基于回弹法检测混凝土多孔砖抗压强度换算值修正方法的研究

2023-11-13赵银栓杨全兵张宗盛刘志娟赵成江

建筑结构 2023年21期

赵银栓, 杨全兵, 张宗盛, 刘志娟, 赵成江

(1 甘肃新宇城市建设有限公司，兰州 730030；2 甘肃省建筑科学研究院(集团)有限公司，兰州 730070；3 中铁西北科学研究院有限公司，兰州 730030)

0 引言

目前国内混凝土多孔砖砌体结构建筑物随着建筑使用年限的增长,以及使用过程中环境的变化,导致砌块材料强度产生一定的劣化,尤其对于前期养护未达到龄期要求的砌块,材料强度的减弱尤为明显。利用回弹法检测烧结砖的抗压强度技术国内应用相对已成熟,而对于非烧结砖的回弹法检测应用研究相对较少,湖南大学陈大川教授、罗虎等[1-6]在该领域进行了一定的研究,他们利用室内试验和数理统计回归分析的方法,建立了非烧结混凝土多孔砖(简称多孔砖)抗压换算强度的计算公式,该公式已被引用到《非烧结砖砌体现场检测技术规程》(JGJ/T 371—2016)(简称砌体检测规程)中,并被广泛应用到工程实践中。

砌体检测规程的计算公式明确仅适用于推定主规格为单排孔的普通小砌块的抗压强度。而在实际工程应用中发现,利用砌体检测规程计算公式所得到的多孔砖抗压强度明显低于多孔砖的实际抗压强度。究其主要原因是陈大川教授等[3]在进行混凝土空心砌块抗压强度计算公式的建立时,所采用的多孔砖为标准养护条件下单排孔小砌块,其空心率为47%。而实际多孔砖受养护条件和空心率的影响,与其相比都具有一定的差别。因此,本文依托实际项目进行多孔砖的取样,采用回弹法和室内单轴抗压试验检测多孔砖的抗压强度,并通过数理统计回归分析进行数据拟合和相应的折减修正。

1 试验情况

1.1 多孔砖取样

现场检测的承重墙均采用双排孔的多孔砖,空心率约为30%。为使修正公式的计算结果更具有代表性,在所有检测楼栋便于取样的墙体进行随机取样,总计取多孔砖107块,破损13块,完整且可利用的取样数量为94块。多孔砖参照《承重混凝土多孔砖》(GB/T 25779—2010)中试验方法进行处理及养护,参考混凝土空心砌块的试验标准[7-8]进行多孔砖的试验检测。

1.2 试验设备

本次试验回弹法采用HT-225K数显式回弹仪,在进行试验前将其在洛氏硬度HRC为60±2的钢砧上进行率定。单轴抗压强度的测定采用CXWES-600B型单轴数显式压力机。

1.3 数据的获取

通过现场获取多孔砖的回弹数据,目的是减少多孔砖在压力机加压时回弹对多孔砖的扰动。多孔砖的实际抗压强度为单轴压力机完全破坏时的极限荷载值,室内单轴抗压试验现场照片如图1所示。

图1 单轴抗压试验现场照片

2 换算强度的修正方法

2.1 数据处理

数理统计分析采用肖维勒准则和格拉布斯准则[9-10]进行组内数据的统计检验,对多孔砖异常数据进行剔除处理。将94块多孔砖检测数据导入Origin中,利用最小二乘法线性拟合工具计算得到,有7块多孔砖数据相对误差较大且离散度较高,判定为异常数据,因此,在数理统计分析时剔除此7块数据,剩余87块多孔砖数据见表1,异常数据剔除见图2。

表1 多孔砖数据

图2 剔除异常数据结果图

2.2 公式的修正

2.2.1 公式换算强度的计算

根据砌体检测规程计算混凝土多孔砖的回弹换算强度,即:

f1ij=5×10-3R2.1-0.9

式中:f1ij为回弹换算强度,其中i代表测区,j代表测位;R为回弹平均值。

将表1回弹值代入砌体检测规程公式中,计算结果见图3。经过分析可知,利用砌体检测规程计算所得抗压强度普遍低于单轴实际抗压强度,且差值较大,反映出砌体检测规程公式计算结果与现场实际情况不相符的特征。

图3 抗压强度对比

因此,本文通过数据拟合回归分析、标准值修正和有效面积折减三种方法对砌体检测规程计算公式进行修正,进而将修正公式应用于实际项目检测中。

2.2.2 数据拟合回归分析

参照砌体检测规程中规定的方法,对87块砖样数据按照回弹值从低到高的顺序进行排序,分别对其进行等距分组,即以回弹值相近(回弹值极差不大于0.5)的1～7块多孔砖为1组,共分为28组,见表2。分别计算各组多孔砖的平均回弹值和平均抗压强度,作为各组多孔砖回弹值和抗压强度的代表值。采用Origin软件的内置函数对分组后平均回弹值和平均抗压强度数据进行回归分析,拟合函数曲线如图4所示。