不同端面加工方式对混凝土芯样抗压强度的影响

文摘 2024-11-15 07:00 河南

随着社会及经济的发展，我国建设工程成为了促进经济和社会发展的重要项目，从而混凝土强度也成为了建筑行业重要的研究课题。回弹法是主体结构现场检测结构混凝土抗压强度重要方法之一，且具有操作简单快捷、性价比较高、不损伤结构的优点。但回弹法只测相对强度，无法得到实际的混凝土抗压强度，我们在检测过程中会遇到回弹法检测混凝土构件强度不合格的情况，检测机构基本采用钻芯法对回弹不合格构件进行复核评定。钻芯法为通过实体检测现场构件表面往内部钻取混凝土芯样，再进行切割、端面加工处理、抗压，然后以芯样抗压强度结果来推定混凝土构件抗压强度的一种方法。标准CECS03：2007中第6.0.3条文中要求，对于抗压强度低于40MPa的混凝土芯样，可以采用磨平机磨平、水泥净浆补平、硫磺胶泥补平等三种不同的混凝土芯样端面加工方式。

本文主要研究C30等级的混凝土试块钻取的芯样及结合某实际工程案例钻取的混凝土芯样采用磨平机磨平、水泥净浆补平、硫磺胶泥补平三种不同的混凝土芯样不同端面加工方式对其抗压强度结果影响的探究。

1混凝土试块钻取芯样抗压案例

1.1钻取混凝土芯样

1.1.1钻芯机的要求

本次试验的钻芯机有产品合格证，具有足够的刚度、能够固定、移动方便及操作灵活，并具应、有水冷却系统。钻芯机采用人造金刚石薄壁钻头，钻头胎体未见有肉眼可见的裂纹、缺角缺边、不垂直及喇叭口变形等缺陷，钻芯机采用三相电动机，用于冷却钻头和排除混凝土碎渣的冷却水流量为每分钟4升。

1.1.2混凝土试块的制备

采用混凝土设计强度等级为C30制取边长为150mm×150mm×150mm的立方体试块（配合比详见表1），共20组，1组3块，共60块试块。

在龄期均为30天时，对标准养护试块进行脱模。

1.1.3混凝土芯样的制备及编号

将制备好的混凝土标准试块进行擦干并自然状态下按组摆放整齐。确保混凝土芯样的两个端面为混凝土立方试块的浇筑侧面。钻芯机就位安放平稳后，应将钻机固定而后钻取，共钻取20组混凝土芯样，1组3个，共60个。最后对芯样进行编号，按组编号为1～20，每组三个芯样编号分别为1#、2#、3#。

1.2混凝土芯样加工及核查

⑴对已钻取好的芯样两端面按约定高度采用双刀锯切机进行切割。

⑵对钻取的20组混凝土芯样，对每一组的3个混凝土芯样分别用磨平机磨平（本试验采用泰州姜堰市先科仪器厂生产的SCM-200型全自动双端面磨平机）、水泥净浆补平、硫磺胶泥补平的加工方式进行端面处理。

⑶对端面已加工好的芯样采用游标卡尺、钢直尺、角度规、塞尺等仪器进行混凝土芯样尺寸偏差、垂直度、外观质量等进行核查，确保混凝土芯样满足以下要求：

①芯样试件的实际高径比(H/d)高径比在0.95～1.05之间；

②沿芯样试件高度内的任一直径与平均直径相差不大于于2mm；

③芯样两个端面的不平整度在100mm长度内不大于0.1mm；

④芯样两个端面与轴线的不垂直度不大于1°；

⑤采用硫磺胶泥补平的混凝土芯样，补平层厚度小于1.5mm；

⑥采用水泥净浆补平的混凝土芯样，补平层厚度小于5mm；

⑦确保混凝土芯样无裂缝，且无有其他较大缺陷。

1.3混凝土芯样试验

在混凝土芯样抗压强度试验中，主要是依据GB/T50081-2019规范中对立方体试块抗压试验的规定，本试验采用济南试金集团有限公司生产的WE-1000A型液压式万能试验机，首先将制作好的混凝土芯样放置于试验机的上下压板之间，使芯样的中心纵向轴线与加压板的中心基本保持一致，然后开动试验机，当上下压承压板与试件快接近时，调整上下承压板球座，使混凝土芯样表面与承压板接触保持同一平行线直至紧密且不留空隙。本次试验应连续均匀加载，加载速率按规范要求取0.6MPa/s，抗压结果数据采用实时数据采集系统。

1.4混凝土芯样抗压强度计算及结果

依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007，混凝土芯样的抗压强度值按下面的公式计算：

f_cu,cr=F_c/A

式中：f_cu,cr——芯样试件的混凝土抗压强度值(MPa)；

F_c——芯样试件的抗压试验测得的最大压力(N)；

A——芯样试件抗压截面的面积(mm²)。

具体的抗压强度结果详见表2。

1.5抗压强度结果分析

由表2可知，在混凝土设计强度等级为C30的混凝土芯样，在芯样的平整度、垂直度、端面补平厚度等几个指标均满足规范要求的前提下，采用硫磺胶泥补平方式，20个混凝土芯样的平均值为38.7MPa，芯样抗压强度平均值最高；采用水泥净浆补平略低，20个混凝土芯样的平均值为36.9MPa；采用磨平机磨平方式则最低，20个混凝土芯样的平均值为35.9MPa。

2某实际工程混凝土芯样抗压案例

2.1工程概况

某建设项目-10#楼设计为地上二十一层建筑，无地下室，结构形式为框剪结构，基础采用桩基础，主体结构一至三层柱（剪力墙）混凝土设计强度等级为C40，四层至十一柱（剪力墙）混凝土设计强度等级为C35，十层至二十一柱（剪力墙）混凝土设计强度等级为C30，该项目在委托我司对该项目结构实体验收检测时，采用回弹法检测混凝土强度，其中有8个混凝土设计强度等级为C30的竖向受力构件回弹强度推定值不满足设计要求，经和建设主管部门沟通后，由建设单位委托我司对8个回弹不合格的构件采用钻芯法检测其混凝土强度。回弹不合格构件结果汇总详见表3。

2.2钻芯钻样及抗压

我司检测人员依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:2007，对该项目8个构件采用钻芯法进行单个构件的混凝土强度推定值检测，每个构件取3个芯样，进行编号，每个构件取的三个芯样分别采用磨平机磨平、水泥净浆补平、硫磺胶泥补平三种不同的端面加工方式处理，制作好的混凝土芯样检查后其平整度、垂直度、端面补平厚度等几个指标均满足规范要求，最后依据规范进行抗压，混凝土芯样抗压结果汇总表详见表4。

2.3抗压强度结果分析

由表4可知，在本工程实际案例中，在混凝土设计强度等级为C30的混凝土芯样，在芯样的平整度、垂直度、端面补平厚度等几个指标均满足规范要求的前提下，同一个构件的3个混凝土芯样采用硫磺胶泥对端面加工方式，芯样抗压强度略高，采用水泥净浆对端面加工方式的抗压结果略低，采用磨平机磨平方式的抗压结果则较低。

3结语

现场实体结构安全一直是检测机构所重视的，如何把现场主体结构检测做的更准确、更科学，一直是我们努力的方向，如果当对现行有效的方法存在疑问时，我们可以通过试验并结合实际工程案例进行分析。本次我们通过制作同等条件的混凝土试块钻取芯样及某工程案例实体中钻取芯样，在混凝土设计强度等级为C30为前提的条件下，我们采用磨平机磨平、水泥净浆补平、硫磺胶泥补平三种不同的端面加工方式，对混凝土芯样的抗压结果进行分析。试验结果表明采用硫磺胶泥对端面加工方式，芯样抗压强度略高，采用水泥净浆略低，采用磨平机磨平则最低。如有错误，请行业同仁们批评指正，愿与各地检测机构人员一起探讨交流。（来源：《广东建材》2024.10）

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