端面处理方式对混凝土芯样抗压强度影响分析.pdf

2 0 1 3年 第 8期 ( 总 第 2 8 6期 ) 混 凝 土 Nu mb e r 8 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No ．2 8 6 ) Co n c r e t e 理论研究 THEORETI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ．0 1 8 端面处理方式对混凝土芯样抗压强度影响分析 王元光 ( 广东省建筑科学研究院，广东 广州 5 1 0 5 3 0 ) 摘要： 研究了机械磨平 、 水泥净浆补平、 硫磺胶泥补平等三种混凝土芯样端面处理方式对其抗压强度的影响。 结果表明 ： 采用 硫磺胶泥补平方式 ， 芯样抗压强度平均值最高， 采用水泥净浆补平略低 ， 采用机械磨平方式则最低。 假设性经验分析得 出， 采用硫 磺胶泥补平与水泥净浆补平的抗压强度不存在显著性差异 。 采用硫磺胶泥补平方式 ， 加工过程最稳定 ， 试验结果分布最集中， 采 用水泥净浆补平次之 ， 采用机械磨平 的试验结果分布最离散。 关键词： 芯样 ；端面；补平 ；抗压强度 ；假设性检验 中图分类号： T U 5 2 8 ．0 1 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 0 6 7 — 0 5 St u d y o f t h e e ffe c t o f e n d f a c e t r e a t m e n t o f c o n c r e t e c o r e s a m p l e o n i t s c o m p r e s s i v e s t r e n g t h WANG Yu a n gu a n g ( G u a n g d o n g Ac a d e m y o f C o n s t r u c t i o na n d A r c h i t e c t u r e S c i e n c e ， O u a n g z h o u 5 1 0 5 3 0 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： Ef I e c t o f e nd f a c e t r e a t me n t s o f c o n c r e t e c o r e s a mpl e o n i t s c o mp r e s s i v e s tre n g t h wa s s t ud i e d ． Th e r e s u l t s s h o we d t h a t a v e r a g e v a l u e o f c o mp r e s s i v e s t r e n gth wa s h i g h e s t wi t h s u l p h u r ma s t i c l e v e l ma n n e r ， a n d p a s t e l e v e l ma n n e r t a k e d s e c o n d p l a c e ， me c h a n i c a l p o l i s h wa s t he l o we s t ．Th e r e s ul t of h y po t h e t i c a l t e s t s h o we d t ha t s u l p h ur ma s t i c l e v e l ma nn e r a n d p a s t e l e v e l ma n ne r h a d no s i g ni fic a n t d i f f e r e n c e i n a v e r a g ev a l u e o f c o mp r e s s i v e s t r e n gth ． Di s t r i b u t i o no f t e s t r e s u l t s wi t l 1 s u l p h ur ma s t i cl e v e l ma n n e r wa st h emo s t c o n c e n t r a t e d ． a n dp a s t e l e v e l ma n n e r t a k e s e c o nd p l a c e， me c h an i c a l p ol i s h wa s the mo s t s c a ~e r e d． Ke y wo r ds ： c o n c r e t e c o r e s a mp l e ； e n d f a c e ； fi l l l e v e l ； c o mp r e s s i v e s t r e n gth； h ypo the t i c a l t e s t 0 引言 钻芯法检测混凝土抗压强度相对 于回弹法或超声 检 测法具有 准确 、 直观的特点 ， 常作为混凝土质量鉴 定与事 故分析的重要方法 。 然而 ， 自取样 、 制样 至破型 的整个试验 过程中 ， 钻芯检测试验结果 的准确性同样受到多种因素的 影响。 特别是制样环节 ， 芯样的加工水平直接影响试验结果 的准确性与真实性 。 芯样 的加工质量通常包含高径 比 、 垂 直度 、 平整度等方面。 其 中， 端面平整度是影响试验结果准 确性 的关键因素 ， 同时也是 目前芯样加的最大技术难题。 现 行规范 C E C S 0 3 ： 2 0 0 7中对端 面处 理作 如下技术要求 ： 锯 切后 的芯样宜采取 在磨平机上磨平的端面处理方法 ， 也可 以采用环氧胶泥或 聚合物水泥砂浆补平 ； 对于抗压强度低 于4 0 MP a的芯样试件， 可采用水泥砂浆、 水泥净浆或硫磺 胶泥 补平[ 1] 。 标准 的条文解释 中并未对各种 端面处理方式 孰好孰坏进 行必要 的说 明， 国内关 于这方面的研究报道也 甚少 。 目前芯样端面处理方式呈 现出五花八 门的局面 ， 即 便是同一地区的检测机构的端面处理方法也不统一。 因 此， 对于同一工程相同部位的实体混凝土钻芯法检测， 往往 出现多家检测机构 的试验结果大相径庭的现象 ， 为科学准 确评价混凝土质量带来障碍。 收稿 日期：2 0 1 3 - 0 2 - 2 8 有鉴于此， 本试验以芯样的端面处理方式作为研究对象 ， 对 比研究机械磨平 、 硫磺胶泥补平 、 水泥净浆补平三种常用 的端面处理方式对试验结果的影响以及各 自 之间的差异 ， 旨 在为正确、 科学地评定混凝士工程质量提供客观的理论依据。 1 试 验 1 ． 1 补平材料强度测试 标准 C E C S 0 3 ： 2 0 0 7 中要求， 对于抗压强度低于4 0 M P a 的芯样 ， 可以采用水泥砂浆 、 水泥净浆 、 聚合物水泥或硫磺 胶泥进行补平 ， 该项规定 旨在确保抗压试验过程 中补平材 料不会提前破坏。 因此 ， 有必要对本研究所采用的两种补平 材料水泥净浆与硫磺胶泥进行强度试验 。 将补平后的芯样 由0 MP a 逐级加载至 7 0 MP a ， 每增加 5 MP a 时取下试件观 察补平材料的破坏情况。 试验结果显示 ， 采用硫磺胶泥补平 的芯样加载至 6 5 MP a 时， 硫磺胶 泥补平层完好无损 ， 未出 现提前破坏情况 ， 当继续加 载至 7 0 MP a 时 ， 芯样与补平材 料 同时破坏 ， 如图 1 所示 。 采用水泥净浆补平 的芯样加载至 7 0 MP a 时， 水泥净浆补平层完好无损， 未出现提前破坏情 况 ， 继续加载至 7 2 MP a 时 ， 芯样与补平层同时破坏 ， 见图2 。 因此 ， 本研究所采用 的两种补平材料均不会先于混凝土芯 样而提前破坏 ， 保证 了补平面的有效性 。 67 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m s- f 砉 c (3 ) 式中： ——样本均值 s ——样本标准差。 ( 2 ) 确定检 出水平 ， 取值 0 ．0 5 ， 查 出临界值 G l ， 即 G n 9 7 _ 2 8 2 2 ， 可参照标准 G B ／ T 4 8 8 3 ～2 o 0 8 附录 A[2 ] ( 3 ) 当 G 订 ≥ G ， 且 G n > G ，判定 为离群值； 当G G ， 且G G 删 时 ， 判定 ( 1 )为离群值 ，否则判未发现离群值。 、 ．( 4 ) 剔除离群值后， 重复使用上述步骤 ，直至没有发现 P 006 9 0 -1 5 8 0． 0 5 2 0 ．6 2 3 0． 81 8 0． 31 8 0 ．5 71 0． 8 7 5 0 ．6 8 2 23 7 9 2 4 9 8 2 5 ．8 4 4 8．67 51 ．7 6 51 ． 71 58 ．46 6 2， 5 7 6 3 28 229 0 1 ． 5 9 8 1 ．3 4 8 4 ． 0 7 9 3 ．31 9 3． 1 3 9 5 ． 67 4 4 ．7 8 4 3 ． 8 67 1 6 20 1 ．63 9 2 ．8 6 5 2． 2 8 7 1 ．51 7 1 ． 8 7 7 1 ． 6 9 8 1 ．7 21 2． 1 7 9 ． 2 _ 9 2 0 2． 2 4 0 1 ．1 4 3 2 ． 1 01 2 ．3 09 1 ．5 6 4 2,83 1 1 ． 8 7 5 2 ．0 3 7 离群值1 7 ．1 — 29 ．7 一 一 一 4，d ． 剔除离群值之后数据统计结果 苎 夸 2 7 ．5 2 7 ～2 8 _0 5 8 ．0 5 6 ．8 5 7 ．6 6 8 ． 1 7 0 ，8 7 1 ．7 ，J 值2 0 6 21 ．4 2 4_ 3 4 0 ．1 4 4． I 46 ．8 50 ． 5 5 3 ．6 5 5 ． 4 妻 6 ．9 6 -2 3 _7 1 7 _9 1 2 ．7 1 0 ．8 1 7 ． 6 1 7 ．2】 6 ．3 乎 均 值2 4 -1 25 ． O 25 ．7 48 ． 7 5 1 ．8 51 ． 7 5 9 ．1 6 2 ． 6 6 3-3 — ~ ————— 1 ． —8 5— 7 — 1 — ．5 —98— 1 ． 1 0 —5 4． 07 9 3． 3 1 9 3 ．1 3 9 4 ． 6 8 0 4 ．48 4 3- 8 6 7 注： M- 机械磨平； s ． 水泥净浆牢 磊 ■ —- = = 2 ． 2 抗压 强度结 果分析 通过上述方法剔除了三个离群值 ，见上表所示 ， 并重 i 十 苎 了 最 小 值 、 最 大 值 、 极 差 、 平 均 值 与 标 准 差 ， 具 体 分 2 ． 2 ． 1 平均值分析 由图 5 可 以清晰看 出， 各个强度等级 的混凝土芯样 ． 硫磺胶泥补平的试样抗压强度平均值最 高 ，其 次 采用水 泥净浆补平， 采用机械磨平则最低 。进一步分析 出， C 2 5 等级芯样 ， 采用硫磺胶泥补平相比机械磨平和水 泥净浆补平依 次高出 1 ．6 、 0 ． 7 MP a ， 以强度等级换算( 即 2 5 MP a 为计算基数) 依次高出 6 ．4 ％和 2 ． 8 ％。 C 4 5 等级芯样 ． 用硫磺胶泥补平与采用水泥净浆补平 ，其抗压强度平 i 曲- -4 值几乎相当， 且均高于采用机械磨平方式的试样 。以 C 4 5 作 为计算 基数 ， 则采用硫磺胶泥补平相 比于机械磨平高6 ．7 ％ 。 6 等级芯样， 采用硫磺胶泥补平相比机械磨平和水泥净 誓 平 依 次 高 出 4 ．2 、 o ．7 M P a ， 以 强 度 等 级 进 行 换 算 ， 则 滚 室 迪 轺 陋 辖 芯样端面处理 图 5 抗压强度平均值 图 6 抗压强度标准差 ． 由上述分析可知 ， 采用硫磺胶泥补平 ，其芯样抗压强 譬 平 均 值 略 高 于 水 泥 净 浆 补 平 方 式 ， 而 比 之 采 用 机 械 磨 平 岛约 6 ． 5 ％。 2 ． 2 ． 2 假设性检验 ． 由上述对平均值的分析得 出 ，三种不同端 面处理方式 妾 存 在 一 定 的 差 异 。 这 种 差 异 有 多 大 ? 是 否 会 对 试 验 结 嚣 生 影 响 ? 本 节 中 引 入 统 计 学 中 常 用 的 分 析 方 法 假 设 荏 来 分 析这种差异。 假设性检验亦称之为“ 显著性检验 ” ， 来检验样本 与样本 ，样本与总体有无本质性差别的 计学方法 。 假设性检验的基本步骤为： ( 1 J 建立假设， 通常需要建立两个假设： 归属假设 和 对立1 段 设 H 。 凰 ：肛 ( 或 ≤ ) ， HI ： J ‰； 巩 ： ( 或 ≥ ) ， ： } ； 6 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2 显著性检验结果 注 ： C 2 5 ． M 代表 C 2 5强度等级芯样 ， 采用机械磨平方式 ， 其余下标含义依次类推 。 数据 ( b ) C 4 5 0 ． 1 0 0 ． O 8 0 ． 0 6 柘 0 ． 0 4 O ． 0 2 O 图 8 不同端面处理方式芯样抗压强度概率分布图 细长的特点 ， 其次是采用水 泥净浆补平方式 ， 而采用机械 磨平方式其抗压强度结果最为离散。 这与表 1中标 准差 的 数值是完全相符 的。 即采用硫磺胶泥补平 ， 芯样加工质量 的 过程最稳定 ， 波动性小 ， 因此结果最可靠。 由上述分析可知， 三种端面处理方式中， 采用硫磺胶 泥补平方式 ， 其芯样抗压强度平 均值最高 ， 采用水泥净浆 补平 方式略低 ， 采用机械磨平方式 则最低 ； 通过假设性经 验 分析 ， 从统 计学角度 而言 ， 在显著性 水平 O ． 0 5 下 ， 采用 硫磺胶泥补平与水泥净浆补平的抗压强度不存在显著性 差异 ， 即可以认为两种端面处理方 式的效 果相同 ， 不会对 试验结果 产生影响。 通过标准差分 析得 出 ， 采用硫磺胶泥 补 平方式 ， 芯样抗压 强度标 准差最小 ， 数据分 布最集 中， 即采用这 种方式加 工过程最 稳定 。 采用水泥 净浆补 平次 之 ， 而采用 机械磨平方式 ， 其试验结果最离 散。 分析原 因， 采用 机械磨 平对磨平设备 的加工精度 与试 验人员技术能 力 、 熟练程度有很高要求， 垂直度与平整度控制相对不够 稳定 ， 因此容易造成加工过程 的波 动 ， 从 而使得试 验结果 出现离散性 大 的特点 ； 采用硫 磺胶泥 和水泥净 浆补平 其 原理 相 同 ， 通 过辅助平 面 ( 本试 验 中采 用玻璃板 ) 对芯样 端 面进行 找平处 理 ， 平整度可 以控制在 0 ． 0 2 m m 以下 ； 并 且借助于水准泡和专业补平器 ， 可 以稳定控制垂直度偏差 在 O ． 5 。 之 内。 采用水 泥净浆 补平 和硫磺 胶泥补 平 的差 异 在 于 ： 硫磺胶 泥是热塑 冷硬性 材料 ， 且 硬化速度 快 ， 补平 后无需养护 ， 在很短时 间范围 内( 一般 1 0 - ,2 0 s ) 便 可硬化 产生强度 ， 且 收缩变 形小。 相 比水泥净浆补平之后需要在 高湿度条件下养护， 如养护不当或在晾干过程中将产生较 大收缩， 使得补平面出现凹凸补平现象， 因此使加工过程 出现波动 3结 论 ( 1 ) 三种端面处理方式中 ， 采用硫磺胶泥补平方式 ， 其 芯样抗压强度平均值最高 ， 采用水泥净浆补平方式略低 ， 采 用机械磨平方式则最低 。 ( 2 ) 通过假设性经验分析 ， 在显著性水平 0 ． 0 5 下 ， 采用 硫磺胶 泥补平 与采用水 泥净浆补平 的抗压强度不存在显 著性差异 ， 即可以认为两种补平效果相同。 ( 3 ) 采用硫磺胶泥补平方式， 加工过程最稳定， 试验结 果分 布最集 中 ， 采用水 泥净浆补平次之 ， 采用机械磨平 的 试验结果分布最离散 。 参考文献 ： [ 1 ] C E C S 0 3 ： 2 0 0 7 ， 钻芯法检测混凝土强度技术规程【 s 】 ． [ 2 】2 G B ／ T 4 8 8 2 --2 0 0 1 ， 数据的统计处理和解释正态性检验[ s ] ． [ 3 J3 G B ／ ／ 4 8 8 3 --2 0 0 8 ， 数据的统计处理和解释正态样本离群值的判 断和处理f s 1 ． 『 4 】马凤鸣， 王忠礼． 1 暇设检验方法及应用[ J ] ． 长春大学学报， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 1 8 8 — 1 9 6 ． [ 5 ]李琳， 田维政， 张彬． 浅谈统计假设检验在试验室数据分析中的 应用 冶金分析， 2 0 1 2 ( 3 2 ) ： 4 8 1 — 4 8 3 ． 作者简介： 联系地址 联系电话 ： 王元光( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 高级工程师， 研究方向： 高性能混 凝土 、 混凝土耐久性 。 广东省广州经济技术开发区开创大道北建业六路 6 号 ( 5 1 0 5 0 0 ) 0 2 0 — 3 20 6 6 5 98 71 " 加 ： 会 " 如 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m