🏗️ 混凝土劈裂抗拉强度
三句话速览
沿母线经硬质纤维板垫条对圆柱体施压直至劈裂；结果fct = 2F/(π·L·d)。该检测依据 PN-EN 12390-6:2024-04；基准试件：按PN-EN 12390-1的Ø150×300 mm浇筑圆柱体；Ø ≥ 75 mm、无钢筋的钻芯试件，钻芯的L/d之比低至1亦可。整个程序共 7 个步骤；主要用于：路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范：150 mm立方体，≥ 3.0 MPa或 ≥ 3.5 MPa）、以Ø ≥ 75 mm钻芯试件评定结构中混凝土的抗拉强度、预制生产与符合性试验中混凝土的质量控制。
要点速览
- 标准: PN-EN 12390-6:2024-04
- 类别: 建筑工程
- 操作步骤数: 7
- 基准试件: 按PN-EN 12390-1的Ø150×300 mm浇筑圆柱体；Ø ≥ 75 mm、无钢筋的钻芯试件，钻芯的L/d之比低至1亦可
- 垫条: 硬质纤维板 ≥ 900 kg/m³，(15 ± 1) × (4 ± 1) mm，一次性使用
- 垫条硬度的替代判据: 在(20 ± 5) kN力下压痕为(1.2 ± 0.4) mm，压头Ø (16 ± 0.5) mm，速率(48 ± 10) kN/min
概述
PN-EN 12390-6标准规定了测定硬化混凝土试件劈裂抗拉强度的方法。基准试件为浇筑成型的圆柱体；用同一方法也可检验符合PN-EN 12504-1、直径不小于75 mm的钻芯试件，立方体与棱柱体试件的使用列于附录A。2023年版（PN-EN 12390-6:2024-04）的主要修改是纳入了钻芯试件的试验；发生争议时，基准方法为直径150 mm、长300 mm的浇筑圆柱体。
引言中所引用的实验室间计划表明：在压力机普通平压板之间劈裂与采用专用弧形压板（作为可选保留）所得结果相同；垫条材料会影响所测强度（故统一规定为偏差最小的硬质纤维板）；立方体所得结果比浇筑圆柱体高约10 %，而150 mm立方体低于100 mm立方体。
在波兰的实践中，150 mm立方体仍很常用：建筑材料与混凝土技术研究所（IMBiTB）按附录A对3个150×150×150 mm试件开展劈裂能力验证，而GDDKiA针对混凝土路面的技术规范要求对边长150 mm的浇筑立方体进行试验，三个试件的平均值应不低于3.0 MPa（KR1～KR4）或3.5 MPa（KR5～KR7）。试验前测定密度以检查密实程度是良好做法。
方法原理
圆柱体试件承受沿其长度以窄条施加的压力。由此产生的垂直拉力使试件因受拉而破坏。荷载经密度 ≥ 900 kg/m³、宽(15 ± 1) mm、厚(4 ± 1) mm的硬质纤维板（EN 316）垫条传递，垫条应长于接触线；垫条只使用一次。荷载以恒定应力速率0.04～0.06 MPa/s增加（所需加载速率R = s·π·L·d/2），直至试件不能承受更大荷载。强度fct = 2F/(π·L·d)，其中F为最大荷载[N]，L为接触线长度[mm]，d为横截面尺寸[mm]；结果给至0.05 MPa。
应用领域
- 路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范：150 mm立方体，≥ 3.0 MPa或 ≥ 3.5 MPa）
- 以Ø ≥ 75 mm钻芯试件评定结构中混凝土的抗拉强度
- 预制生产与符合性试验中混凝土的质量控制
- 实验室的能力验证（附录A，150 mm立方体）
- 为路面设计估算抗拉强度
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 基准试件 | 按PN-EN 12390-1的Ø150×300 mm浇筑圆柱体；Ø ≥ 75 mm、无钢筋的钻芯试件，钻芯的L/d之比低至1亦可 |
| 垫条 | 硬质纤维板 ≥ 900 kg/m³，(15 ± 1) × (4 ± 1) mm，一次性使用 |
| 垫条硬度的替代判据 | 在(20 ± 5) kN力下压痕为(1.2 ± 0.4) mm，压头Ø (16 ± 0.5) mm，速率(48 ± 10) kN/min |
| 应力速率 | 0.04～0.06 MPa/s（±10 %），预加荷载 ≤ 破坏荷载的约20 % |
| 结果 | fct = 2F/(π·L·d)，给至0.05 MPa |
| 试件形状的影响 | 立方体比浇筑圆柱体高约10 %；150 mm立方体低于100 mm立方体 |
标准
- 标准编号
- PN-EN 12390-6:2024-04
- 标准名称（波兰语）
- Badania betonu — Część 6: Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań
- 标准名称（英语）
- Testing hardened concrete — Part 6: Tensile splitting strength of test specimens
分步操作程序
-
试件
符合PN-EN 12390-1与PN-EN 12390-2的圆柱体；符合PN-EN 12504-1、直径 ≥ 75 mm且无钢筋的钻芯试件。检视试件并记录不合规之处。超出公差的试件应予舍弃，或以研磨（不平整处）与切割/研磨（角度）加以修整。
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加载平面的标记
若不使用定心装置，应在同一轴面上画出两条相对的直线，并在试件两端相连，以确定加载平面。
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准备
水中养护的试件应擦去多余水分。擦净夹具的支承面、垫条、加载件与压板；清除试件与垫条接触处表面的松散颗粒。
-
安放
将试件居中放入试验机（可放入夹具），并沿加载平面的上、下直线放好垫条与可能使用的加载件。加载过程中应保证压板平行；首次加载时以夹具或临时支承使试件保持居中。
-
加载
预加荷载（≤ 破坏荷载的约20 %）后，以恒定应力速率0.04～0.06 MPa/s（±10 %）无冲击地连续增加荷载，直至试件不能承受更大荷载。手动试验机应在破坏前补偿速率的下降；自动试验机应定期检查速率的恒定性。
-
记录与检视
记录最大荷载。检视劈裂后的试件与混凝土的外观；对异常特征予以记录。
-
计算
fct = 2F/(π·L·d)，以MPa计，给至0.05 MPa。尺寸与标准规定不符时，可按实际尺寸计算。检验报告中应给出试件类型：浇筑圆柱体、立方体、棱柱体或钻芯试件。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 试验机 | 符合PN-EN 12390-4的压力机；对立方体与棱柱体可选用弧形钢质加载件代替平压板 | — |
| 定心装置（可选） | 用于定位圆柱体与垫条且不限制试件变形的夹具 | — |
| 垫条 | 按EN 316的硬质纤维板，密度 ≥ 900 kg/m³ | — |
| 圆柱体或立方体试模 | 按PN-EN 12390-1的试模 | — |
| 磨床 | 用于磨平试件的不平整处并修正其角度 | — |
职业健康与安全
- 劈裂发生突然——应使用压力机防护罩与护目镜，双手离开加载区
- 垫条与加载件应在零荷载下放置；不得在受载状态下调整位置
- 混凝土的切割与研磨应湿作业或带粉尘抽吸
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 12390-6:2024-04 — 《Testing hardened concrete — Part 6: Tensile splitting strength of test specimens》。
该方法的原理是什么？
圆柱体试件承受沿其长度以窄条施加的压力。由此产生的垂直拉力使试件因受拉而破坏。
测量范围和准确度是多少？
基准试件：按PN-EN 12390-1的Ø150×300 mm浇筑圆柱体；Ø ≥ 75 mm、无钢筋的钻芯试件，钻芯的L/d之比低至1亦可；垫条：硬质纤维板 ≥ 900 kg/m³，(15 ± 1) × (4 ± 1) mm，一次性使用；垫条硬度的替代判据：在(20 ± 5) kN力下压痕为(1.2 ± 0.4) mm，压头Ø (16 ± 0.5) mm，速率(48 ± 10) kN/min；应力速率：0.04～0.06 MPa/s（±10 %），预加荷载 ≤ 破坏荷载的约20 %。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 7 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
试验机、定心装置（可选）、垫条、圆柱体或立方体试模、磨床。
该检测用于哪些场景？
路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范：150 mm立方体，≥ 3.0 MPa或 ≥ 3.5 MPa）；以Ø ≥ 75 mm钻芯试件评定结构中混凝土的抗拉强度；预制生产与符合性试验中混凝土的质量控制；实验室的能力验证（附录A，150 mm立方体）；为路面设计估算抗拉强度。
需要采取哪些安全防护措施？
劈裂发生突然——应使用压力机防护罩与护目镜，双手离开加载区；垫条与加载件应在零荷载下放置；不得在受载状态下调整位置；混凝土的切割与研磨应湿作业或带粉尘抽吸。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 12390-6。