后装拔出法检测聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆抗压强度的试验

沈阳建筑大学学报.(自然科学版) Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science) 文章编号：1671 -2021(2010)02-0211 -05 后装拔出法检测聚乙烯醇纤维水泥 复合砂浆抗压强度的试验 卜良桃，李静媛 (湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082) 摘 要：目的研究聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆强度检测方法.方法通过参照混凝土强度检测 方法，选定了后装拔出法对聚乙烯醉纤维水泥复合砂浆强度检测方法进行试验研究.笔者对6 个不同强度等级的聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆进行研究.结果聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆抗 压强度与后装拔出力存在着良好的线形关系，通过进行线形回归分析，利用最小二乘法拟合直 线，拟合测强回归方程有着较高的精确度，并且由于该材料不受粗骨料的影响，该测强曲线的 应用可以不受地域的限制.结论通过对聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆后装拔出力的测量，得出 在仪器允许的量程之内可以测得较高的抗压强度，满足-实际工程的需要，采用后装拔出法检 测聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆有着良好的工程实际意义. 关键词:后装拔出法;聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆;最小二乘法;回归分析 收稿日期：2009-10-25 基金项目：湖南省科技厅科技项目(2006GK3103)作者简介：卜良桃(1963—)，男，教授，博土，主要从事土木工程结构体系及加固方法研究. 中图分类号:TU599 文献标志码:A 混凝土强度的检测方法很多，目前在该领域 广泛使用的有回弹法、超声法、钻芯法、拔出法等, 国内外学者已经有很多这方面的研究“-2】.其中 拔出法是一种微破损的强度检测方式，较其他几 种方法计算结果有较高的精确度，国外学者20世 纪30年代已经开始研究，我国学者在20世纪80 年代也开始对拔出法进行研究，目前国内学者对 于后装拔出法检测混凝土强度的研究已经取得了 很大的进展,我国也颁布了《后装拔出法检测混 凝土强度技术规程》(CECS69：94).而目前新型 的加固材料及技术也越来越多的应用在工程领 域，国内国外都有一定的研究，如湖南大学尚守平 教授、黄政宇教授课题组研制和开发的一种加固 混凝土结构的新技术复合砂浆钢筋网加固混凝 土，取得了很好的成果°F.随着各种新型材料的 不断出现，对于该新型加固材料强度检测的方法 目前还未有相关的被广泛认可的强度检测标准, 探索一种检测高性能复合砂浆强度的技术方法在 实际工程中应用前景广阔,研究表明高性能复合 砂浆性能和混凝土性能有着良好的匹配性，笔者 用此方法来研究检测聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆 强度，通过实验研究,拟合出聚乙烯醇纤维水泥复 合砂浆测强曲线，并且对该检测方法的应用范围 也进行一定的研究.弥补了在结构加固领域中由 于受加固层厚度限制不能采用钻芯法检测加固材 料强度的缺陷，为加固领域中加固新材料的强度 检测提供新的检测方法，有着广泛的工程应用性. 1试验方案 11试验试件 试验采用聚乙烯醇纤维水泥复合砂浆，原材 料选择如下. (1) 聚乙烯醇纤维：规格为 饥.02 mm x 8 mm,抗拉强度为1 400 MPa. (2) 水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为 42.5 MPa；砂采用中砂;外加剂ZM：无收缩自流 密实、无收缩混凝土外加剂，由长沙市固力实业有 限公司提供• （3）试验设计 M20、M25、M30、M35、M40、 M50 6个强度等级,每个强度等级分为6组，每组 试件和试块数量：70.7 mm x70. 7 mm x70. 7 mm 立方体试块3块（测定聚乙烯醇砂浆抗压强度）. 200 mm x 200 mm x 200 mm立方体试件1件（拔 出用）. 1.2数据采集及初步分析 （1）将 70. 7 mm x 70. 7 mm x 70. 7 mm 立方 体试块用标准的试验方法加荷直至破坏,3个立 方体抗压强度代表值，参照文献［9 ］确定. （2）拔出试验 试验采用北京海创高科生产的HC-40型多 功能强度检测仪，采用3点支承式拔出法. %1 在200 mm x200 mm x 200 mm立方体试 件3个侧面中心上，用专业钻孔机钻孔； %1 用专用磨槽机在复合砂浆孔内壁磨出环形 槽； %1 检查成孔尺寸是否满足要求； %1 安装锚固件； %1 安装HC -40型多功能强度检测仪，施加 拔出力，记录极限拔出值F；如有异常情况，在剩 下的一个侧面上补测. （3）采集数据列表（见表I.其中，R为边长 为70.7 mm立方体试块抗压强度；P2测强曲线预 测抗压强度;F为后装拔出法测得拔出力）. 2回归分析 21公式拟合 将各组试件的拔出力与立方体抗压强度代表 值汇总，按照最小二乘法原理进行回归分析⑻. 参照文献［9］推荐的回归方程式 U.=oF + b,（1） 式中:fu为混凝土强度换算值,MPa；F为拔出力, kNg，为测强公式回归系数. 对于表1数据组（旦上引），i =为 使均方差达到最小，即 S?（a,b）=芸 IXj - （aFj +5）］2 = min. （2） I •! 由微分学知识知，参数。和b必满足如下一 阶必要条件 臆我亡上）_眄（。0） dadb 表1试验数据及初步处理 试验工况 a/MPa Z7kN /MPa R与P2的相对误差 19.42 9.16 17.18 0.130 6 19.57 9.4 17.88 0.094 3 22.11 9.92 19.42 0.138 8 22.92 11.76 24.83 -0.077 0 23.69 11.96 25.42 -0.068 1 23.79 12.04 25.66 ■0.072 8 23.98 11.22 23.24 0.031 7 24.73 12.13 25.92 -0.0460 24.81 13.01 28.51 -0.129 9 25.92 11.96 25.42 0.019 6 26.32 12.01 25.57 0.029 4 27.01 13.11 28.81 -0.062 4 27.07 12.52 27.07 0.000 0 27.75 13.59 30.22 -0.081 8 30.32 14.03 31.52 -0.038 0 M3U 32.7 14.92 34.14 -0.042 1 33.12 14.08 3L66 0.0460 33.21 15.12 34.73 -0.043 7 33.48 15.08 54.61 -0.032 6 34.42 14.23 32.11 0.072 1 侦J C 35.26 15.44 35.67 -0.011 4 M3, 37.23 15.67 36.35 0.024 3 37.65 16.02 37.3