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荣盛商品混凝土测强曲线及其相关规律研究
admin在2021-05-20发布 频道:行业资讯 标签:郭建良
     
引言   
  随着我国建筑工程中混凝土的使用量大面积推广,检测混凝土的强度对控制工程质量的意义相当重大。混凝土抗压强度是工程施工中控制和评定混凝土质量的主要指标,国内对混凝土抗压强度进行检测评定的主要方法有:回弹法、超声法、超声-回弹综合法、取芯法等,其中回弹法以其操作简便灵活、测试结果较为准确可靠的优点而被广泛采用,我国建设部已制定出《回弹法检测混凝土强度技术规程》,但其仅适用于现场拌制的混凝土结构测试,且混凝土强度不超过C50。随着混凝土质量的进一步提高,商品混凝土在工程中的大量应用,此《规程》已暴露出适应性不强的弱点。为此,以荣盛商品混凝土浇注而成的实体模拟构件为主要研究对象,采用回弹法确定混凝土抗压强度与混凝土表面回弹值之间的统计相关关系,在大量试验结果的基础上,分别建立适用于荣盛商品混凝土地区回弹测强曲线及相关强度曲线,并与相应混凝土构件的回弹试验做对比来验证所建立的回弹测强曲线精度。结果表明,该曲线更接近试验数据,为更好地推算荣盛混凝土检测确定提供了有力依据。

本课题研究内容
2.1 荣盛混凝土随龄期增长的强度发展曲线;
2.2 建立荣盛商品混凝土回弹测强曲线。

课题研究
  建立实体模拟试件,同时预留标养及同条件试块,在回弹后的对应测区钻取混凝土芯样,得到回弹相关数据和芯样强度换算值。
3.1 2007年10月—2008年10月,为数据采集阶段。
3.2 2008年10月—12月,对数据进行分析总结,集成曲线。
3.3 回弹测强曲线的建立。

具体方案
4.1 回弹法测强原理
  回弹法检测混凝土抗压强度的基本原理是通过回弹仪测定混凝土表面硬度与混凝土抗压强度的相关性而建立的函数关系,当混凝土测试龄期范围较宽时,应考虑混凝土碳化深度对表面回弹值的影响。
  根据上述三个参数通过大量数据回归拟合得到的函数表达式称之为回归方程或校准曲线(率定曲线)、测强曲线。一般地,回弹法测强曲线函数表达式为:
  fccu =f(Rm,d)
  上式中fccu——第i个测区混凝土强度换算值,精确至0.1MPa;
  Rm——第i个测区平均回弹值,精确至0.1;
  d ——第i个测区平均碳化深度值,精确至0.5。
  用于测定混凝土强度的中型回弹仪,是一种直射垂击式仪器,它借助于已获得一定能量(2.207J)的弹击拉簧所连接的弹击锤冲击弹击杆后,弹击锤向后弹回,并在回弹仪机壳上的刻度尺指示出回弹值。
  根据试验所建立的混凝土抗压强度——回弹值、碳化深度的相关曲线,通过回弹仪对混凝土表面弹击后的回弹值,对应测区的碳化深度即可来推算混凝土抗压强度。
4.2 曲线集成及试验研究
4.2.1 试验方案
  (1)回弹测试:用CM9电磁感应仪确定钢筋位置,测试碳化深度、回弹、记录。本项操作严格按《回弹规程》[1]进行。
  (2)钻芯测试:回弹测试完毕,在对应回弹测区进行混凝土芯样的钻取。芯样制取、允许偏差、干燥等项目按《钻芯规程》[2]严格执行,混凝土芯样试件力学性能试验按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》执行,同时记录试验数据。
  (3)数据处理:采用Excel软件进行试验数据的管理。
  (4)测强曲线的制定:根据获得的三个参数——芯样混凝土强度fcor、测区平均回弹值Rm、测区碳化深度d采用最小二乘法进行回归拟合得到混凝土测强曲线。
  (5)地区测强曲线的精度要求:当回归的混凝土回弹法测强曲线方程指标:平均相对误差(δ)不大于±14.0%且相对标准差(er)不大于17.0%时,该测强曲线可作为地区强度曲线。
4.2.2 试验过程
  本试验试验过程具体如下:
  (1)先在构件上进行钢筋定位,然后回弹,并在该处划定取芯位置,并将所划定的测区进行编号。
  (2)在划定取芯位置的测区内打眼进行碳化深度值测量,测量时间掌握在孔壁表面酒精挥发掉,表面干透,不潮湿,并至少干燥2分钟后,于混凝土孔壁自然脱落面进行碳化深度值测量。
  (3)在回弹测区内进行回弹法检测,每个测区回弹16个有效点,每构件回弹不少于10个测区,将测得的回弹值按《回弹规程》有关要求进行取舍并计算,取得该构件的回弹数据。
  (4)在划定的取芯位置处钻取芯样,取芯记录表除记录构件位置、强度等级、芯样编号、对应取芯测区的回弹平均值以及碳化深度外,还要在取出的芯样样体上记录芯样编号。
  (5)芯样按《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》(CECS03:88)相关规定进行加工并养护。
  (6)芯样试压,记录破型力值并换算成混凝土抗压强度值,录入取芯记录表。
  (7)将混凝土芯样强度值、该芯样钻取时所对应的回弹测区的回弹值及该测区的碳化深度值这三个参数整理并用Excel表格进行数据分析,以取得其函数曲线。
 
4.2.3 试验用仪器设备
  本试验所用仪器为舟山博远数字式回弹仪、钻芯机、切芯机、磨芯机、山东济南试金产2000t万能试验机。以上仪器均附有产品合格证和相关计量检定合格证书。
4.2.4 试验结果
  本试验共获得475组完整数据,试验结果详见下表(数据汇总表格)。
 
结论与展望
5.1 结论
    龄期    强度等级 14天 28天 60天 90天 120天 150天 180天 360天
C20 22.0 26.5 30.2 28.2 30.1 29.4 34.9 41.0
C25 29.9 31.0 36.2 33.7 34.7 36.9 40.1 42.4
C30 34.0 36.2 39.5 38.7 39.4 39.7 45.3 48.0
C40 44.2 48.6 52.0 47.2 48.2 54.2 54.9 58.3

图1 C20养护龄期与强度关系

图2 C25养护龄期与强度关系

图3 C30养护龄期与强度关系

图4 C40养护龄期与强度关系
  本课题通过试验研究得到荣盛商品混凝土回弹测强曲线为:
  fccu,i=  ARmB 10  Cdm
  式中fccu,i----对应于第i个测区的混凝土强度换算值,精确至0.1MPa;
  Rm----对应于第i个测区的平均回弹值,精确至0.1;
  dm----对应于第i个测区的平均碳化深度值,精确至0.5mm;
  A,B,C----为回归系数。
  经计算求得荣盛混凝土的回弹测强曲线为:
  fccu,i=  0.077196Rm1.794889 *10  (-0.068098)dm
  (2)廊坊市区回弹法测强曲线适用范围:混凝土强度为 20 -40   MPa;龄期为14天~360天。
  (3)用回弹法检测预拌(泵送)混凝土结构构件时,检测方法按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001相关要求进行,计算公式按本课题所建立的测强曲线进行,评定仍按JGJ/T23-2001规范进行。
6.2 本课题创新点
  在廊坊市首家建立了混凝土供应站回弹法检测专用测强曲线。
6.3 展望
  荣盛混凝土回弹测强曲线的建立,填补了我市建设系统中没有地方专用曲线成果的空白,为我市建设系统在监督、检验结构工程和混凝土质量方面发挥其重要的作用,同时也为我站在今后的混凝土质量控制方面提供有力依据。
  本曲线成功地建立得到了国家级权威专家的认可,为今后相关标准的修订提供了重要依据。
  本曲线的建立与应用,对工程施工主要在如下方面产生影响:
  1、建筑主体结构质量:钻芯法属于破损型检测,使结构在今后的长期使用过程中存在质量隐患,利用本曲线进行实体强度质量推测,不但可以准确推定主体结构强度,而且可以避免钻芯法对结构质量产生的不利影响;
  2、建筑施工工期方面:主体验收为建筑施工关键路线上的主要质量控制点,验收时间直接影响施工工期,根据本曲线进行推定,免除了钻芯法进行检测的时间(根据廊坊市检测机构条件,钻芯法检测一般从申请至出具报告,周期为十天),缩短了工期;
  3、经济效益方面:免除了钻芯法检测费用,也可免除建筑施工为期十天的建筑成本。
 
   
[1]  JGJ/T23-2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》[S]
[2] CECS03:88《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》[S]
 作者郭建良     
信息来源:混凝土视频网

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