浅析结构混凝土芯样加工对强度影响因素

 

摘要:结构混凝土芯样加工会对混凝土强度检测产生一定影响。基于此,本文先是简要分析了结构混凝土芯样加工对强度检测的影响,然后提出了结构混凝土芯样加工对强度检测的影响因素,包括结端面平整度对芯样强度的影响,干湿程度对芯样强度的影响因素等方面。同时,根据实际的工程案例工程实例来进行验证。通过论述以上内容,来进一步阐述芯样加工和结构混凝土强度之间的关系。
       关键词:结构混凝土芯样加工;芯样强度的影响因素
       引言:随着社会和经济的发展,我国建筑工程成为了促进经济发展和社会发展的重要项目,而混凝土强度问题也成为了建筑领域重要的研究课题。在钻芯法检测混凝土强度检测中,需要进行结构混凝土芯样加工,在加工操作中,混凝土芯样强度受到多方面影响,为了能够保障混凝土芯样检测结果的可靠性,研究结构混凝土芯样加工中的影响因素具有十分重要的作用和意义。
       1结构混凝土芯样加工技术
       混凝土芯样加工是在混凝土上直接钻取,然后将芯样进行抗压强度实验,这种方法是公认为比较直观可靠混凝土强度试验,取芯方法和技术都要参照技术规定。混凝土钻取芯技术要求:钻芯主要适用于混凝土大于C10的结构构件。在钻取的过程中,需要探测钢筋的位置,钻取的芯样不包含钢筋,在轴线平行的纵向钢筋方面采样,以免影响芯样的抗压强度。抗压芯样试件宜使用直径为100mm的芯样,且其直径不宜小于骨料最大粒径的3倍。如果无法避免配筋比较密构件时,也可采用小直径芯样,但其直径不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。根据GB50107-2010混凝土强度检验评定标准规定,以直径100mm或者150mm、高度和直径比为1:1的芯件为标准;高度和直径比大于1的芯件,需要考虑修正系数α强度之比[]。
       2结构混凝土芯样加工对强度影响因素
       2.1端面平整度对芯样强度的影响
       钻取出来的芯样需要通过切割、顶端削平等手段,达到规定的水平,来进行抗压试验。可以使用切割方法,采用万能切割机,进行平行切割;同时,由于芯样是通过人工切割,两端的平整度会存在一定误差,锯切后芯样的端面感观上比较凭证,但一般不能符合抗压试件的要求。端面不平会降低强度,向上凸起比向下凹引起的应力集中更大,影响更大。山东省建筑科学研究院的试验研究表明,锯切芯样的抗压强度比端面加工后芯样试件的抗压强度低10%~30%。因此需要对芯样试件端面进行处理。抗压芯样试件的端面处理,可采取在磨平机上磨平端面的处理方法,也可采用硫黄胶泥或环氧胶泥补平,补平层厚度不宜大于2mm。芯样端面平整度使用钢尺紧贴芯样端面转动,用塞尺测量缝隙,应控制在每100mm长度内不得大于0.1mm。
       2.2干湿程度对芯样强度的影响
       芯样宜与被测结构混凝土湿度基本一致。芯样试件一般应在自然干燥的状态下进行试验。当结构工作条件比较潮湿,需要确定潮湿状态下混凝土的强度时,芯样试件宜在20℃±5℃的清水中浸泡40~48h,从水中取出后除去表面水渍,并立即进行试验。潮湿会使混凝土强度降低,即软化作用(水在受荷载时不能压缩,横向膨胀,增加侧向拉应力,另外减弱混凝土颗粒之间的内摩擦力)风干芯样比浸水芯样的强度高7%左右。芯样试件的含水量对强度有一定影响,含水愈多则强度愈低。一般来说,强度等级高的混凝土强度降低较少,强度等级低的混凝土强度降低较多。因此建议自然干燥状态与潮湿状态两种试验情况。
       2.3换算系数α对芯样强度的影响
       试验的芯样要与同期养护边长的150mm立方块进行比较,得出换算系数,并将其与高径比1:1进行对比,通过分析所有的测试件,能够得出以下结论:建筑结构中的混凝土强度会受到结构造型、环境、检测条件等多方面的影响,有时,混凝土的取芯工作只能够通过浇筑面和浇筑面的其他方向进行抽样。在一些文献中,所钻取的混凝土强度、方向和位置会对芯样强度产生一定影响,在钻取芯样方向同混凝土浇筑面垂直时,如果振捣层受到压力,会产生不平衡的力,整个混凝土结构的荷载能力会首先遭到破坏,再加上应力分配不均,导致芯样的强度下降。沿着浇筑面钻取的芯样要高出垂直浇筑硬度高8%左右,在沿着45°角浇筑面钻取的芯样,由于其在一些抗压实验中,会使得芯样振捣层次同受压面的轴线呈现出同一角度,在负荷作用下,会形成层次互动的联系,导致剪切被破坏,使得强度下降。
       2.4案例
       一栋为5层高度的办公楼总面积约为3000平方米,从1层到4层的混凝土设计强度与4层以上的混凝土结构设计强度存在一定的差异性,1-4层混凝土结构为C35,4层以上为C30,为进一步确保建筑设计强度,需要采取检测措施,来检测实际的混凝土强度。建筑的4层以上结构共有48个框剪柱,根据《混凝土建筑强度》规定,检测混凝土强度,选择10根柱子,每一根柱子上选取两个芯样,共计20个样本。
       在处理芯样后,将其放置在室内,自然干燥后进行试验。在检测混凝土结构强度确定后是,需要去除样本非正常值,忽略不记。按照标准程序的规定,并根据具体的差异性,使用相对应的检测方法,来判断立群值。步骤如下:
       (1)计算峰度统计bk值;确定检测水平α为0.05,临界值为b1-2(28)=4.12;bk≤5.12>b1-2(28)=4.12;能够判断芯样强度值为21.4;
       (2)对于检验出的离群值为21.4,确定剔除水平为0.01,判断b0.99(28)=5.24,bk=5.12;
       (3)最后利用剩余的17个数据进行批量计算,n=25,总体平均强度为30.2MPa,强度均方差为1.89MPa,置信度为0.85,推断区间为[25.9,27.7],根据GB/T50344-2015得知,该栋建筑物4层以上混凝土结构强度不满足C30等级需求[]。
       结论:综上所述,本文先分析了结构混凝土芯样加工对芯样强度的影响,强调了在结构混凝土芯样检测混凝土强度试验中,结构混凝土芯样加工的重要作用,对混凝土芯样强度的重要影响。最后根据工程实例对结构混凝土芯样加工影响结构强度因素进行了分析,以期能够得到检测方的重视,提高结构混凝土芯样检测的准确性。
       参考文献:
       [1]陈彬,杨勇,孙红芳,李大望.在役结构混凝土强度与碳化水平的调研分析[J].混凝土,2017(06):48-51.
       [2]丁双双,李祖辉,徐可.混凝土芯样的误差分析与异常数据的处理方法研究[J].工程质量,2017,35(04):60-64.

 


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