电子拉力试验机测试水泥砂浆拉伸压缩性能试验方法

电子拉力试验机测试水泥砂浆拉伸压缩性能试验方法

一、前言：

水泥砂浆在建筑结构中承担着粘结、填充等关键作用，其力学性能直接关系到建筑结构的稳定性与耐久性。拉伸和压缩性能作为水泥砂浆力学性能的重要指标，准确测定这些性能对于评估水泥砂浆质量、优化配合比以及保障建筑工程安全具有重要意义。电子拉力试验机凭借其高精度、自动化程度高以及数据处理便捷等优势，成为测试水泥砂浆拉伸压缩性能的常用设备。适用于拉伸、压缩等多项物理力学性能试验，选配试验夹具也可对水泥砂浆、腻子、石膏、土工材料、防水卷材、橡胶、纺织、陶瓷、金属材料、高分子材料、包装材料等行业分析检测。配置品牌电脑，可检测材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等多项物理力学性能试验。鼠标选择操作，数据和曲线随试验过程动态显示。

二、试验设备及材料：

电子拉力试验机：应具备足够的量程，确保试验荷载在其量程的 20% - 80% 范围内，精度达到 1%，小示值为 1N。同时，试验机应配备完善的控制系统、数据采集系统以及测量传感器，能够准确控制加载速度、记录试验数据，并将力和位移等物理量转换为电信号进行处理。

拉伸专用夹具：保证在试验过程中能够牢固夹持试件，且不影响试件的受力状态。

成型框：外框尺寸 70mm×70mm，内框尺寸 40mm×40mm，厚度 6mm，材料可选用硬聚氯乙烯或金属。用于制备水泥砂浆试件，确保试件尺寸的准确性。

钢制垫板：外框尺寸 70mm×70mm，内框尺寸 43mm×43mm，厚度 3mm。在试验过程中辅助固定试件。水泥：采用 42.5 级普通硅酸盐水泥，其各项性能指标应符合相应国家标准。

砂：选用中砂，含泥量不超过 3%，通过筛分析确保其颗粒级配符合相关标准要求。

水：采用饮用水，水质应符合混凝土拌合用水标准。

三、试件制备：

配合比确定：水泥：砂：水 = 1：3：0.5（质量比），该配合比为常见的水泥砂浆配合比，可根据实际试验需求进行适当调整。

基底水泥砂浆块制备：

将按配合比称取的水泥、砂和水倒入搅拌容器中，使用机械搅拌机搅拌均匀，搅拌时间不少于 3min。

将搅拌好的水泥砂浆倒入 70mm×70mm×20mm 的硬聚氯乙烯或金属模具中，可采用振动成型或人工插捣成型的方式。若采用人工插捣，应使用捣棒均匀插捣，确保砂浆密实。试模内壁事先宜涂刷水性脱模剂，便于脱模。

试件成型 24h 后脱模，将脱模后的试件放入（23±2）℃的水中养护 6d，然后在标准试验条件（温度（23±2）℃，相对湿度 45 - 75%）下放置 21d 以上，使试件充分硬化。试验前，用 200# 砂纸将水泥砂浆试件的成型面磨平，以保证试件表面平整，减少试验误差。

检测砂浆试件制备：

对于干混砂浆，待检样品应在试验条件下放置 24h 以上。将水加入砂浆搅拌机中，再加入待检干混砂浆样品，启动机器搅拌 3 - 5min，使砂浆混合均匀。

对于湿拌砂浆，直接从现场取来具有代表性的湿拌砂浆试样。

将成型框放在制备好的基底水泥砂浆试块的成型面上，将搅拌好的干混砂浆料浆或湿拌砂浆试样倒入成型框中，用捣棒均匀插捣 15 次，人工颠实 5 次，再转 90° 颠实 5 次，然后用刮刀以 45° 方向抹平砂浆表面，轻轻脱模。将脱模后的试件在温度（23±2）℃、相对湿度 60% - 80% 的环境中养护至规定龄期（一般为 28d）。

四、拉伸性能试验：

试验准备：

检查电子拉力试验机的工作状态，确保设备正常运行。打开试验机电源开关，待系统自检完成后，进入试验界面。

安装拉伸专用夹具，将钢制垫板套入基底水泥砂浆试块上，再将拉伸夹具安装到试验机上，确保夹具与试验机的连接采用球铰活动连接，以保证在试验过程中试件能够自由受力，避免因约束导致试验结果偏差。准备好足够数量的试件，一般每组试验不少于 10 个，以保证试验数据的可靠性。

试验参数设置：

设置加载速度，根据相关标准要求，一般以（5±1）mm/min 的速度进行加载。加载速度的选择应综合考虑水泥砂浆的特性以及试验目的，过快或过慢的加载速度都可能影响试验结果的准确性。

设置试验结束条件为 “破型判定”，即当试件在拉力作用下发生破坏时，试验机自动停止加载并记录数据。试验过程：

将制备好的试件小心放置在拉伸夹具中，确保试件的中心与夹具的中心轴线重合，避免偏心受力。

点击试验机操作界面上的 “开始” 按钮，启动试验过程。试验机自动按照设定的加载速度对试件施加拉力，并实时记录试件所受的力和位移数据。

观察试验过程，当试件达到预定的破坏条件（如出现裂缝扩展、断裂等现象）时，试验机自动停止加载，此时记录下试件破坏时的荷载值 F（单位：N）。

检查试件的破坏形式，若破坏面在检验砂浆内部，则认为该试验结果有效；若破坏型式为拉伸夹具与粘合剂破坏，则该试验结果无效，需重新进行试验。

五、压缩性能试验：

试验准备：

更换电子拉力试验机的试验夹具，安装适用于压缩试验的夹具，确保夹具能够稳定支撑试件并均匀施加压力。

将养护至规定龄期的水泥砂浆试件从养护环境中取出，检查试件外观，确保试件无明显缺陷。

试验参数设置：

设置加载速度，一般对于水泥砂浆压缩试验，加载速度可设置为（0.5±0.1）MPa/s。加载速度的控制对于准确测定压缩性能非常关键，应严格按照标准要求进行设置。

设置试验结束条件为 “破型判定”，当试件在压力作用下发生破坏时，试验机自动停止加载并记录数据。试验过程：

将试件放置在压缩夹具的中心位置，确保试件与夹具接触良好，受力均匀。

点击试验机操作界面上的 “开始” 按钮，启动试验过程。试验机自动按照设定的加载速度对试件施加压力，并实时记录试件所受的压力和位移数据。

观察试验过程，当试件出现明显的破坏迹象（如裂缝扩展、破碎等）时，试验机自动停止加载，此时记录下试件破坏时的压力值 P（单位：N）。

六、注意事项：

设备操作：在操作电子拉力试验机前，应仔细阅读设备操作规程，熟悉设备的各项功能和操作方法。试验过程中，应密切关注设备运行状态，如发现异常情况（如设备故障、数据异常等），应立即停止试验，排查故障原因。

试件制备：试件制备过程中，应严格按照配合比进行配料，确保材料计量准确。搅拌过程要充分，保证砂浆混合均匀。成型过程中要注意振捣或插捣密实，避免试件内部出现空洞、疏松等缺陷。试件养护条件应严格控制，确保养护环境符合标准要求，以保证试件性能的一致性。

试验环境：试验应在标准试验条件下进行，即温度（23±2）℃，相对湿度 45 - 75%。环境温度和湿度的变化可能会对水泥砂浆的性能产生影响，从而导致试验结果偏差。