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检测4芯样法检测喷射混凝土强度.doc

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检测 芯样法 喷射 混凝土 强度
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芯样法检测喷射混凝土强度十房项目 林青 韩海真 内容摘要:通过喷射混凝土现场制作、养护、加工、试验,并对试验数据进行整理,求的圆柱体与立方体换算系数,在实际工作来减轻工作量,节约有效资源。关键词:喷射混凝土试件制作 喷射混凝土试件养护加工 圆柱体与立方体换算系数喷射混凝土抗压强度是喷砼质量控制的主要指标, 在 JTG F60-2009公路隧道施工技术规范 附录 C中其试件采用喷大板切割法或凿方切割法来制备,我国通常采用喷大板切割立方体试件测定喷硷的抗压强度。在 GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范中提出可用钻取芯样的方法制作试件。芯样加工与试验要符合 YBJ 209-85 钻取芯样法测定结构混凝土抗压强度技术规程的要求,该标准只是适用于普通混凝土结构实体取芯,对于喷射混凝土这种水化凝结方式与普通混凝土有明显区别的混凝土,应该按照 GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范中 10.1.2.4 要求通过试验来确定圆柱体与立方体抗压强度换算系数。1.目的通过现场喷射混凝土强度试件的制作、养护、与强度检测来确定圆柱体试件与立方体试件换算系数。2.仪器设备2.1喷射混凝土大板试模 450×350×120mm。 (符合 120±0.2mm, 350±0.4mm, 450±0.4mm;不平整度每 100mm不超过 0.05mm;各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°)2.2混凝土取芯机。 (取芯机要有足够刚度,符合取芯设备要求,试件端面与轴线的不垂直度不大于1°;配直径 100mm钻头)2.3混凝土切割机。 (保证试件边长±1mm,直角≤2°)2.4混凝土磨平机。 (能保证试件平整度要求,试件断面不平整度在 100mm长度内不大于 0.1mm)2.5游标卡尺。 (量程 300mm,分度值 0.02mm)2.6万能角度尺(0-320°)或游标量角器。2.7塞尺(0.01mm)2.8 30cm钢板尺2.9压力机活万能材料试验机:压力机符合《液压式压力试验机》及《试验机通用技术要求》中的要求外,其测量精度为±1%,试件破坏荷载应大于压力机全量程的 20%且小于压力机全量程的 80%。同时应具有加载速度指示装置或加荷速度控制装置。上下压板平整并有足够刚度,可以均匀的连续加荷卸荷,可以保持固定荷载,开机停机均灵活自如,能够满足试件破型吨位要求。3.现场试件制作3.1在喷射作业面附件,将模具以 80°(与水平面的夹角)左右置于墙脚。3.2先在边墙上喷射,待操作正常后,将喷头移至试模位置,水平于受喷面由下而上,逐层向模具内喷满混凝土。3.3将喷满混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀刮平混凝土表面。3.4现场喷射 450×350×120mm试件 2块。4.试件的养护与加工喷射好的混凝土在隧道内潮湿环境中养护 1d后脱模。将喷射混凝土试件移至标准养护室在保证养护条件下养护 7d,每块 450×350×120mm试件用切割机加工成边长 100mm的立方体试件(保证试件边长±1mm,直角≤2°;试件断面不平整度在 100mm长度内不大于 0.1mm) )3 块,另外用取芯机取芯切割成100mm*100mm芯样(试件端面与轴线的不垂直度不大于 1°;试件断面不平整度在 100mm长度内不大于0.1mm)3 块。加工后的试件继续在标准条件下养护至 28d龄期,进行抗压强度试验。5.试验步骤5.1至试验龄期是,自养护室取出试件,应尽快试验,避免其湿度变化。5.2取出试件,检查其尺寸及形状,相对两面应平行。量出棱边长度,精确至 1mm;圆柱体试件端面与轴线的不垂直度不大于 1°。试件受力截面积按其与压力机上下接触面的平均值计算。在破型前,保持试件原有湿度,在试验时擦干试件。5.3以两平整面为上下受压面,试件中心应与压力机几何对中。5.4强度等于小于 C30的混凝土取 0.3MPa/s~0.5 MPa/s的加荷速度;强度等于大于 C30的混凝土取0.5MPa/s~0.8 MPa/s的加荷速度;强度等于大于 C60的混凝土取 0.8MPa/s~1.0MPa/s 的加荷速度。当试件接近破坏而开始迅速变形时,应停止调整试验机油门,直至试件破坏,记下破坏极限荷载 F(N)。6.试件结果6.1混凝土立方体试件抗压强度按下式计算:𝑓𝑐𝑢=𝐹𝐴式中:fcu—混凝土立方体抗压强度(MPa)F—极限荷载(N)A—受压面积(mm)以测量受压面平均值计以 3个试件测值的算术平均值为测定值。三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的 15%,则取中间值为测定值;如最大值与中间值之差均超过中间值的 15%,则该组试验结果无效。结果计算精确至 0.1MPa。6.2混凝土圆柱体试件抗压强度按下式计算:𝑓𝑐𝑐=4𝐹π 𝑑2式中:fcc—混凝土圆柱体抗压强度(MPa)F—极限荷载(N)d—试件计算直径(mm)两垂直方向的直径,精确至 0.1mm以 3个试件测值的算术平均值为测定值。三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的 15%,则取中间值为测定值;如最大值与中间值之差均超过中间值的 15%,则该组试验结果无效。结果计算精确至 0.1MPa。7.圆柱体与立方体尺寸换算系数的确定立方体试件平均值按下式计算:𝑋 𝑓𝑐𝑐= 𝑋1+𝑋2+…𝑋𝑛𝑛圆柱体试件平均值按下式计算:𝑋 𝑓𝑐𝑢= 𝑋1+𝑋2+…𝑋𝑛𝑛圆柱体换算立方体系数按下式计算:β=𝑋 𝑓𝑐𝑐𝑋 𝑓𝑐𝑢—圆柱体换算立方体系数β—混凝土立方体抗压强度平均值(MPa)𝑋 𝑓𝑐𝑐—混凝土圆柱体抗压强度平均值(MPa)𝑋 𝑓𝑐𝑢计算实例:圆柱体试件与立方体试件统计换算表圆柱体试件 立方体试件组数破坏荷载(KN) 抗压强度(Mpa) 破坏荷载(KN) 抗压强度(Mpa)1 235.13 29.9 359.54 36.0 2 208.76 26.6 324.13 32.4 3 247.11 31.5 362.32 36.2 4 190.09 24.2 295.47 29.5 5 216.99 27.6 346.13 34.6 6 192.43 24.5 310.13 31.0 7 219.64 28.0 313.34 31.3 8 222.15 28.3 358.65 35.9 9 198.33 25.3 322.01 32.2 10 185.17 23.6 280.64 28.1 11 234.52 29.9 367.91 36.8 12 203.28 25.9 315.64 31.6 13 247.22 31.5 384.01 38.4 14 176.95 22.5 302.43 30.2 15 198.38 25.3 330.53 33.1 16 172.83 22.0 292.41 29.2 17 172.10 21.9 285.35 28.5 18 249.07 31.7 357.52 35.8 19 260.14 33.1 384.86 38.5 20 202.61 25.8 339.79 34.0 21 220.98 28.1 328.33 32.8 22 240.89 30.7 341.56 34.2 23 233.39 29.7 367.38 36.7 24 175.30 22.3 282.78 28.3 25 222.36 28.3 335.08 33.5 26 227.85 29.0 349.55 35.0 27 254.86 32.4 376.70 37.7 28 176.92 22.5 307.24 30.7 29 202.27 25.8 323.96 32.4 30 218.73 27.8 323.60 32.4 31 226.98 28.9 355.10 35.5 32 244.73 31.2 390.58 39.1 33 183.58 23.4 305.30 30.5 34 191.78 24.4 317.57 31.8 35 236.16 30.1 366.38 36.6 36 245.31 31.2 371.66 37.2 37 234.79 29.9 352.90 35.3 38 208.77 26.6 341.69 34.2 39 223.35 28.4 360.68 36.1 40 219.11 27.9 334.15 33.4 41 243.86 31.0 391.17 39.1 42 238.67 30.4 375.49 37.5 43 182.48 23.2 287.51 28.8 44 193.07 24.6 309.17 30.9 45 188.45 24.0 315.31 31.5 46 199.20 25.4 293.10 29.3 47 203.34 25.9 310.78 31.1 48 211.41 26.9 327.18 32.7 49 181.82 23.2 305.90 30.6 50 181.76 23.1 295.92 29.6 平均值 212.9 27.1 333.5 33.4 强度标准差 3.18 3.13强度最大值 33.1 39.1强度最小值 21.9 28.1强度极差 11.2 11.0 圆柱体 换算系数 1.238.注意事项8.1混凝土是非匀质性材料,其强度并非定值,而是随着同标号水泥强度的差异、砂、石粒径、级配及含水率的波动,材料计量的偏差、搅拌时间、运输、成型、养护等因素的变动及试验过程中的误差等,在一定幅度内波动,所以要根据本工程所用的材料、施工工艺、成型、养护等情况,通过试验建立专用的尺寸换算系数。8.2根据 GB/T50107-2010混凝土强度检验评定标准的要求,关于混凝土尺寸折算系数的确定方法,当使用非标准尺寸试件时,尺寸换算系数由试验确定,其试件数量不应少于 30个对组。一个对组为两组试件,一组为 100mm*100mm立方体试件,一组为 Φ100mm*100mm 圆柱体试件。8.3用于确定尺寸折算系数的混凝土,混凝土的生产条件在较长时间内保持一致,施工工艺相同,试验龄期相同,且同一品种、同一强度等级混凝土的强度变异性保持稳而组成。其试件数量不应少于 30个对组。8.4喷射混凝土试件的制作要在施工现场将混凝土喷射在 450×350×120mm试模内喷 2个,当混凝土达到一定强度后。加工成 100mm*100mm*100mm立方体试件 100mm*100mm圆柱体试件各 2组,编号在标准条件养护至 28d进行试验(精确到 0.1Mpa),养护温湿度要满足规范要求。8.5喷射混凝土的芯样加工后的平整度、垂直度,端面处理情况等均会对芯样强度构成影响,所以芯样的加工一定要满足规范要求。锯切后芯样端面感官上比较平整,但山东省建筑科学研究院的试验研究表示,锯切芯样的抗压强度比端面加工后芯样试件的抗压强度降低 10%~30%。8.6喷射混凝土自养护室取后应尽快试验,避免其湿度变化,试件加荷速度要符合规范要求。8.7换算系数确定后,施工周期过长每一季度要对喷射混凝土系数进行验证,保证数据的准确性。8.8材料更换要通过试验室重新建立专用的尺寸换算系数。9.总结喷射混凝土喷大板切割法试件,在开始切割时如果切割机转速过高容易卡刀,转速调低后试件底下5mm多不容易锯断需要反倒在锯一刀,试件切割中用水、用电量大,对锯片磨损大,切割中如供水不足粉尘含量大,对作业人员健康造成影响,大量废水排出对环境也有影响,而一组试件切割时间比较长,作业人员在高噪音环境下长时间工作也对健康造成影响。而芯样法制取试件可节约能源消耗、降低环境污染、对作业人员健康影响低,加大工作效率。既然在 GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范中规定可用钻取芯样的方法制作试件,并通过试验来确定强度换算系数,可在以后施工中大力推广。参考文献:[1] JTG F60-2009.公路隧道施工技术规范[S].[2] GB 50086-2001.锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].[3] CECS 03::207.钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].[4] GB/T 50107-2010.混凝土强度检验评定标准[S].
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