探究砂浆贯入法检测混合砂浆强度试验

论文导读：
摘要：贯入法是一种现场检测砌筑砂浆抗压强度的实用方法。本文对贯入法检测水泥石灰混合砂浆强度进行验证试验研究。
关键词：贯入法；混合砂浆；强度；试验
贯入法适用于工业及民用建筑砌体工程中砌筑砂浆抗压强度的现场检测，并作为推定抗压强度的依据。贯入法检测使用的仪器包括贯入式砂浆强度检测仪和贯入深度测表，贯入仪通过压缩工作弹簧加荷将测钉贯入砂浆中，测得贯入深度，再根据测钉贯入砂浆的深度和砂浆抗压强度的相关关系换算得到砂浆的抗压强度。贯入法检测得到的砂浆抗压强度换算值相当于被测构件砂浆在该龄期下同条件下养护的边长为70.7mm立方体试块的抗压强度平均值。
贯入法是一种现场检测砌筑砂浆抗压强度的实用方法。根据国家行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T 136-2001)，贯入法可用于强度在M0.4~M16之间的水泥石灰混合砂浆或水泥砂浆强度的检测。该规程的测强曲线是以砂浆试块制定的，但实际工程中检测的均是砌体灰缝中的砂浆，两者之间有多大的差异，该测强曲线是否适用，应通过砌体灰缝中的砂浆强度贯入法检测结果与同条件下砂浆试块强度的对比试验加以检验验证。鉴于实际工程中上部结构一般采用水泥石灰混合砂浆砌筑，本文仅对贯入法检测水泥石灰混合砂浆(以下简称混合砂浆)强度进行验证试验研究。
1 试验设计
试验分两批进行：第一批为验证性试验，为验证回弹法、贯入法、原位轴压法、原位单剪法等而设计，共设计M0.

4、M2.5、M5、M10四个砂浆强度等级(但

由于M10等级的实测砂浆试块抗压强度与其他方法检测结果均不符合，故该组不计)，其中M0.4、M2.5等级的试件(第1组和第2组)用烧结多孔源于：大学毕业论文www.7ctime.com
砖砌筑，M5等级的试件(第3组)分别用烧结普通砖和烧结多孔砖砌筑，按长约1m的两条相邻灰缝组成一个贯入测区，每组试件设计6~9个贯入测区。第二批为建立新的贯入法测强曲线和原位双剪法强度换算公式而设计，共设计M1、M2.5、M5、M7.5、M10、M15六个砂浆强度等级(分别为第4~第9组)，按长约0.8m的相邻4条灰缝组成1个贯入测区，每组设计4个贯入测区。两批试件每个贯入测区测16个贯入点(砌体正、反两面各8个点)。贯入法检测均在试件砌筑28d后进行。每组试件预留1组砂浆试块，砂浆试块与试件同条件自然养护，按《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ 70-90)在试验当天进行砂浆抗压强度试验。
试件均采用烧结普通砖和烧结多孔砖。砂浆由3

2.5普通硅酸盐水泥、普通泥砂(中砂)、石灰膏和自来水拌制而成。

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

由表1列出试验结果可以看出，对砌体灰缝砂浆强度进行检测时，检测结果的离散性相当大。以测区为单位统计，一般相同设计强度等级的砂浆(由于砌墙量较大，采用不同批次搅拌)检测得的最大强度值最小强度值的2~3倍。对于采用相同设计强度等级的砂浆砌筑的砌体，在多孔砖砌体上检测的贯入深度一般小于在普通砖砌体上的检测结果，因此，若采用相同的测强曲线换算，在多孔砖砌体上的检测强度均高于在普通砖砌体上的检测结果，比值可达

1.3~7。

2.2 不同测强曲线的比较

现行“规程”(JGJ/T136-2001)规定的混合砂浆测强曲线如式(1)：
f2= 159.290 6d-

2.180 1(1)

式中 f2——砂浆抗压强度换算值，MPa；d——贯入深度，mm。
本文试验结果按式(1)换算时，其相对误差很大，特别是试块强度低于M2的第1、第4两组，相对误差均超过100%;将强度低于M2的第1、第4组和强度过高的第9组剔除后统计(本文认为该3组已超出贯入法的适用范围)，其平均相对误差和相对标准差才刚达到“规程”(JGJ/T136-2001)中分别不超过18%和20%的要求，如表2所列。为提高测强曲线的换算精度，本文重新根据试验结果拟合得到一条适用于砌体灰缝中砂浆强度检测的贯入法测强曲线:
f2= 61

1.47d-3.058 9 (2)

该曲线相关系数为0.925，其相对误差比式(1)有所减小，剔除第1、第4、第9组后的平均相对误差和相对标准差分别为15%和17%，如表2所列。两条测强曲线的比较见图1和表3。对于砌体灰缝中砂浆强度的检测，按式(1)换算的砂浆强度，在低强度段偏高，在高强度段偏低。按式(2)换算的砂浆强度与试验结果基本吻合;在M2~M12的砂浆强度等级范围内，两条曲线换算结果之间的最大相对误差约为26%。

2.3 几个问题的探讨

2.3.1 贯入法检测的适用范围

由图1可见，在低强度段，曲线的斜率较小，也即砂浆强度与贯入深度的相关性很差。以式(2)为例，当贯入深度由8.3mm减小至6.6mm时，两者相差1.7mm，但砂浆强度仅增加1MPa。在高强度段，曲线的斜率又较大，微小的贯入深度变化会导致砂浆强度的大幅度变化。以式(2)为例，当贯入深度由3.6mm减小至3.3mm时，两者仅相差0.3mm，但砂浆强度增加3.7MPa，这对贯入深度测量精度提出了过高要求，而对实际工程，砂浆表面的平整度一般较差，要使贯入深度测量结果达到如此高的精度很难做到。因此，贯入法检测结果在低强度段和高强度段均会出现很大的误差。为保证检测精度，贯入法的适用范围应适当缩小，建议由规程规定的适用范围M0.4~M16缩小至M2~M12。对于强度低于M2或高于M12的砂浆，应采用其他可靠方法检测。

2.3.2 不能忽视约束条件对贯入法检测结果的影响

比较测强曲线式(1)与式(2)可以发现，用贯入法检测砌体灰缝中砂浆强度与检测砂浆试块强度有较大的差异;用贯入法检测普通砖砌体砂浆强度与检测多孔砖砌体砂浆强度也有不容忽视的差异。由于试件数量尚不足，本文仍将普通砖与多孔砖砌体砂浆强度的检测结果混合在一起进行拟合分析，得到测强曲线式(2)。这个问题仍有待进一步通过试验进行研究探讨。

2.3.3 应保证贯入法抽样检则的数量

从试验结果看，砌体灰缝中砂浆强度贯入法检测结果的离散性比砂浆试块上检测结果大得多——相同设计强度等级的砂浆测得最大强度为最小强度的2~3倍。为保证检测结果的代表性，同批构件中的抽样检测数量应有保证。
3 结 论
3.1本文基于砌体灰缝中混合砂浆强度的贯入法检测结果与砂浆试块强度的对比建立的测强曲线式(2)比用砂浆试块建立的测强曲线式(1)更加符合工程实际，更适用于现场砌体灰缝中混合砂浆强度的检测，检测精度有所提高。
3.2建议贯入法检测混合砂浆的适用范围缩小为M2~M12。对于强度低于M2或高于M12的砂浆，应采用其他可靠方法检测。
3.3初步试验表明，若采用相同的测强曲线，用贯入法检测普通砖砌体砂浆强度与检测多孔砖砌体砂浆强度会有不小的差异，这个问题仍有待进一步通过试验进行研究探讨。
3.4从试验结果看，砌体灰缝中砂浆强度贯入法检测结果的离散性比砂浆试块上检测结果大得多，因此，应保证同批构件中的抽样检测数量。
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