粉煤灰混凝土在受荷状态下回弹值的差异性研究.pdf

文章编 号 ： 1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 0 7 0 3 粉煤：荔 粉煤灰混凝土在受荷状态下回弹值的差异性研究 R e s e a r c h o n F l y A s h C o n c r e t e D i f f e r e n c e i n R e b o u n d V a l u e u n d e r L o a d i n g C o n d i t i o n 王维 ( 上海市建设工程检测行业协会，上海2 0 1 2 0 2 ) 摘要：检测 了一 系列 1 0 0 mm1 0 0 mm4 0 0 ml T l 粉煤灰混凝土标准试块在不同压力状态下的回弹值。通过回弹 值一荷载曲线图，发现行业规程CE CS 0 2：2 0 0 5 超声回弹综合法检测混凝土强度技 术规程规定的试 块施荷范围 3 0 - 5 0 k N 并不能确保 回弹值的正确读取。通过比较粉煤灰混凝土试块在不同荷载作用下回弹 数值的关系，为准确测量标准试块回弹检测值 ，建议行标 CE CS 0 2：2 0 0 5提高施加的最小荷载值 ，合理 地加 栽 范围 宜为 5 0 - 1 0 0 k N。 关键词 ： 粉 煤 灰混 凝土 ；回 弹法测 强 ；外 荷载 中 图分 类 号 ：T U5 2 8 2 T U7 5 5 7 文 献 标 志 码 ：A 0 前 言 由于回弹值和混凝土强度之间有着良好的相关性，自 2 0世纪 4 0年代斯密特发明回弹仪以来 ，回弹法检测混凝 土强度已成为当今工程界首选的混凝土无损检测方法。回 弹法的原理是具有一定动能的冲击杆在冲击混凝土表面后 的能量发生再分配，其剩余能量回弹值可间接反映混凝土 的强度。众所周知，工程中混凝土的回弹值和其受力约束 状态有关，在冲击杆冲击混凝土表面后损耗的能量中有包 含在冲击过程中因试件的颤动而失去的动能，但在建立混 凝土强度曲线【 1 或回弹检测混凝土试块的抗压强度修正中 ( 参照 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)，标准试件应在载荷 3 0 5 0 k N的压力下 作回弹试验，且回弹测强值与混凝土试块受力约束状态有 关，同强度混凝土试块承受不同荷载自 勺 J隋 况下其回弹值有差异。 本文针对粉煤灰混凝土这一特殊的混凝土产品，在回 弹测强值和受力状态有关的实践经验 基础上，研究粉煤 灰混凝土标准试块在等强度、不等外荷载的状态下回弹值 的差异性，并通过数据计算和分析找出混凝土试块回弹值 趋向稳定时所承受的荷载特定边界。这一研究结果为提高 回弹法检测技术的准确度和可信度，提供了荷载参考值。 1 实验方案 1 1 问题的提出 在 C E C S 0 2 ： 2 0 0 5 规程中， 规定将到达龄期的 1 5 0 m m 1 5 0 m m1 5 0 m m混凝土试件以浇筑侧面的两个相对面置于 压力机的上下承压板之间，加压范围为 3 0 5 0 k N( 低强度 试件取低值加荷 ) 时进行回弹试验。加压的目的是防止回 弹仪在冲击时产生由于混凝土试件的颤动而损耗动能的现 象，但是 3 0 5 0 k N的压力加压在边长 1 5 0 m i l l 的立方试 块上，仅受到 ( 0 1 3 3 0 2 2 2 )k N c m 2 的力。在以往试验 过程中，常常发现在压力机两边的试块两个侧面上的回弹 值相差较大。我们认为此现象的出现是混凝土试块在低压 力状态下混凝土受力不均而产生的。 为此，我们提出了如下问题。 ( 1 ) C E C S 0 2： 2 0 0 5 规程中规定的 3 0 k N荷载下限是 否过低，才导致粉煤灰混凝土的回弹测强值相差较大? ( 2) C E C S 0 2： 2 0 0 5 规程中规定的 3 0 5 0 k N的加荷 范围，是否是最适合粉煤灰混凝土试块回弹测强的最佳加 荷区段? 1 2 试验仪器 ( 1 )回弹仪。本试验采用H T 一 2 2 5 型混凝土强度检测 2 2 0 1 4 粉煤灰 7 回弹仪。 ( 2 ) 压力试验机。所用压力试验机为 N Y L 6 0 0型压 力试验机，其最大试验力为6 0 0 k N， 该压力机示值精度为 2 ，承压板间最大净距离为4 6 0 F i l m，能容下本试验中高 度为 4 0 0 m m的试块。 1 3 试验方法 ( 1 ) 试块准备。为了保证检测数据的准确性、可靠性以 及测点的分布均匀性， 本文中选用了4个强度等级 ( C 2 0 、 C 3 0 、C 4 0 、C 5 0)的粉煤灰混凝土试 块 ，试块规格为 1 0 0 m m X 1 0 0 m m 4 0 0 m m 。在 2个测试面上 ( 昆 凝土成 型侧面)四边留出相应空挡，画出尺寸为宽 1 5 fi l m、高 2 5 m m小方格 ( 如图 1 所示)，均匀布置弹击测点，并在 小方格里 ( 一个侧面以左上角始从左向右正螺旋方向，另 一 个侧面以右下角始从右向左反螺旋方向)编号1 7 ，按 照编号顺序进行回弹试验。测试点上的同一编号对应某承受 荷载时的回弹位置。 I 2 3 4 5 3 2 l 7 6 4 5 6 7 1 6 5 4 3 2 7 1 2 3 4 2 1 7 6 5 3 4 5 6 7 5 4 3 2 1 6 7 1 2 3 j 7 6 5 4 2 3 4 5 6 4 3 2 l 7 5 6 7 】 2 7 6 5 4 3 3 4 5 6 7 2 1 7 6 5 7 1 2 3 4 6 5 4 3 2 4 5 6 7 1 3 2 l 7 6 i 2 3 4 5 7 6 5 4 3 5 6 7 l 2 4 3 2 1 7 2 3 4 5 6 1 7 6 5 4 6 7 1 2 3 5 4 3 2 1 ( a ) 正回 ( b ) 正回 图 1 回弹测点均匀布置图 ( 2 ) 仪器准备。试验前进行了回弹仪和压力机的操作 练习，避免了试验中由于仪器操作不当导致检测数据异常。 在每次试验开始前和结束后回弹仪都经过钢砧率定，保证 了回弹仪的检测精度。试验过程中试块放置于承压板的正 中间，承压板中心与试块受压面中心完全重合，承压板所 加荷载平均分布于被测试块上，以达到粉煤灰混凝土试块 受力均匀，不同位置上的回弹数值具有可比性和测试结果 准确的 目的。 R CoAf ASH 2 2 01 4 严格按照压力试验机的操作规范进行加压，在所加某一级 荷载稳定后进行回弹操作，以保证回弹值的准确度和可信 度。每块试块检测完毕后及时用抹布擦拭承压板平台，将 试块由于受压所脱落的混凝土残渣拭去，确保了操作平台 的干净光滑，避免了试块因放置不平整而导致的检测数据 错误。 ( 3 )回弹操作。将粉煤灰混凝土试块依次逐个放入压 力机，按照试验方案加压。每 1 0 k N( 及2 5 k N) 为一个加 压单位，共分为1 0 k N、2 0 k N、3 0 k N、4 0 k N、5 0 k N、 7 5 k N 及1 0 0 k N 7 个压力等级。一个侧面共布置7 0个弹击 点，两个侧面共布置 1 4 0 个弹击点；按照事先安排的加压 等级进行加压，加压速度缓慢且均匀，加压过程中始终观 察压力机仪表盘上的荷载显示数值。每当一个压力点处于 稳定状态时， 用回弹仪弹击相同编号的试块测试点，混凝 土试块每个压力等级上布置 2 0 个弹击点，并记录相应的 回弹值 。 2 试验数据处理和分析 2 1 回弹一 荷载曲线图 检测完毕后，将所有试块的回弹值按照试块编号和 弹击面的顺序做成相应的回弹数据记录表，并计算出每块 试块在承受不同荷载情况下的回弹平均值，见表 1 。 表 1 试块回弹一 荷载对照表 2 2 试验数据分析 表 2为4 个粉煤灰混凝土强度等级试块在每个荷载段 上的回弹值的平均增幅 ，所谓平均增幅就是指后一荷载段 的平均回弹值相对前一荷载段的平均回弹值的增加量。通 过表 2的数据明显看出，随着试块所受荷载的增加，回弹 值的增幅逐渐减小：1 0 2 0 k N荷载段的回弹值平均增幅为 1 9 ；2 0 3 0 k in 荷载段的回弹值平均增幅为 1 5 ；3 0 4 0 k in 荷载段的回弹值平均增幅为 1 1 ；特别是 5 0 1 0 0 k in荷载 段之后，回弹值随荷载的变化十分不明显，即该荷载段回 弹值基本不随荷载的增加而发生显著的变化，回弹值基本 趋于稳定。