水泥混凝土芯样的钻取和强度检测方法从水泥混凝土结构物中(如水泥混凝土路面板和混凝土灌注桩、柱等)钻取和检查芯样,测定芯样的劈裂抗拉强度或拉压强度,作为评定结构的主要品质指标。水泥混凝土路面强度的控制指标是弯拉或劈裂强度。由于弯拉强度试件成型及试验过程比较麻烦,现多用劈裂强度来代替。需要强调的一点是快速无破损方法与传统的钻芯试验方法比较,有其较大的优势,但不能代替钻芯的弯拉强度试验结果,也不能代替试验室标准条件下的弯拉强度,不适用于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。
本方法适用于取芯测试水泥混凝土路面混凝土劈裂强度、抗压强度值,评价水泥混凝土路面强度。
1.仪具与材料技术要求
(1)路面取芯机:手推式或车载式。采用 φ150 mm 的钻头,配有淋水冷却装置。
(2)游标卡尺:量程不小于 200 mm,分度值为 0.02 mm。
(3)钢卷尺:量程不小于 5 m,分度值为 1 mm。
(4)万能角度尺:分度值 2′。
(5)塞尺:最小分度值 0.02 mm。
(6)钢板尺:长度不小于 300 mm。
(7)压力试验机:符合《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)中T0551的规定。
(8)劈裂夹具:符合《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)中T0561的规定。
(9)其他:岩石切割机,岩石磨平机、铁锹、毛刷等。
2.准备工作
(1)按照《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450—2019)确定测试位置。
(2)将取样位置清扫干净。
3.测试步骤
(1)按照《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450—2019)方法在测试位置钻取芯样。
(2)按照以下要求加工芯样。
① 劈裂试验芯样直径为 150 mm,抗压试验芯样直径为 150 mm 或 100 mm;高度与直径之比应为 1。
② 芯样试件内不得含有钢筋或钢纤维。
③ 锯切后的芯样应进行端面处理,可采取在磨平机上磨平端面的处理方法。
④ 加工好的芯样应按下列规定测量尺寸:
a.用游标卡尺在芯样试件两端及中部相互垂直的位置上测量,取算术平均值作为芯样直径,精确至 0.5 mm;(www.xing528.com)
b.用游标卡尺在芯样端面两个垂直直径方向测量,取算术平均值作为芯样高度,精确至0.5 mm;
c.用万能角度尺测量芯样试件两个端面与母线的夹角,精确至 0.1°;
d.将钢板尺侧面紧靠在芯样试件承压面(线)上,用塞尺测量钢板尺和承压面(线)的之间的缝隙,最大缝隙为芯样试件的平整度。
⑤ 芯样试件尺寸偏差超过下列数值时,相应的测试数据无效:
a.芯样试件的实际高径比小于 0.95 或大于 1.05;
b.沿芯样试件高度的任一直径与平均直径相差大于 2 mm;
c.芯样试件端面与轴线的不垂直度大于 1°;
d.不平整度在每 100 mm 长度内超过 0.1 mm。
(3)对加工好的芯样按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)的要求进行劈裂试验。
(4)对加工好的芯样按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)的要求进行抗压强度试验。
4.计 算
(1)芯样劈裂强度 fct按式(3.8.15)计算:
式中 fct——劈裂芯样强度,MPa;
F——极限荷载,N;
dm——芯样截面的平均直径,mm;
lm——芯样平均长度,mm。
(2)芯样抗压强度 fcu按式(3.8.16)计算:
式中 fcu——芯样抗压强度,MPa;
A——芯样试件抗压截面面积,mm2。
(3)强度测试值的计算及异常数据的取舍原则为:以3个试件测值的算术平均值为测试值,结果计算准确至 0.01 MPa。如 3 个试件中最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 15% 时,则取中间值为测试值;如有两个测值与中间值的差值均超过上述规定时,则该组试验结果无效。
劈裂强度结果计算准确至 0.01 MPa;抗压强度结果计算准确至 0.1 MPa。
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