王廷征 劉京瑞吳迪郭洪新王宇
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隨著我國社會經濟的迅猛發展,土木工程項目需求日益增長,其中用量最大的建筑結構材料為混凝土,該材料廣泛存在于各項土木工程項目中,直接關系到建筑結構的安全與質量。其中,混凝土試塊作為用來檢驗工地現場混凝土強度材料,而在實際施工過程中,由于現場試塊制作環節較多,施工現場條件有限等原因,使得試塊的實驗強度達不到標準要求,因此必須對混凝土試塊制作質量進行控制。
混凝土試塊實驗強度與試件尺寸有著明顯的關系,主要表現為尺寸效應,整體上呈現出一種試件尺寸越大,強度越低的趨勢。而在現場,試模由于使用次數過多,加上日常工作中不注意保養,造成試模尺寸偏差較大,制作出的試件不符合標準試件尺寸,最終影響試件的實驗強度。另外,試模在使用過程中還有可能會發生變形,制作出的試塊平整度不符合要求,單軸實驗過程中試塊可能會處于偏心受壓狀態,影響最終實驗強度值。
現場制作的混凝土試塊應屬于微觀各向異性、宏觀各向同性材料。材料配比、攪拌程度、搬運過程對試塊宏觀各向同性的影響非常大。攪拌程度與搬運過程屬于人為因素,其中攪拌程度好壞主要靠實驗人員人為判定,對實驗結果影響比較大,而且如果試件在搬運過程中受到撞擊,可能會產生表面裂紋,甚至有可能產生一些肉眼觀測不到的內部裂紋,這些裂紋的產生均在一定程度上影響了試件的強度。
試件成型后,養護環境按規范標準應為溫度20±2℃,濕度95%以上,在養護過程中要注意溫度與水分的控制,但由于現場條件有限,試塊體積小,工作人員不重視等原因,經常會出現在氣候炎熱時試件內部水分蒸發,氣候寒冷時試件內部水分結冰,直接影響試塊早期的水泥水化反應,從而影響試件強度。
經過上述總結,可以得出影響混凝土試塊強度的因素主要為試模質量、試件制作、試件養護三個因素。顯然,結構混凝土試塊實驗強度不合格時,我們可以依據國家現有標準對現場實體強度進行推定,但如果僅是因為試件本身缺陷導致實驗失敗,這恐怕是任何一家施工現場不愿發生的。因此,現場應對這三種因素引起足夠的重視。
在實驗前,應根據粗骨料的最大粒徑值來確定試模的尺寸,當最大粒徑為31.5mm、40mm、63mm時,試模尺寸應分別為:100mm×100mm×100mm、150mm×150mm×150mm、200mm×200mm×200mm。
試模在制作過程中經常出現相鄰邊不垂直度超過±0.5°且不易安裝的情況,本文建議各相鄰邊端頭制作成45°以便于安裝連接,這種試模可方便拆卸,試塊尺寸較大時,可另行安裝側模板加長板和底模板加長板的方法來改變試模尺寸,這樣我們就可以通過改裝側模板和底模板長度來制作適用各種尺寸的試件,當拼接完成后,內部測量其標準時,平面度誤差應小于每100mm0.04mm,夾角測量每個相鄰側面的夾角為誤差小于0.2°的直角,當實驗結束后,可拆卸為板,便于保存。
混凝土試塊在拌合后,為了保證試件的宏觀各向同性特性,應及時監測拌合物是否滿足宏觀各項同性,具體檢測方法為應用波速測試儀在試模對稱兩側測拌合物的波速。對稱兩側測波速不應少于五組,當波速差異較大時,需加密測量。
試塊成型后及在拆模搬運過程中,應輕拿輕放,防止試塊發生磕碰產生裂紋,在此過程中應加入波速的測量工作,應連續監測試件的波速變化規律,波速的大小反映了試件整體的宏觀各項同性性質,這樣就可以根據波速的大小可以及時排查出試件本身是否存在缺陷,比如:肉眼觀測不到的內部裂紋。
混凝土試塊成型后,為了防止失水,在干燥環境下應立即用不透水的薄膜覆蓋,可在此過程中持續測量試件的質量,記錄試塊在養護過程中的質量變化,可總結出試件早期強度值變化規律,這一記錄對高強度混凝土試件質量控制有明顯的指導意義。由于現場條件有限,需及時送往檢測機構進行標準養護,期間可加入試件的質量測量,以便于總結在養護過程中試塊內水分變化對混凝土強度的影響規律。
本文在標準規范的基礎上,在試件制作與養護過程中提出了一些建議,具體為:
(1)選擇相鄰兩邊夾角均為45°的模板進行拼接,還可以安裝側模板加長板和底模板加長板的方法來改變試模尺寸,這種試模便于安裝拆卸,降低了試模尺寸對試塊質量造成的影響。
(2)在現場混凝土試塊制作的過程中,加入波速的測量工作,檢測試塊本身存在的內部缺陷,可及時發現試塊存在的問題。
(3)在養護過程中加入對試塊的質量測量工作,可總結出試塊內水分變化對混凝土強度的影響規律,這一記錄對混凝土試件后期的養護有明顯的指導意義。
[1]《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)[S].
[2]《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T50080-2002)[S].
[3]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)[S].