非燒結磚砌體現(xiàn)場檢測相關技術問題的探究論文
磚砌體:用磚和砂漿砌筑成的整體材料,是目前使用最廣的一種建筑材料。根據(jù)砌體中是否配置鋼筋,分為無筋磚砌體和配筋磚砌體。以下是學習啦小編為大家精心準備的:非燒結磚砌體現(xiàn)場檢測相關技術問題的探究相關論文。內容僅供參考,歡迎閱讀!
非燒結磚砌體現(xiàn)場檢測相關技術問題的探究全文如下:
非燒結磚(塊材)主要分為兩大類:一類屬于混凝土制品,如混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土小型空心砌塊;另一類屬于蒸壓制品,如蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚及各類礦渣磚.這些制品均已有相應的產品標準、工程結構設計標準和施工驗收標準,但目前尚無相應的現(xiàn)場檢測技術標準,致使這類工程出現(xiàn)質量爭議和質量事故時,難以作出準確的判斷.在實際工程檢測中,有的檢測單位套用現(xiàn)行國家標準《砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準》GB/T 50315,但該標準主要適用于燒結磚砌體結構工程,盲目套用難免造成誤判.結合行業(yè)標準《非燒結磚砌體現(xiàn)場檢測技術規(guī)程》的制訂工作,對國家標準GB/T50315中檢測砂漿強度的10余種方法能否用于非燒結磚砌體的現(xiàn)場檢測開展了大量的試驗研究.本文根據(jù)四川省建筑科學研究院及合作研究單位的試驗研究成果,就非燒結磚砌體砌筑塊材強度和砌筑砂漿強度現(xiàn)場檢測相關技術問題的研究進行簡要介紹
1 混凝土小型空心砌塊回彈法
《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》已頒布實施多年且經過多次修訂,回彈法檢測混凝土強度的技術是比較成熟的.但回彈法檢測混凝土制品類塊材的強度和檢測混凝土構件的強度是有差別的,對塊材而言,其強度等級較低,且需考慮粗、細骨料以及級配的影響、塊體孔洞率、孔型的影響等.單排孔普通混凝土小型空心砌塊的主規(guī)格為390mm×190mm×190mm,最小外壁厚度不應小于30mm,最小肋厚不應小于25mm,空心率不應小于25%.通過多年應用發(fā)現(xiàn),為便于施工和節(jié)約材料,混凝土小砌塊產品基本都按最小壁厚進行生產,因此該類產品的孔型和空心率是基本統(tǒng)一的,有條件通過試驗建立回彈值和普通混凝土小砌塊強度之間的相關關系.
從砌體墻片中隨機選取砌塊進行試驗以及在試驗室內試驗,考慮因素包括不同彈擊位置、不同約束條件、豎向壓力和是否灌孔等.試驗研究表明,豎向壓力、試驗方法和回彈位置對砌塊回彈數(shù)值大小基本沒有影響,回彈測試可以不考慮其差異的影響;灌孔使回彈數(shù)值略有增大,但不顯著;在建立砌體中砌塊回彈測強曲線的試驗過程中,按照兩種試驗方法對標準砌體試件或處于一定豎向壓力下的抗壓強度試件進行回彈測試,其測試結果與現(xiàn)場檢測條件下既有砌體中處于不同樓層的砌塊的回彈測試結果是等效的.通過對砌塊回彈值-抗壓強度的試驗數(shù)據(jù)進行對比研究和回歸分析,提出了回彈法檢測砌體中普通混凝土小砌塊抗壓強度的一般公式:
f1i =5×10-3 R2.1-0.9 (1)
經驗證,其相對誤差較小,能滿足工程精度要求.
2.1 砂漿回彈法中碳化深度的影響和分析
在國家標準GB/T 50315中用于燒結磚砌體工程的砂漿回彈法檢測砂漿抗壓強度的計算公式,主要是以四川地區(qū)砂漿回彈法的研究成果為基礎,考慮碳化深度和回彈值2個因素,以碳化深度為1mm和3mm 為界限,分別給出了3種碳化深度情況下的砂漿強度計算公式.由于在實際工程中,即使是同一條灰縫砂漿的碳化深度變化也較大,可能出現(xiàn)由于其碳化深度在現(xiàn)有國標公式的不同界限范圍內而采用不同的計算公式的矛盾.因此新版國標GB/T 50315-2011對于砂漿回彈法測位的處理,在上一版國標要求“打磨平整,除去浮灰”的基礎上,增加了“磨掉表面砂漿的深度應為5~10mm,且不應小于5mm”的要求.其目的是盡量檢測接近墻體核心區(qū)的砂漿強度,同時減小碳化因素對砂漿強度檢測結果的影響.
山東省建筑科學研究院試驗研究表明,回彈值隨著碳化深度值的增大而增大,但在碳化深度為0~10mm的范圍內并不明顯.在本次規(guī)程制訂過程中,編制組針對碳化深度對回彈法檢測砂漿強度的影響進行了系統(tǒng)分析.編制組收集了我院1988年2月至1989年3月的歷史試驗數(shù)據(jù)共1 682組.同時,編制組還收集了2009年至2011年對《砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準》GB/T 50315-2000進行修訂時開展的砂漿回彈法的相關試驗數(shù)據(jù).通過對這些數(shù)據(jù)按照不同強度等級分別畫出散點圖進行分析,表明碳化深度與回彈值的關系呈現(xiàn)出斜率為零的線性關系或者零星幾點的關系,而回彈值則隨著砂漿強度的提高而提高,即回彈值與砂漿強度之間存在著一定的正相關關系.因此,在后續(xù)研究中可只考慮砂漿回彈值與砂漿強度之間的關系,忽略碳化深度這一影響因素.
2.2 混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體砂漿回彈曲線的建立
在非燒結磚砂漿回彈法的試驗方案中,最初考慮了5種砂漿強度、3種塊材(混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土小砌塊).分別制作進行標準養(yǎng)護和自然養(yǎng)護的砂漿試塊,需要自然養(yǎng)護的砂漿試塊,就地進行自然養(yǎng)護,適當澆水濕潤,前期(7d)基本保持試塊表面潮濕.到試驗后期發(fā)現(xiàn)混凝土小砌塊砌體由于小砌塊的外壁較薄,其灰縫砂漿沿墻厚方向的厚度僅為30mm左右,在磨掉5~10mm后對檢測結果的影響難以評估,因此分析中未再考慮小砌塊砌體.在對數(shù)據(jù)進行分析時,首先考慮混凝土普通磚和混凝土多孔磚分別建立擬合曲線,分析曲線的走勢,然后用F檢驗確定兩批數(shù)據(jù)是否存在顯著差別,據(jù)此判斷是否代表同一個樣本.分析表明,兩批數(shù)據(jù)沒有顯著差別,可以合并進行分析.將凝土普通磚和混凝土多孔磚兩種砌體砂漿回彈法的試驗數(shù)據(jù)合并分析擬合,得到其砂漿回彈法的公式如下:
f2ij =0.69R-3.43 (2)
式(2)擬合的相關系數(shù)r=0.91,能滿足工程使用的精度要求.
3 筒壓法檢測混凝土制品類砌體中水泥砂漿
在《非燒結磚砌體現(xiàn)場檢測技術規(guī)程》編制工作中,筒壓法試驗研究主要包括混凝土制品類塊材和蒸壓制品類塊材,其中關于蒸壓制品類塊材的試驗主要由長沙理工大學和山西四建集團科研所進行,其研究成果見另文.本文主要對筒壓法檢測混凝土制品類砌體中水泥砂漿研究情況作介紹,涉及的塊材類型包括混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土小砌塊.研究的基本思路是:模擬施工現(xiàn)場砌筑混凝土普通磚、混凝土多孔磚和混凝土小砌塊墻片,砂漿片試樣抽取及試驗均按照《砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準》GB/T 50315-2011的規(guī)定進行,同時制作同塊材底模、同條件養(yǎng)護砂漿試塊,然后將筒壓法試驗結果與同條件養(yǎng)護的砂漿塊試驗結果進行比較,并根據(jù)比較結果確定GB/T 50315-2011中的公式是否適用,若不能適用,則需要根據(jù)試驗數(shù)據(jù)重新擬合公式.
3.1 筒壓法檢測混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體中水泥砂漿
如前所述的研究思路,將混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體中砌筑砂漿的筒壓比和與其對應的同條件養(yǎng)護砂漿試塊的強度繪制成散點圖,同時將GB/T 50315中筒壓法的測強曲線公式也繪在同一張散點圖中進行比較.圖3為混凝土普通磚砌體水泥砂漿筒壓比與砂漿試塊強度散點圖.從試驗數(shù)據(jù)分析可看出,對于相同試塊強度的水泥砂漿,混凝土普通磚、混凝土多孔磚的水泥砂漿的筒壓值低于GB/T 50315中燒結普通磚砌體的水泥砂漿筒壓值.換言之,相同的筒壓指標情況下,混凝土普通磚墻體的水泥砂漿強度高于燒結磚墻體的砂漿強度.造成這種情況的主要原因是,對于同盤砂漿砌筑的不同墻體,由于墻體材料的吸水性不同,墻體里的砂漿片的強度是不同的,試驗出的筒壓指標也是不同的,同時同條件養(yǎng)護的立方體試塊強度也不同.且對于混凝土普通磚與混凝土多孔磚砌體,按國標公式計算的強度與試塊強度相差很大.由此可以得出結論,國標中的原燒結磚水泥砂漿筒壓法公式不適用于混凝土普通磚、混凝土多孔磚砌體的水泥砂漿強度的檢測,需要重新擬合測強曲線.
將混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體水泥砂漿筒壓法檢測時的筒壓比和同條件養(yǎng)護的砂漿試塊的強度畫出散點圖進行擬合分析.與砂漿回彈法類似,在對數(shù)據(jù)進行分析時,首先考慮混凝土普通磚和混凝土多孔磚分別建立擬合曲線,分析曲線的走勢.F檢驗分析表明,兩批數(shù)據(jù)沒有顯著差別.將凝土普通磚和混凝土多孔磚兩種砌體水泥砂漿筒壓法的試驗數(shù)據(jù)合并擬合,擬合函數(shù)的形式分別采用一次函數(shù)和乘冪加常數(shù)項.其中,乘冪加常數(shù)項擬合的公式如下:
y =22.15x1.22+0.94 (3)
式(3)擬合的相關指數(shù)R2=0.88,能滿足工程使用的精度要求.
3.2 筒壓法檢測混凝土普通磚砌體中特細砂水泥砂漿
目前,中砂在建筑工程中占有壟斷地位,在《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》JGJ/T 98-2010中也規(guī)定“砂宜選用中砂,且應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ 52規(guī)定,且應全部通過4.75mm的篩孔”.但在我國部分地區(qū)中砂資源極度匱乏,而特細砂資源則相當豐富,如南充、重慶等地的建筑工程用砂,砂的細度模數(shù)范圍一般在1.5~0.5,以0.7左右居多,多屬特細砂.研究表明,要采用特細砂配制出和中砂砂漿的性能基本一致的水泥砂漿,灰砂比和用水量等都要加大.國標GB/T 50315-2011針對燒結磚的特細砂水泥砂漿筒壓法專門研究并擬訂了相應的公式.圖4為混凝土普通磚特細砂水泥砂漿筒壓法試驗數(shù)據(jù)與國標曲線比較,其中實線為國標GB/T 50315-2011中的燒結磚特細砂水泥砂漿筒壓法曲線,虛線為混凝土普通磚特細砂水泥砂漿筒壓法曲線.圖4中混凝土普通磚的試驗數(shù)據(jù)基本上都在國標曲線的上方,且相差較大,因此,不能直接采用國標GB/T 50315-2011的曲線用于混凝土普通磚砌體中特細砂水泥砂漿的筒壓法檢測.
根據(jù)本次試驗的數(shù)據(jù)進行回歸統(tǒng)計,分別采用直線方程、一元二次方程和冪函數(shù)擬合,分別得到混凝土普通磚砌體中的特細砂水泥砂漿抗壓強度測強曲線,分析結果表明,回歸公式中的一元二次函數(shù)相關指數(shù)最大,相對標準差s最小,模擬計算的平均誤差最小,相關曲線的精度最高.再結合對散點圖的觀察,建議選用一元二次回歸方程式,即:
fi =1.01-5.74Ti+24.77T2i(4)
3.3 筒壓法檢測混凝土小砌塊砌體中水泥砂漿自上世紀80年代《混凝土小型空心砌塊建筑設計與施工規(guī)程》JGJ 14-82頒布實施以來,混凝土小型空心砌塊建筑得到了廣泛的應用,行業(yè)標準《混凝土小型空心砌塊建筑技術規(guī)程》也先后經歷了3次修訂.對于這類砌塊建筑的砌筑砂漿的檢測技術一直是一項空白.在本次規(guī)程制定過程中,開展了筒壓法檢測混凝土小砌塊砌體中水泥砂漿強度的研究工作.由于混凝土小砌塊砌體水泥砂漿的取樣有別于其他墻體,砌塊與砌塊之間的水平灰縫沿墻厚方向厚度較小,取樣時無法滿足筒壓法取樣距砌體表面20mm以里灰縫的要求,因此對于小砌塊砌體未作此專門要求,但試樣的制作和加工仍然按照筒壓法的統(tǒng)一要求進行.混凝土小砌塊砌體墻片水泥砂漿筒壓法試驗數(shù)據(jù)與國標曲線比較,混凝土小砌塊砌體的試驗數(shù)據(jù)都在國標曲線的上方,國標GB/T 50315-2011中的曲線不能直接用于小砌塊砌體砌筑砂漿的筒壓法檢測.
根據(jù)混凝土小砌塊的試驗數(shù)據(jù),分別采用一次函數(shù)、乘冪+常數(shù)等函數(shù)類型進行曲線擬合,一次函數(shù)的評價指標采用相關系數(shù)r,乘冪加常數(shù)函數(shù)的評價指標采用相關指數(shù)R2.分析表明,采用一次函數(shù)擬合效果較好,相關系數(shù)r 為0.95,建議選取一次函數(shù)作為計算混凝土小砌塊砌體水泥砂漿抗壓強度的公式:
fi =18.69Ti+1.57 (5)
式(5)的相關系數(shù)偏高,這與參與擬合的試驗數(shù)據(jù)數(shù)量偏少有關.今后有條件時,擬增加補充試驗,進一步研究更為數(shù)據(jù)量充足的計算公式.
4 點荷法
在國標修訂工作中,通過試驗研究將點荷法的適用范圍從燒結普通磚擴大到了燒結多孔磚.在本次標準編制工作中,針對點荷法能否用于非燒結磚砌體砂漿強度的檢測開展的試驗研究工作主要涉及混凝土普通磚、混凝土多孔磚砌體水泥砂漿的檢測和蒸壓粉煤灰普通磚砌體水泥石灰混合砂漿的檢測.研究的基本思路與前述筒壓法相同.根據(jù)此次試驗結果,按點荷法國標公式推定混凝土普通磚及混凝土多孔磚砌體水泥漿抗壓強度與試塊強度的對比按國標公式推定蒸壓粉煤灰普通磚砌體中混合砂漿抗壓強度與試塊強度的對比結果.從試驗結果可以看出:混凝土普通磚、多孔磚砌體各配合比的水泥砂漿抗壓強度換算平均值均低于同底模砂漿試塊的抗壓強度;而對于蒸壓粉煤灰普通磚墻體的點荷試驗,則是混合砂漿抗壓強度換算平均值高于同底模砂漿試塊抗壓強度.因此,現(xiàn)行國標GB/T 50315公式不能直接用于推定混凝土普通磚、混凝土多孔磚、蒸壓粉煤灰普通磚砌體中砂漿的抗壓強度,需要根據(jù)試驗結果建立新的換算公式.
5 砂漿片局壓法
對于砂漿片局壓法能否用于混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體水泥砂漿強度檢測的研究思路與筒壓法相同,試驗結果見表3.由表3可知,按現(xiàn)行標準公式強度換算平均值,除個別測區(qū)外,其余普遍低于同底模試塊抗壓強度,表明現(xiàn)行標準的公式不能用于直接推定混凝土普通磚、混凝土多孔磚砌體中砂漿的抗壓強度,需要根據(jù)試驗結果建立新的計算公式.
6 結語
通過試驗對非燒結磚砌體的塊材強度和砌筑砂漿抗壓強度的檢測技術進行研究,得到如下主要結論:
1)根據(jù)試驗回歸建立的回彈法檢測普通混凝土小砌塊強度的方法可以用于實際的混凝土小砌塊砌體工程中砌塊強度檢測.
2)現(xiàn)行國標GB/T 50315-2011中檢測砌筑砂漿強度的砂漿回彈法、筒壓法、點荷法、砂漿片局壓法的測強曲線不能直接用于檢測非燒結磚砌體中的砌筑砂漿.
3)新擬合的砂漿回彈法、筒壓法、點荷法和砂漿片局壓法的測強曲線的相關系數(shù)或相關指數(shù)均大于0.85,擬合度也較好,可滿足工程精度要求.