闽南地区花岗岩机制砂泵送混凝土超声回弹综合法测强曲线的建立与分析.pdf

2 0 1 1年 第 9 期 (总 第 2 6 3 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 3 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACTI CAL T ECHNOL0GY 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 1 0 9 0 4 3 闽南地区花岗岩机制砂泵送混凝土超声回弹综合法 测强曲线的建立与分析 张锦 ，何信生 ，陈治平 。严捍 东 ( 1 华侨大学 土木工程学院， 福建 泉州 3 6 2 0 2 1 ；2 中泰 ( 福建)混凝土发展有限公司，福建 泉州 3 6 2 0 2 1 ) 摘要： 针对闽南地区花岗岩机制砂配制不同强度等级的泵送混凝土试块， 按照 C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 ( 声回弹综合法检测混凝土强度技术 规程 的标准方法分别测试 1 4 、 2 8 、 6 0 、 9 0 、 1 8 0 、 3 6 0 d 混凝土试块的声速值 、 回弹值和破损强度值， 并选用指定的幂函数模型来拟合声速 、 回弹和实际抗压强度三者之间的关系。 最后通过回归分析建立闽南地区机制砂泵送混凝土超声回弹综合法测强曲线。 关键词： 机制砂；泵送混凝土；超声回弹综合法；测强曲线；回归分析 中图分类号 ： T U5 2 8 0 7 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 1 3 8 0 4 E s t ab l i s hmen t and a na l ys i s on ul t r a so ni c r e bound c o m bi ne d g r a n it e ma c h i n e - ma d e s a n d p u mp e d c o n c r e t e i n s o u t h r e g i o n o f F u j i a n ZHANG J i n ， HE Xi n s h e n g ， CHEN Zh i - p i n g ， YAN Ha n d o n g ( 1 C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g ， H u a q i a o Un i v e r s i t y ， Qu a n z h o u 3 6 2 0 2 1 ， C h i n a ； 2 Z h o n g t a i ( F u j i a n ) C o n c r e t e De v d l o p me n t C o ， L t d ， Q u a n z h o u 3 6 2 0 2 1 ， C h i n a ) g c ur ve o ft he A b s t r a c t ： I n v i e w o f S o u t h Re g i o n o f F u j i a n， g r a n i t e ma c h i n e ma d e s a n d i s ma d e t o d i f f e r e n t s t r e n g t h l e v e l s o f t h e p u mp e d c o n c r e t e b ri q u e t t e s Ac c o r d i n g t o t h e s t a nd a r d me t h o d o f Te c h n i a l S p e c i a fic a t i o n f o r De t e c t i n g S t r e n g t h o f Co n c r e t e b y Ul t r a s o n i c r e b o un d Co mb i ne d Me t h o d 【 C E C 0 2 ： 2 0 0 5 ) ， the c o n c r e t e b r i q u e t t e s s o u n d v e l o c i t yv a l u e ， r e b o un dv a l u eandd a ma g e d s t r e n g t hv a l u eare t e s t e db y1 4 ， 2 8 ， 6 0 ， 9 0， 1 8 0 ， 3 6 0 d T h e s p e c i fie d po we r f u nc t i o n m o d e l i s s e l e c t e d t o a n a l y s e t h e r e l a t i o n a mo n g t h e s o u n d v e l o c i t y， r e b o u n d a n d t he a c t u a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h Th e fi n a l reg r e s s i v e a n a l y s i s i s u s e d t o e s t a b l i s h th e ma c h i n e mad e s an d p u mp e d c o n c r e t e ul tr a s o n i c reb o u n d c o mbi n e d me t h o d s t ren g t h m e a s u rin g c u r v e for Mi n n a n Re g i o n K m wo r d s ： ma c h i n e - mad e s a n d ； p u mp c o n c r e t e ； u l tr a s o n i c - reb o u n d c o mb i n e dmh o d ； s t r e n gth me a s u ri n g c u r v e ； r e gre s s i v e a n a l y s i s 0 引言 从 2 0世纪 6 0年代中后期以来， 在我国水电、 交通、 建筑等 领域的土木工程中相继开发并应用了以自然山砂、 石屑( 加工 碎石时产生的副产物) 和机制砂( 专门以岩石经破碎 、 筛分生 产 ) 等替代天然河砂配制的混凝土 1 。 G B T 1 4 6 8 4 -2 0 0 1 建筑 用砂 首次确定了机制砂 、 混合砂为新的人工砂源， 随后， 建筑 行业标准 J G J 5 2 -2 0 0 6 ( 普通混凝土用砂 、 石质量及检验方法 标准 相应增加了人工砂和混合砂品种， 推动了机制砂在预拌 泵送混凝土 中的应 用。 超声 回弹综合测强法是能够较为准确反应混凝土构件内 部和表层施工质量的非破损方法翻 。 当前， C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 ( 超声 回弹综合法检测混凝土强度技术规程 【 3 提出的全国统-N强 曲线以及一些地区使用的专用测强曲线H _ 叼 是针对天然河砂泵 送混凝土强度而制定的， 对于是否适合于机制砂泵送混凝土强 度的推定没有明确的说明。 谢峥 的研究结果表明红水河河段 石灰岩人工砂石常态混凝土如套用全国统一测强曲线 ， 则所有 系列混凝土的超声回弹综合法推测强度值的相对标准差 e 均 收稿日期：2 0 1 1 _ 0 3 - 2 8 基金项目：泉州市科技计划项 目 基金资助( 2 0 1 0 G 2 6 ) 1 3 8 大于 1 4 。 于 乾 等嘲 认为人工砂以石灰石为原料性能最好， 也最普遍。 因此， 国内外大量文献集中于对石灰岩机制砂的研究 ， 我国幅 员辽阔， 各种岩性岩石分布广泛， 而机制砂生产多为因地制宜， 这也就导致了有些地区必须使用石灰岩以外的其他岩性机制 砂 。 地处我国东南沿海的闽南地区花岗岩岩体储量巨大， 且大 面积裸露易于开采。 花岗岩在硬度、 弹性模量 、 相对冲击强度等 性能指标上均超过石灰岩 ， 因此， 当其他参数相同时， 用花岗岩 机制砂配制混凝土表层砂浆的硬度应大于用石灰岩机制砂配 制混凝土表层砂浆的硬度 ， 使得已有的针对石灰岩机制砂混凝 土的回弹或超声 回弹综合测强曲线可能不能正确推断花岗岩 机制砂混凝土的强度。 本试验采用闽南地区花岗岩破碎成的碎石和机制砂作 为原材料， 制作了 1 4 4个不同龄期 、 不同强度等级和配合 比 的泵送? 昆 凝土 自然养护试件， 利用超声回弹综合法进行回归 分析建立花岗岩机制砂泵送混凝土的测强专用曲线， 为闽南 地区花岗岩机制砂混凝土强度非破碎检验评定提供可靠的 推断依据。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 试验 概况 1 1 试验原材料的选用 ( 1 ) 水泥： 采用福建闽福 P 04 2 5 R级水泥， 烧失量 2 4 9 ， 3 d抗折强度 5 6 MP a ， 2 8 d抗折强度 8 7 MP a ； 3 d抗压强度 3 0 5 MP a ， 2 8 d抗压强度 4 7 0 MP a 。 ( 2 ) 细骨料： 花岗岩石加工的机制砂 ， 级配属 区， 为中砂。 细度模数 3 0 ， 堆积密度 l 4 3 0 k g m 3 ， 总压碎指标值 2 6 3 ， 泥 块含量 O 5 ， MB值 0 5 ， 石粉含量 4 8 。 ( 3 ) 粗骨料 ： 粒径为 5 3 1 5 r n l T l 的花岗岩碎石。 堆积密度 1 4 7 0k g m3 ， 压碎指标值 1 5 O ， 含泥量 0 5 ， 泥块含量 O 1 。 ( 4 ) 外加剂为复配引气、 缓凝型萘系高效减水剂。 ( 5 ) 掺合料 1 ： 粉煤灰( 代号 F ) ， 掺合料 2 ： 磨细矿渣微粉( 代 号 K F ) 。 1 2混凝 土 配合 比 在超声回弹综合法中， 不同强度等级及配合 比对测试结果 有一定的影响。试验所用泵送混凝土的配合比如表 1 所示。 1 _ 3 测 试仪 器 的选 用 ( 1 ) 回弹仪： 选用天津建筑仪器厂生产的 H T 2 2 5 A型混凝 土回弹仪 ， 其标准能量为 2 2 0 7 J ， 示值系统为指针直读式的中 型回弹仪。 ( 2 ) 超声仪 ： 采用中国科学院武汉岩土力学研究所生产的 RS M S Y S智能声波检测仪。 ( 3 ) 压力机： T Y E 2 0 0 0 B型压力试验机。 表 1 泵送混凝土配合比 2试 验 过 程 2 1 试块 制作 试验采用 1 5 0 mmx l 5 0 mmx l 5 0 n l l i 1 立方体试块 。 试验龄 期分别确定为 1 4 、 2 8 、 6 0 、 9 0 、 1 8 0 、 3 6 0 d ， 每一龄期 、 每一强度等 级都由六个试块组成。 泵送混凝土按 C 2 5 、 C 3 0 、 C 3 5 、 C 4 0等四 个强度等级共制作 1 4 4 个试块， 每种强度等级试块在同一天内 成型。 成型后的第二天， 将试块拆模后采用自然养护， 先放置在 水池养护 7 d ， 然后按“ 品” 字形堆放在不受 日晒雨淋处， 并使试 块的底面朝下， 表面向上 ， 4 个侧面都能接触空气。 2 2试块 测试 ( 1 ) 达到测试龄期的试块 ， 测试时将试块表面的杂质扫干 净。 先对试块进行超声波测试 ， 取试块的一对侧面为测试面， 在 换能器与测试面间加黄油以保证良好的声耦合。 测量时采用对 测法 ， 测点以试块对角分 3点测试。 ( 2 ) 把试块上的油污擦净后放置于压力机的上 、 下承压 板之间， 用压力机加 3 0 8 0 k N的预压力 固定试块 ， 选用试块 的另一相应侧面回弹， 在试块 的每个对测试面取均匀的 8个 测 点 。 ( 3 ) 回弹值测试完成后， 先卸载， 将试块回弹值面放置在压 力机上、 下承压板间加压， 以每秒( 6 4 ) k N的速度连续均匀加 压直至试块破坏为止， 得到试块的破坏荷载值。 3 回归分析及曲线的建立 3 1 原 始数 据 的处理 不同龄期、 不同强度等级所进行的 1 4 4个试块的声速值、 回 弹值及抗压强度数据测试结果如表 2所示。 3 2 泵送混凝 土综合法测强曲线的建立 按 C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 ( 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规 程 【 3 】 中推荐采用如下回归方程式 ： = a V S Rc MP a ； 式 中： 为 常数项 ； B、 C为回归系数。 测强曲线的相对误差 e 应按式( 1 ) 计算： 。 瘁 。 式 中： e 相对误差 ； ， 第 i 个立方体试件的抗压强度实测值， MP a ； 盘 第 i 个立方体试件按专用曲线方程计算的强度换 算值 ， MP a 。 经对不合格数据的剔除， 各龄期综合法测强曲线方程如表3 所示 。 针对规范 C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 超声回弹综合法检测混凝土强度 技术规程 要求， 地区综合法测强曲线的抗压强度相对误差( e ) 不应大于 1 4 0 。 由表 3 可知， 各龄期曲线的相对误差( e ) 均满 足规范要求 。 3 3 对试验建立的测强曲线进行验证 为了进一步验证测强曲线的精度及适用情况。 现将闽南地 区实际工程施工现场的一批强度编号分别为： C 2 5 、 C 3 0 、 C 3 5的 花岗岩机制砂泵送混凝土试件( 龄期在 6 0 d以内) 进行超声回 弹综合法测试， 得到回弹值、 声速值和抗压强度实测值， 并分别 用试验所建立的花岗岩机制砂泵送混凝土综合法测强曲线 、 红 水河河段石灰岩机制砂混凝土综合法测强曲线、 开封地区天然河 砂泵送混凝土综合法测强曲线对各个试件抗压强度值进行推 定， 红水河河段针对 2 1 1 8 7 d ， 强度等级 C1 5 C 6 5 做研究得出 ： 石灰岩机制砂混凝土综合法测强曲线： 名= 0 0 1 0 2 4 V m； 开 封地区针对 7 1 8 0 d ， 强度等级 C 2 0 C 4 0做研究得出 ： 天然河 砂泵送混凝土综合法测强曲线 = 0 0 0 9 5 8 3 V - s 8 。 结果如 表 4所示 。 通过表 4可以得出： 对于花岗岩机制砂泵送混凝土 ， 采用 闽南地区花岗岩机制砂综合法测强曲线检测强度的误差为 1 3 0 ， 小于 1 4 满足规范要求； 按红水河河段石灰岩机制砂综 合法测强曲线检测强度的误差为 2 O 1 和按开封地区天然河砂 综合法测强曲线检测强度的误差为 2 4 2 ， 两者均大于 1 4 且 误差较大， 不能满足规范中的地区精度要求。 此外， 进一步说明 】 3 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 了已有的石灰岩机制砂混凝土综合法测强曲线和天然河砂混 凝土综合法测强曲线不适用于花岗岩机制砂混凝土强度的推 定， 如套用上述两条曲线， 则推定出的强度误差偏大， 不能准确 地反映混凝土的实际强度。 因此 ， 只能用相应的花岗岩机制砂混 凝土综合法测强曲线去推定混凝土强度， 才可以确保精度满足 要求。 4结论 ( 1 ) 通过大量的试验数据回归分析， 建立了闽南地区 花岗 岩机 1 4 0 制砂泵送混凝土综合法测强曲线方程： = 0 0 1 5 1 5 7 V 2 2 4 3 9 4 0 R 1 1 6 3 0 3 7 ， 相关系数 r 为 0 8 8 1 O 相对标准差( e ) 为 1 2 5 ， 满足规范要求。 进一步用试验建立的测强曲线验证了现场实际工程的混凝土 试件， 精度均能满足规范要求。 ( 2 ) 本试验在龄期 3 6 0 d内进行测试研究 ， 适用于强度等级 为 C 2 5 C 4 0的闽南地区花岗岩机制砂泵送混凝土超声回弹综 合法推定强度。 ( 3 ) 采用相应的花岗岩机制砂混凝土综合法测强曲线比采 用石灰岩机制砂混凝土综合法测强曲线和天然砂混凝土综合 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 4 花岗岩机 制砂 、 石灰岩机 制砂与天 然河砂 测强曲线推定 强度结果对 比 强度等级回弹值 R 声 ( 速 k m 值 s 闽南地区花岗岩机制砂泵 红水河河段石灰岩机制砂 试 件 荷 载N试 件 抗 压 强 度 值 耋 堡 主 堕 堕 塑圭 壁 鱼 塑 堡 堕 k N f M P a 强度换算值 盘 盈 一 l 强度换算值盘 鱼 一 l ， MPa M P a ， 开封地 区天然河砂泵送 混凝土综合法侧强曲线 强度换算值盘 鱼 一 1 P a i 法测强曲线更能准确的推定混凝土强度， 检测精度高且误差小。 因此通过试验建立闽南地区花岗岩机制砂泵送混凝土超声 回 弹综合法测强曲线具有较大的实用价值。 参 考文献 ： 1 】徐健， 蔡基伟， 王稷良， 等人工砂与人工砂混凝土的研究现状 J 国 外建材科技， 2 0 0 4 ， 2 5 ( 3 ) ： 2 0 - 2 4 2 2 何朱金 超声回弹综合法测强曲线的建立及其在工程检测中应用的 若干问题 J 】 混凝土与水泥制品， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 2 1 2 2 【 3 13 C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 ， 超声回弹综合法 中国计划出版社， 2 0 0 5 北京 【 4 】宋建学 ， 朱芳振， 郭举 ， 等 开封地区超声回弹综合测强专用曲线试 验研究 J 】 建筑科学， 2 0 0 7 ， 2 3 ( 5 ) ： 4 1 4 4 5 】周科， 王增平， 关浩保定地区泵送混凝土测强曲线的试验研究 J 混 凝土 ， 2 0 0 8 ( 5 ) ： 5 2 5 4 6 】 北京地区泵送混凝土测强曲线研究组 制定北京地区泵送混凝土测 强曲线的试验研究【 J 】 _施工技术， 2 0 0 4 ， 3 3 ( 3 ) ： 4 7 4 9 7 】 谒 争 ( 3 ) ： 5 9 6 2 【 8 】8 于 ， 包亚芳 人工洗砂的开发与市场前景【 J 】 中国非金属矿工业导 刊， 2 0 0 2 ( 1 ) ： 2 6 2 8 【 9 】王稷良机制砂特性对混凝土性能的影响及机理研究【 D 武汉： 武汉 理工大学， 2 0 0 8 作者简介 联系地址 联系电话 张锦( 1 9 8 6 一 ) ， 男， 硕士研究生。 厦门市集美区集美大道 6 6 8 号 华侨大学土木工程学院 ( 3 6 1 0 2 1 ) l 5 9 5 93 4 9 6 01 _藿 堡 蕃 l 盈 中 集 凌字 混凝土 机 械联 合推 广会 胜利召 开 8 月中旬的南昌火热依然 ， 正如中集凌宇及合作单位的热情 ， 2 0 1 1 年 8 月 1 9日， 洛阳中集凌宇汽车有限公司联合中国重型汽 车集团有限公司、 洛阳佳一机电设备有限公司、 扬州中集通华专用车有限公司三家单位， 携混凝土搅拌车、 散装水泥车、 混凝土泵 车、 车载泵、 拖泵等全系混凝土机械产品， 在素有英雄城之称的南昌隆重召开了“ 中集凌宇混凝土机械联合推广会” ， 为江西混凝土 行业的客户奉献了一场视觉盛宴。 中集凌宇销售公司总经理胡柏林 、 中国重汽销售部副总经理郭芳 、 洛阳佳一机电设备有限公司总经理焦永乐、 扬州中集通华专 用车有限公司翦向仲等四位会议组织方的领导及江西省散装水泥办公室党委书记谢爱军、 南昌市散装办主任王仲良等行业领导出 席了此次会议， 来 自江西各地市的2 0 0多名混凝土行业人士也参加了会议。 下午三点， 在中集凌宇常国强先生的主持下， 会议在江西前湖迎宾馆赣江厅正式开始。江西省散装水泥办公室党委书记、 副主 任谢爱军首先致辞， 谢书记对中集凌宇在江西召开联合推广会表示了热烈的欢迎， 表示江西的发展离不开混凝土企业的大力支持 ， 同时谢书记对此次会议展示的混凝土设备表示了充分的认可。 接着， 中国重型汽车集团有限公司销售部专用车部经理高学亮、 洛阳 佳一机电设备有限公司总经理焦永乐、 扬州中集通华专用车有限公司华中大区经理王剑分别对重汽底盘、 佳一搅拌站、 通华泵车等 产品做了详细介绍。最后 ， 中集凌宇销售公司总经理胡柏林做了精彩的收尾发言， 胡总介绍了中集集团、 中集凌宇的企业发展历程 以及中集凌宇的专用车产品， 并通过精准的混凝土行业数据， 对当前混凝土行业进行了独到的点评， 对混凝土行业未来的发展方向 作了分析， 胡总演讲结束时， 还不忘对美丽的历史文化名城洛阳作 了精彩介绍， 并诚意邀请大家前去洛阳做客， 感受千年古都 的文化底蕴。 会议结束后 ， 2 0 0多名行业人士纷纷来到停车场进行样车参观。中集凌宇搅拌车、 散装水泥车、 泵车等设备靓丽的外观， 精 良的 工艺引得客户啧啧称赞。有的客户亲自爬上罐顶去了解细节工艺， 有的则不断向业务经理询问车的性能、 参数 ， 还有一部分客户参 观完后 ， 当场就要订购展车。 晚上的晚宴大厅内， 精彩纷呈的演出和扣人心弦的抽奖， 让晚宴现场异常火爆。随着 等奖笔记本电脑的抽出， 主持人宣告“ 中 集凌宇混凝土机械联合推广会” 圆满结束 ! 洛阳中集凌宇近两年在做好传统市场的基础上 ， 大举进入华东华南市场， 此次会议是中集凌宇在江西市场打响的第一枪 ， 也是 中集凌宇塑造品牌的又一站点。 1 4 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m