压力试验机偏载及解决方法探讨

压力试验机在生产生活的各个领域都有广泛的应用，可对混凝土、水泥、砖石、木材、金属等各类材料进行力学强度试验。以混凝土为例，强度是其zui重要的技术性质。使用压力试验机测定混凝土抗压的极限强度，作为评定混凝土品质的主要指标，并以此确定混凝土的强度等级，反映混凝土的质量性能。

在我国，目前检测混凝土强度的方法依据 GB/T 50107—2010 《混凝土强度检验评定标准》及 GB/T 50081—2002 《普通混凝土力学性能试验方法标准》，其中对混凝土抗压试验的试验设备压力试验机规定测量允差不大于 ± 1% 。国家质检总局颁布的 JJG 139—2014 《拉力、压力和万能试验机计量检定规程》对压力试验机力值测量误差、零点、重复性等参数的检定方法和计量性能作出了明确规定。但是在实际工作中，却常出现经检定合格的压力试验机测量同批次混凝土试块，测量结果却出现明显的差异的现象。

压力试验机偏载产生的原因

根据压力试验机的结构 ，混凝土试块放置于承压板中央，试验时上下压紧并由球头调整，当施加应力到达其极限时，混凝土试块产生破坏 。

应测量 3 次，取平均值作为该批次混凝土的强度试验结果。但在工作中经常出现同批次试块测量值出现较大偏离，或同批次试块在不同试验机上测量结果大相径庭，必须重做试验。经分析发现，混凝土试块在受压过程中受力不均匀，产生偏载是造成试块极限破坏力值差异的重要原因。

举例来说，一组设计强度 C30 的混凝土试块，因试验机产生偏载，致使混凝土试块受力不均，受力较大的一侧会先破坏 ，造成整个试块的强度下降并陆续破坏，zui终测量结果强度低于设计值，判定该试块强度不合格。

因偏载造成的试块不均匀破坏图析，主要有以下几个方面:

试验机球头偏移: 压力试验机球头老化、腐蚀、形变、磨损或缺油，造成摩擦阻力不均，球头偏移，导致试验机施压不均，产生偏载。

力轴偏心: 承压板上下形心不同轴或施压面不水平，导致力轴偏心，产生偏载。

压力试验机自身因生产加工、装配或维护保养不当产生的几何尺寸变形引起的偏载。

试验机偏载的解决方法探讨

压力试验机在实际工作中出现的偏载问题，对测量结果的影响甚至可以达到 10% ～ 20% ，造成测量数据的失准，直接影响了测量结果的有效性和可靠性，造成混凝土生产企业和检测部门人力、物力的浪费。然而在 JJG 139—2014 《拉力、压力和万能试验机计量检定规程》中并未提及试验机偏载的测量及消除方法，因此迫切需要一种解决方案来控制试验机偏载的危害。 笔者团队通过研究和试验，提出了一种测试方法，用于测量压力试验机出现的偏载。

以试验机承压板形心为中心，对称布置压力传感器组。可采用 3、4 点至多点布局。每个传感器可加工至足够的精度 ( ± 0. 3% ) ，并可以实时传输测量值。通过测量承压面上各点力值，并进行分解计算，得出试验机压力偏载的分布，从而及时采取措施，进行调整。经过试验，该方法可把偏载的影响降低至测量结果的 ± 3% ，能够有效地提升试验结果的可靠性。

压力试验机因装配、磨损、老化、变形等原因，不可避免的会出现压力偏载。因此，及时发现偏载并采取措施，减少偏载对试验结果的影响，对生产企业、计量检测部门减少人员、材料的浪费以及规避安全风险有积极的意义。