剪切（芯样双剪）法检测混凝土抗压强度.pdf

2 1 2 建 筑 技 术 A r c h i t e c t u r e T e c h n o l o a - v 第 4 5卷第 3期 2 0 1 4年 3月 V o 1 ． 4 5 No ． 3 Ma r ．2 0 1 4 剪切 ( 芯样双剪) 法检测混凝土抗压强度 朱跃武 ，游启洪 ，高芳胜2 ，尤立锋2 ，杨华胜2 ( 1 ．深圳 中建 院建筑科技有限公司 ， 5 1 8 0 5 7 ， 广东深~ 1 1 ；2 ．深圳 市安托 山混凝土搅拌站， 5 1 8 1 7 2， 广东深圳 ) 摘要 ： 结合深圳地 区的混凝土试验工作 ， 介绍剪切法检测混凝土抗压强度技术。 采用该技术的检测结果相 关系数大 、 误差小 ， 与钻芯法相比 ， 可简化工序 ， 提 高工作效 率和检测精度 ； 可检~ U C 1 5 至C 8 0 各等级的混凝土强 度 ， 适用范 围广。 关键词 ： 混凝土强度检测 ； 剪切 ( 芯样双剪) 法 ； 混凝土抗压强度 ； 芯样 中图分类号 ： T U5 2 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 — 4 7 2 6( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 2 1 2 — 0 3 CoNCRET E COMP R ES S I oN S T RENGT H T ES T G TE CHN l QUE B Y S HE AR G MET HoD ( 1 ] l oU蜀 lI 甩 S HEA RI NG oF C oR E S AMP L E) Z HU Yu e - wu ’ ，YOU Qi - h o n g ’ ，GA O F a n g - s h e n g ，YOU L i - f e n g ，Y ANG H u a — s h e n g ( 1 ． I n T h e C o n s t r u c t i o n o f H o s p i t a l B u i l d i n g T e c h n o l o g y C o ． ，L t d ． ，5 1 8 0 5 7 ，S h e n z h e n ， Gu a n g d o n g ，C h i n a ； 2 ．S h e n z h e n An t u o s h a n C o n c r e t e C o ． ，L t d ． ， 5 1 8 1 7 2 ，S h e n z h e n ，G u a n g d o n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Co n c r e t e c o mp r e s s i o n s t r e n g t h t e s t i n g t e c h n i q u e b y s h e a r i n g me t h o d i s i n t r o d u c e d o n t h e b a s i s o f a c o n c r e t e t e s t i n S h e n z h e n ．T h e t e s t r e s u l t s h a v e b i g c o r r e l a t i o n c o e ffi c i e n t a n d s ma l l e r r o r ．Co mp a r e d wi t h c o r e d r i l l i n g me t h o d ， s h e a r i n g me t h o d h a s s i mp l e r t e s t p r o c e s s a n d h i g h e r t e s t e ffi c i e n c y a n d a c c u r a c y ； me a n wh i l e ．i t i s a p p l i c a b l e t o t e s t o f C1 5 t o C8 0 c o n c r e t e s t r e n gth ． Ke y wo r d s ：C o n c r e t e s t r e n gth t e s t ；s h e a r i n g me t h o d( d o u b l e s h e a r i n g o f c o r e s a mp l e ) ； c o n c r e t e c o m p r e s s i o n s t r e n g t h；c o r e s a mp l e 目前 ， 我国常用的混凝土强度检测技术分为无损 检测和微破损检测 ， 无损检测又分为回弹 法 、 综合法 和超声法等 ， 微破损检 测又可分为钻 芯法 、 拔 出法和 贯入法等 。无损检测操作方便 ， 但检测结果误差较大 ； 破损检测 虽精度 虽高 ， 但存在工序多 、 操作 不便 等缺 点 。 混凝土检测 的主要 目的是检测混凝 土的抗 压强 度 ， 因该强度可用于计算结构承载力 ， 还是影响混凝土 耐久性 的主要参考指标。 由于混凝土抗压强度较高 ， 直 接检测结构上的混凝土抗压强度在技术上存在许多困 难。 根据有关资料记载 ， 混凝土抗剪强度约为抗压强度 的1 ／ 1 0， 为此通过在混凝土结构上钻取小直径芯样 ， 建 立剪切强度和抗 压强度的拟合曲线 ，用芯样的剪切强 度推定混凝土的抗 压强度 ， 即为剪切 ( 芯样双剪 ) 法检 测技术。 剪切试验是在混凝土试件 的成型面上 ， 通过钻芯 机钻取混凝土芯样 ， 取出后放在 专用压模 内 ， 由万能 压 力机提供动力源 ， 通过给活动剪压卡 头加 压 ， 使活 动与固定剪压环相互移动， 将其中的芯样剪断 ， 其原 理如图l 所示。 收稿 日期： 2 0 1 3 - 1 1 - 1 6 作者 简 介 ： 朱 跃 武( 1 9 5 5 一 ) ，男 ， 北京 市 人 ， 高 级 工程 师 ， 总 工程 师 e —ma i l． b w9 81 7 @ 1 6 3． c o rn． 向下 的剪力 向上 的反力 图 1 抗 剪法工作原理 1 试验方案 结合深圳地区混凝土市场需求情况 ，利用常用配 合比， 按C 1 5 一 C 8 0 强度等级， 制作4 3 2 块1 5 0 m m x l 5 0 m m 的土标准试件 ， 采用自然养护 ， 按不同龄期进行剪切和 抗压试验。试验方案如表1 。 2 试件制作 为确保混凝土试件密实 ，在混凝土振动台上制作 试件 ， 成型2 4h 后拆 模置于 阴凉处 ， 按 品字形码放 ( 图 2 ， 3 ) 。 3 试验设备 3 ． 1 钻 机 采用H Z 一 1 0 0 型混凝土钻机 ， 技术指标 为 ： 最大钻 2 1 4 建筑技术 第 4 5卷第 3期 样直径换算成剪切强度， 与相同混凝土抗压强度等级、 浇筑方法 、 养护条件 、 龄期试件的混凝土抗压强度进行 回归分析 。截至2 8 d ， 深圳 第一课题组共完成1 9 2 块试 件的试验工作 ， 即3 8 组试验数据 ， 每组3 个钻取抗剪试 件 、 3 个对应的抗压试块试件( 表2 ) 。 表 2采用剪切法所采集的 1 — 2 8 d龄期试验数据 组试件平均 立方体试块 组试件平均 立方体 试块 序号 序号 强度／ MP a 抗压强度， MP a 强度8 MP a 抗 压强度／ MP a 1 3．3l 2 9 ． 1 1 8 9 ． 0 4 8 7- 3 2 3 ． 5 6 2 9． 1 1 9 3_ 3 O 25 ．5 3 4．71 3 6． 1 2 O 3 ．4 2 3 0．5 4 5 ． Ol 3 6 ． 1 2 1 5 ． 4 0 4 6．9 5 5 ． 2 6 4 0 ． 4 2 2 6 ． O1 48 ． 1 6 4．7 4 41 ． 4 2 3 7．8 4 58 ．6 7 5-3 6 4 6 ． 1 2 4 8 ． 8 5 7 4．7 8 6． 1 4 5 5．9 2 5 9．7 3 8 4．4 9 7．5 0 6 8_3 2 6 l O ． 6 5 8 8 ． 1 l O 6 ． 5 5 7 0．4 2 7 3 - 3 7 2 8 ． 9 1 1 3 ． 2 4 1 9 ． 】 2 8 3 ．7 5 3 3 - 3 l 2 3 ． 8 9 2 2 ． 5 2 9 5．2 8 46 ． 7 1 3 5 ． 4 8 3 7．6 3 0 5 ．7 O 5 1 ． 1 1 4 4．9 3 3 6．7 3l 7 ．6 0 74 ． 0 1 5 7．2 3 5 8．6 3 2 7 ．76 7 7 ． 2 1 6 8．6 2 6 2_ 3 3 3 9 ． 2 8 9 5 ． O l 7 9．58 78 ．9 3 4 9 ． 6 0 1 0 4 ． 9 5 ． 2 试 验 数据 分析 将试验数据与同条件试件的混凝土抗压强度进行 拟合运算 ，回归出幂函数拟合曲线和双曲线函数拟合 曲线( 图1 1 ) 。 经统计分析 ， 最后得出该两种曲线的相关 系数( r ) 、 相对标准差( e ) 和平均相对误差( ) 见表3 。 系列1 一 多项式( 系列 1 ) 一 乘幂( 系列1 ) 0 2 4 6 8 1 0 1 2 抗 压强度／ MP a 图 1 l 剪切法深圳地区 l ～ 2 8 d龄期回归试验曲线 表 3深圳 第一小组抗剪法 2 8 d龄期回归 曲线 曲线 回归方程 系数 相关 系数 相对标准 平均相对 形式 b 差／ ％ 误 差， ％ 幂函数 6 ． 6 8 5 8 1 ． 1 3 2 2 0 ．9 6 2 2 1 2-3 1 0 ． 1 双 曲线 函数 — 7 ．7 0 2 2 l 0 ． 1 0 5 0 - 0 ． 0 3 0 7 0 ．9 5 2 2 1 2．4 1 0 ． 1 l 一 1 _ 1 0 0 ％ eF ＼ ／ 喜 ( - 1 ) 10 0 ％ 式中 回归方程式的强度平均相对误差 ( ％， 精 度至0 ． 1 ％) ； e —— 回归方程式的强度相对标准 差( ％， 精度 至0 ． 1 ％) ： 丘 ——由第i 个试块抗压试验得 出的混凝土强度 值 ( MP a ， 精度至0 ． 1 MP a ) ； ．厂 ——对 应 用 第i 个试 块 计 算 的 强 度 换 算 值 ( MP a ， 精度至O ． 1 MP a ) ； n —— 制定回归方程式的数据数量 。 从 曲线可看出 ， 该方法相关性很好 ， 不同回归方 程相 关系数 均大于0 ． 9 5 ，自变量剪切 强度 从2 ． 5 ～ 1 1 M P a ， 敏感性较好， 初步试验剪切强度为混凝土抗压强 度的1 ／ 1 0 左右 ，该课题的深入试验研究工作还在进行 中。 6 结语 ( 1 )试验结果表明 ， 抗剪法 ( 芯样双剪法 ) 是一项 值得研究的检测技术 ， 它具有相关系数大 ， 误差小的特 点 ， 可与钻芯法媲美。 ( 2 )由于剪切法检测混凝土抗压强度 时省去了芯 样切割 、 打磨 、 抗压、 运输等过程 ， 提高了工作效率和检 测精度 。由于工序简化 ， 减少了能源损失 ， 是一项具有 节能减排功效 的绿色检测技术。 ( 3 )该检测技术适用范 围广，可适合规范所给定 的C 1 5 ～ C 8 0 各等级混凝土强度 的检测。 ( 4 )本测强技术具有精度较高 、 操作简便快捷 、 对 结构损伤较小等特点 ， 可应用于建筑 、 铁路 、 交通 、 水 运 、 港工等行业的混凝土结构实体强度检测。 ( 5 )未来还需根据 已有的模拟曲线 ， 制作轻便 、 灵 活、可现场测试 的万能试验机作为动力源的抗剪法检 测设备。 参考文献 [ 1 】 G B 5 0 0 1 0 --2 0 0 2 ， 混凝土结构设计规范f S 1 ． 【 2 ] 袁海军， 姜红， 等．建 筑结构检 测鉴定与加固手册【 M】 ．北京 ： 中国建 筑工业出版社． 【 3 】 国家质量技术监督局计量司． 测量不确定度评定与表示指_南【 M 】 ． 北京 ： 中国计量出版社． 【 4 】 C E C S 0 3 ： 2 0 0 7 ，钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程[ S 】 ． [ 5 1 G B ／ T5 0 3 4 4 --2 0 0 4 ， 建 筑结构检测技术规程【 S ] ． [ 6 】 G B ．r I " 5 0 0 8 1 --2 0 0 2 ，普通混凝 土力学性能试验方法标准【 S 】 ． [ 7 ] 解咏平，宋晓胜，宋雪琳．抗拉法与回弹法检测混凝 土强度的对 比 研究Ⅲ． 建筑技术，2 0 1 2 ，4 3 ( 1 ) ： 3 2 ～ 3 4 ． ∞ 鲫 ∞ ∞柏的 ∞