🏗️ 混凝土抗折强度（两点加载）
三句话速览
以两根上压辊与两根下支辊（跨距3d）对混凝土棱柱体加载弯曲，应力速率恒定为0。该检测依据 PN-EN 12390-5:2019-08；试件：按PN-EN 12390-1的梁，浇筑成型（PN-EN 12350-1、PN-EN 12390-2）或切割；例如150×150×600～750 mm。整个程序共 7 个步骤（合计约 10 小时）；主要用于：公路与机场路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范的要求：视交通等级为 ≥ 4.5 MPa或 ≥ 5.5 MPa）、受弯构件与预制构件中混凝土的质量控制、工艺试验中混凝土与已审批配合比符合性的评定。
要点速览
- 标准: PN-EN 12390-5:2019-08
- 类别: 建筑工程
- 操作步骤数: 7
- 各步骤合计时间: 10 小时
- 试件: 按PN-EN 12390-1的梁，浇筑成型（PN-EN 12350-1、PN-EN 12390-2）或切割；例如150×150×600～750 mm
- 压辊间距: 支辊l = 3d，加载辊间距为d，安装公差2.0 mm
- 压辊: 钢制，圆形截面，直径20～40 mm，长度至少比试件宽度长10 mm
概述
PN-EN 12390-5标准规定了测定硬化混凝土试件抗折强度的方法。将符合PN-EN 12390-1的棱柱体试件（梁）通过上、下压辊加载而承受弯矩，记录最大荷载并计算强度。基准方法为两点加载；中心（单点）加载列于规范性附录A。在标准所引用的实验室间比对中，中心加载所得结果始终比两点加载高13 %。
抗折强度对混凝土路面具有特别意义：GDDKiA的技术规范D-05.03.04要求按PN-EN 12390-5对150×150×600～750 mm的梁采用两点加载进行试验，三个试件的平均值应不低于4.5 MPa（交通等级KR1～KR4）或5.5 MPa（KR5～KR7）。如此测得的强度并非严格的材料属性——它取决于支承方式、试件尺寸与支点间距，因此试验程序必须严格规定。
2019年版代替PN-EN 12390-5:2009；所作修改包括技术性更正以及与PN-EN 12390-3养护规定的统一。试验前测定密度以检查混凝土的密实程度是良好做法。断口也应检查：断裂发生在加载辊之外时应在检验报告中注明。
方法原理
棱柱体试件通过两根装在铰接横梁上的上压辊（该横梁将试验机的力平均分配给两辊）以及两根支辊承受弯曲。外辊之间的跨距l = 3d（d为试件宽度），内辊间距 = d，对称布置；安装误差 ≤ 2.0 mm。压辊为钢制，直径20～40 mm，其长度至少比试件宽度长10 mm；其中三根（包括两根上辊）必须能自由转动，并能在垂直于试件轴线的平面内偏转。荷载以0.04～0.06 MPa/s范围内某一恒定应力速率s增加直至破坏；所需加载速率R = s·d1·d2²/l [N/s]。
应用领域
- 公路与机场路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范的要求：视交通等级为 ≥ 4.5 MPa或 ≥ 5.5 MPa）
- 受弯构件与预制构件中混凝土的质量控制
- 工艺试验中混凝土与已审批配合比符合性的评定
- 加载方式的对比研究（两点加载与中心加载）
- 纤维混凝土与路面混凝土的研究
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 试件 | 按PN-EN 12390-1的梁，浇筑成型（PN-EN 12350-1、PN-EN 12390-2）或切割；例如150×150×600～750 mm |
| 压辊间距 | 支辊l = 3d，加载辊间距为d，安装公差2.0 mm |
| 压辊 | 钢制，圆形截面，直径20～40 mm，长度至少比试件宽度长10 mm |
| 应力速率 | 0.04～0.06 MPa/s，恒定在±10 %以内；预加荷载不超过破坏荷载的约20 % |
| 试验时间与温度 | 自养护中取出后10 h内；(20 ± 5) °C，炎热气候为(25 ± 5) °C |
| 两种加载方式之差 | 中心加载（附录A）所得结果比两点加载高约13 % |
标准
- 标准编号
- PN-EN 12390-5:2019-08
- 标准名称（波兰语）
- Badania betonu — Część 5: Wytrzymałość na zginanie próbek do badań
- 标准名称（英语）
- Testing hardened concrete — Part 5: Flexural strength of test specimens
分步操作程序
-
试件的准备
按PN-EN 12350-1与PN-EN 12390-2成型的梁，并标明浇筑方向；允许使用符合PN-EN 12390-1的切割试件。检视试件并记录不合规之处。超出公差的试件应予舍弃或修整：不平整处以研磨、角度偏差以切割或研磨修正。
-
试验时间与条件
自养护中取出后尽快试验，最迟不超过10 h，温度为(20 ± 5) °C，炎热气候为(25 ± 5) °C。在实验室存放超过4 h的试件应防止水分损失。
-
清理与安放
擦净试验机的支承面，并清除试件与压辊接触面上的松散颗粒；水中养护的试件应擦去多余水分。将试件居中安放，其纵轴垂直于压辊轴线，使加载方向垂直于浇筑方向。
-
预加荷载
在所有压辊均匀贴合试件之前不得加载。预加荷载不得超过破坏荷载的约20 %。
-
加载至破坏
以所选恒定应力速率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。在手动控制的试验机上，应在临近破坏时补偿速率的下降。
-
结果的记录
记录最大荷载。若断裂发生在加载辊之外，应予注明。
-
计算
由最大荷载与试件尺寸计算抗折强度；所需加载速率R = s·d1·d2²/l，其中d1、d2为试件的横截面尺寸[mm]，l为下辊间距[mm]。
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 | — |
| 抗折装置 | 两根支辊与两根装在铰接横梁上的加载辊，钢辊Ø 20～40 mm | — |
| 梁用试模 | 按PN-EN 12390-1的棱柱体试模 | — |
| 试件修整器具 | 用于磨平不平整处并以切割与研磨方式修正角度的磨床 | — |
| 防止水分损失的覆盖物 | 试件在实验室存放超过4 h时使用湿麻布或不透水薄膜 | — |
职业健康与安全
- 压力机：破坏时的挤压区与混凝土飞溅——应设防护罩、佩戴护目镜，双手离开加载区
- 150×150×600 mm的梁很重——应两人搬运或使用小车
- 混凝土的研磨与切割只能湿作业或带粉尘抽吸（硅质粉尘）
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 12390-5:2019-08 — 《Testing hardened concrete — Part 5: Flexural strength of test specimens》。
该方法的原理是什么？
棱柱体试件通过两根装在铰接横梁上的上压辊（该横梁将试验机的力平均分配给两辊）以及两根支辊承受弯曲。外辊之间的跨距l = 3d（d为试件宽度），内辊间距 = d，对称布置；安装误差 ≤ 2.
测量范围和准确度是多少？
试件：按PN-EN 12390-1的梁，浇筑成型（PN-EN 12350-1、PN-EN 12390-2）或切割；例如150×150×600～750 mm；压辊间距：支辊l = 3d，加载辊间距为d，安装公差2.0 mm；压辊：钢制，圆形截面，直径20～40 mm，长度至少比试件宽度长10 mm；应力速率：0.04～0.06 MPa/s，恒定在±10 %以内；预加荷载不超过破坏荷载的约20 %。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 10 小时。整个程序共 7 个步骤。
需要哪些设备？
试验机、抗折装置、梁用试模、试件修整器具、防止水分损失的覆盖物。
该检测用于哪些场景？
公路与机场路面混凝土的试验（GDDKiA技术规范的要求：视交通等级为 ≥ 4.5 MPa或 ≥ 5.5 MPa）；受弯构件与预制构件中混凝土的质量控制；工艺试验中混凝土与已审批配合比符合性的评定；加载方式的对比研究（两点加载与中心加载）；纤维混凝土与路面混凝土的研究。
需要采取哪些安全防护措施？
压力机：破坏时的挤压区与混凝土飞溅——应设防护罩、佩戴护目镜，双手离开加载区；150×150×600 mm的梁很重——应两人搬运或使用小车；混凝土的研磨与切割只能湿作业或带粉尘抽吸（硅质粉尘）。
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 12390-5。