壓力試驗機偏載及解決方法探討

1、概述

壓力試驗機在生產生活的各個領域都有廣泛的應用，可對混凝土、水泥、磚石、木材、金屬等各類材料進行力學強度試驗。以混凝土為例，強度是其最重要的技術性質。使用壓力試驗機測定混凝土抗壓的極限強度，作為評定混凝土品質的主要指標，并以此確定混凝土的強度等級，反映混凝土的質量性能濟南礦巖試驗機儀器有限公司濟南巖石直剪儀,濟南海威爾,濟南礦巖，濟南巖石直剪試驗機,壓力試驗機,濟南巖石試驗儀巖石直剪試驗機,巖石三軸儀，巖石直剪儀，巖石單軸試驗儀。

在我國，目前檢測混凝土強度的方法依據 GB/T 50107—2010 《混凝土強度檢驗評定標準》及 GB/T 50081—2002 《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，其中對混凝土抗壓試驗的試驗設備壓力試驗機規定測量允差不大于 ± 1% 。國家質檢總局頒布的 JJG 139—2014 《拉力、壓力和萬能試驗機計量檢定規程》對壓力試驗機力值測量誤差、零點、重復性等參數的檢定方法和計量性能作出了明確規定。但是在實際工作中，卻常出現經檢定合格的壓力試驗機測量同批次混凝土試塊，測量結果卻出現明顯的差異的現象。

2、壓力試驗機偏載產生的原因

根據壓力試驗機的結構，混凝土試塊放置于承壓板中央，試驗時上下壓緊并由球頭調整，當施加應力到達其極限時，混凝土試塊產生破壞 ( 圖 2) 。

應測量 3 次，取平均值作為該批次混凝土的強度試驗結果。但在工作中經常出現同批次試塊測量值出現較大偏離，或同批次試塊在不同試驗機上測量結果大相徑庭，必須重做試驗。經分析發現，混凝土試塊在受壓過程中受力不均勻，產生偏載是造成試塊極限破壞力值差異的重要原因。

因偏載造成的試塊不均勻破壞圖析，主要有以下幾個方面:

試驗機球頭偏移: 壓力試驗機球頭老化、腐蝕、形變、磨損或缺油，造成摩擦阻力不均，球頭偏移，導致試驗機施壓不均，產生偏載。

力軸偏心: 承壓板上下形心不同軸或施壓面不水平，導致力軸偏心，產生偏載。

壓力試驗機自身因生產加工、裝配或維護保養不當產生的幾何尺寸變形引起的偏載。

3、試驗機偏載的解決方法探討

壓力試驗機在實際工作中出現的偏載問題，對測量結果的影響甚至可以達到 10% ～ 20% ，造成測量數據的失準，直接影響了測量結果的有效性和可靠性，造成混凝土生產企業和檢測部門人力、物力的浪費。然而在 JJG 139—2014 《拉力、壓力和萬能試驗機計量檢定規程》中并未提及試驗機偏載的測量及消除方法，因此迫切需要一種解決方案來控制試驗機偏載的危害。 筆者團隊通過研究和試驗，提出了一種測試方法，用于測量壓力試驗機出現的偏載（圖4）。

以試驗機承壓板形心為中心，對稱布置壓力傳感器組。可采用 3、4 點至多點布局。每個傳感器可加工至足夠的精度 ( ± 0. 3% ) ，并可以實時傳輸測量值。通過測量承壓面上各點力值，并進行分解計算，得出試驗機壓力偏載的分布，從而及時采取措施，進行調整。經過試驗，該方法可把偏載的影響降低至測量結果的 ± 3% ，能夠有效地提升試驗結果的可靠性。

4、結束語

壓力試驗機因裝配、磨損、老化、變形等原因，不可避免的會出現壓力偏載。因此，及時發現偏載并采取措施，減少偏載對試驗結果的影響，對生產企業、計量檢測部門減少人員、材料的浪費以及規避安全風險有積極的意義。