂抗拉测试，通过模拟材料受拉破坏的真实状态，能精准反映混凝土抗拉特性。本文结合GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，从试样制备到结果处理，详细拆解直接拉伸实验测定混凝土劈裂抗拉强度的全流程，为检测人员提供可落地的操作指引。

试样的制备与养护

劈裂抗拉实验试样需符合规范尺寸：常用150mm×150mm×150mm立方体或φ150mm×300mm圆柱体（非标准尺寸需按规范换算强度）。制备前先检查试模：立方体试模边长偏差≤±1mm，圆柱体试模直径偏差≤±1mm、高度偏差≤±2mm，内壁需光滑无裂缝。

拌制混凝土时严格按配合比称量原材料，保证拌合物均匀。成型时，立方体试样分两层装模，每层用φ25mm插入式振捣棒振捣25次，振捣点均匀分布，避免触碰试模内壁；圆柱体试样用振动台振捣30秒至表面泛浆。成型后用抹刀抹平表面，覆盖塑料薄膜防止失水。

试样静置24小时（温度20±5℃、湿度≥50%）后拆模，立即放入标准养护室：温度20±2℃、湿度≥95%，养护28天。养护期间避免试样碰撞，保持表面湿润。

实验前外观检查：试样表面无裂缝、蜂窝，棱角完整。若有贯穿性缺陷或严重麻面，直接废弃重新制备。

实验设备的准备与校准

实验设备包括：精度1级的压力试验机（量程覆盖预计最大荷载）、劈裂夹具（配20mm宽、3-4mm厚的木质/硬橡胶垫条，长度超试样边长10mm）、0.02mm精度游标卡尺、1mm精度钢直尺。

压力试验机提前预热10-15分钟，检查加载速率稳定性：启动后缓慢加载，观察速率是否符合规范（立方体0.08-0.10MPa/s、圆柱体0.05-0.08MPa/s），波动超±10%需调整参数。

检查劈裂垫条：木质垫条无裂纹、橡胶垫条无明显变形（手压不塌陷），否则更换。垫条长度需覆盖试样受力面，确保荷载均匀传递。

校准测量工具：用标准量块验证游标卡尺精度（误差≤0.02mm），钢直尺刻度清晰无弯折。校准记录留存，保证数据溯源性。

试样的预处理与尺寸测量

实验前24小时从养护室取出试样，置于实验室环境（20±5℃、湿度≥50%）自然晾干，表面积水用干毛巾轻擦，禁止打磨。

尺寸测量：立方体试样用游标卡尺测每个边长的左、中、右三点，取平均值作为边长a（精确到0.1mm）；圆柱体试样测两端及中间三点直径，取平均值为d（精确到0.1mm），用钢直尺测两端面距离两次，取平均值为h（精确到0.1mm）。

计算劈裂面面积A：立方体A=a×a（mm²），圆柱体A=d×h（mm²）。若尺寸偏差超规范（如立方体边长差＞±1mm），剔除试样重新选取。

试样的安装与对中调整

清理试验机上下压板，去除残渣灰尘。将下垫条放于下压板中心，长度方向与加载轴线平行（前后方向）。

放置试样：立方体试样立放，垫条对准顶面与底面的中心线（确保压力沿试样对称轴对称）；圆柱体试样垫条沿高度方向放置，对准中心。用直角尺检查试样侧面与压板垂直度，避免歪斜。

安装上垫条：与下垫条完全对齐（中线重合），手轻压确保与试样表面紧密接触，无间隙。对中误差需≤1mm，否则重新调整。

加载过程的控制与操作

设置试验机参数：选择量程（最大荷载占量程20%-80%，如预计150kN选0-200kN量程），设定加载速率（按试样类型调整）。

启动加载：初始阶段缓慢增速，荷载达预计最大值10%时，调整至设定速率匀速加载。密切观察试样状态：荷载达80%最大值时，表面可能出现微裂缝，继续加载至试样沿劈裂面断开。

若出现试样歪斜、垫条滑动等异常，立即停机检查：歪斜需重新对中，滑动则更换木质垫条（摩擦力更大）。异常情况详细记录。

试样完全破坏（断开为两部分）时，记录最大荷载P（kN，精确到0.1kN），试验机自动停机。

数据的采集与记录

采集数据包括：试样编号、配合比（水泥品种、骨料类型、水灰比）、养护条件、试样尺寸、最大荷载P、实验日期、检测人员。

最大荷载取回落前的稳定最大值（脆性材料取破坏瞬间值）。若荷载显示波动，需重复确认，确保数据准确。

记录异常情况：如破坏面斜裂、垫条断裂、加载速率波动等，这些因素可能影响结果，需在报告中说明。

记录用统一原始表格，手写用钢笔/签字笔，电子记录保存原始文件。记录完成后，检测与复核人员签字确认。

实验结果的计算与处理

按规范公式计算劈裂抗拉强度：f_ts=2P/(πA)，其中f_ts为强度（MPa），P为最大荷载（N，kN×1000），A为劈裂面面积（mm²）。

计算示例：立方体试样a=150mm，P=120kN，则A=150×150=22500mm²，P=120000N，f_ts=2×120000/(3.1416×22500)≈3.39MPa（精确到0.01MPa）。

结果处理：一组3个试样取平均值。若单个结果与平均值偏差＞15%，剔除后取剩余两个平均值；两个偏差＞15%，实验无效需重做。

实验后的清理与设备维护

清理试样残渣：将破坏试样倒入建筑垃圾桶，用毛刷清理压板与夹具上的碎屑，保持表面平整。

检查垫条状态：断裂、变形或磨损严重的垫条更换，完好垫条擦拭后存入工具箱，避免受潮受压。

维护试验机：关闭电源，擦拭表面灰尘；检查液压油位，低于下限需加同型号油；每季度用黄油枪润滑丝杆、轴承等运动部件。

整理资料：原始记录、计算结果、报告归档保存至少5年，电子资料备份至专用服务器，防止丢失。