剪压法检测山砂混凝土强度的研究

剪压法检测山砂混凝土强度的研究

赵东

赵东贵州中建建筑科研设计院有限公司贵阳550006

1引言

根据研究，混凝土剪压破坏时的强度与混凝土强度等级成正比。

据此，中国建筑科学研究院结构所在参照国内、外混凝土强度检测技术基础上，于1997年首先提出了剪压法检测混凝土强度的方法，并研制开发了相应的剪压仪。该方法的主要原理是利用剪压仪对混凝土构件边缘施加压力，使构件边缘产生局部剪切破坏，根据其局部承压力的大小来推定构件的混凝土强度。

中国工程建设标准化协会基于中国建筑科学研究院的研究成果，组织国内相关单位编制了《剪压法检测混凝土抗压强度技术规程》（CECS278：2010），于2010年7月1日批准发布，并从2010年9月1日起开始施行。在安徽省，也于2006开始了剪压法检测混凝土抗压强度技术的地方规程编制工作。从我国部分地区的推广应用情况来看，该方法在混凝土构件受检区域较小、表面质量不良和要求不破损构件的情况下，能弥补其他检测方法的缺陷和不足，并能准确的反映混凝土的强度。

贵州省自1978年以来，已全面推广使用山砂（人工机制砂）制备混凝土，而我国其它地区还未开展人工机制砂混凝土的研究工作，为满足当前建筑工程质量控制的需要，建立贵州省的剪压法测试山砂混凝土抗压强度基准曲线已成当务之急。

2研究目标及内容

研究的目标是：采用我省常用材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验建立山砂混凝土测强基准曲线。建立山砂混凝土测强基准曲线的强度误差应满足如下要求：平均相对误差不大于±14.0%；相对标准差不大于17.0%。

研究内容分为试验步骤和试验结果处理。

3研究方法和手段

3.1试验仪器设备选型本课题主要采用的试验仪器设备是：剪压仪、压力试验机。

剪压仪是采用剪压法测定混凝土强度的专用仪器。剪压法测定混凝土强度是利用一种特制的挤压千斤顶，对混凝土构件边缘施加压力，使构件边缘产生局部剪压破坏，根据其局部承压力的大小来推定构件的混凝土强度，检测后的局部破坏面较小，不影响构件本身的承载能力。本仪器具有体积小、重量轻、精度高、不需外接电源等特点。

本课题是对强度为15MPa~50MPa的混凝土进行研究，因此采用最大剪压力不应小于70kN的混凝土剪压仪。

压力试验机作为测定本课题混凝土试件破坏荷载的试验设备，应符合《液压式压力试验机》GB/T3277及《试验机通用技术要求》GB/T2611中的技术要求，精度为1%，试件破坏荷载应在试验机满量程的20%~80%之间。故本课题采用上海华龙生产的WHY-300型微机控制全自动压力试验机。

3.2试块制作及养护根据贵州省商品混凝土公司的生产规模、生产管理水平、产品质量稳定性、产品市场占有率、产品原材料等方面综合考虑，按照常用原材料和生产工艺为课题试验制作混凝土试块，力求试件具有一定代表性。试块详细数量及所需混凝土方量如下表1所示：表1试验用泵送山砂混凝土配合比

注：(1)表中1组试块由3个150mm×150mm×150mm标准立方体试块组成。

(2)150mm×150mm×150mm标准立方体试块共336组。

3.3剪压试验方法1)布置测点：测点应布置在除成型面及底面棱边的其它四条棱边中点处。测试面要求清洁、平整、干燥，对于浮浆等应予以清除，必要时可用砂轮清除杂物和进行磨平处理。

2)挤压试验：将立方体试块放置于剪压仪可移动滑块与挤压头之间，固定滑块，清零数字压力表，锁死油缸阀门，摇动油缸螺杆，挤压头随即伸出对试块进行挤压，直至挤压头处混凝土破坏，取下试块翻转至对侧，重复上述操作。

3.4混凝土试块抗压强度试验将同强度等级同龄期对比试块放置于WHY-3000型压力试验机进行抗压试验，按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081执行。

4研究结果4.1试验数据统计根据试验计划，对规定龄期的每个试块按试验要求进行试验，对各试验数据进行有效性分析，下图为各强度等级试块14d~365d的有效数据散点图。

从表2所列结果可以看出，行业标准提供的测强曲线用于测试推定山砂混凝土的强度换算值时，与本课题得到的曲线相比存在较大的误差。因此，针对贵州省常用的山砂混凝土需要采用专用测强曲线推定其强度。

5结束语

1.本次试验研究用仪器设备选型合理，满足研究要求。用于试验研究的混凝土试件采用的原材料具有较广泛的代表性；试验研究方法符合相关行业标准的要求。

2.报告提出的剪压法检测山砂混凝土专用测强曲线的平均相对误差为6.2%，相对标准差为7.9%，满足相关行业标准的要求。

综上所述，本项目作为剪压法在贵州省应用的适应性研究，其研究成果为剪压法在贵州省的推广注入新的活力。另外，由于本项目经费及时间有限，虽然现场验证试验结果达到预期要求，但课题试件使用的混凝土材料种类及工艺特性还存在一定的局限，本研究拟合的测强曲线在今后的工程实践中将不断调整完善，望相关领域的各位同仁多提宝贵意见。