灌漿料抗壓強度現場檢測方法淺析

謝慧晟 許 斌 凌良建 陸麗娜 賈 寶

（南京市建筑安裝工程質量安全檢測中心，江蘇 南京 210017）

0 引言

隨著全球能源短缺和環境污染問題的日益突出，節能環保和綠色低碳已是世界各國經濟發展的基本要求。21世紀以來，我國的城鎮化建設發展迅速，城市住宅和基礎設施規模不斷擴大，然而建筑行業在發展的同時仍存在著資源利用率低、建筑垃圾生產量大和環境污染嚴重等問題，這些問題一定程度上抑制了建筑行業的發展。裝配式（預制）結構因具有較優的節能環保性能、機械化程度高、施工方便和工程質量較高等特點，在建筑行業中得到了大范圍的推廣和應用。套筒灌漿連接是目前裝配式結構中鋼筋連接的一種主要方式，其連接質量直接影響著整個結構的安全性能和使用性能。作為裝配式混凝土結構的關鍵技術，套筒灌漿連接主要用于連接結構中重要部位豎向構件的鋼筋，由其連接原理可知，灌漿料的質量是影響整個連接的重要因素，且其質量的好壞主要通過灌漿料的強度來評判。灌漿料實體強度是保證鋼筋套筒灌漿連接性能的關鍵因素。

灌漿料強度的現場檢測是認定連接節點質量的一個重要手段。而在施工過程中存在著可能導致工程實體套筒內灌漿料強度達不到標準要求的因素,工程實體套筒內灌漿料強度與標準養護的灌漿料強度存在差異，嚴重影響裝配式混凝土結構的安全，因此，采用一種快速、便捷、無損的方法檢測工程現場灌漿料強度是非常必要的。

在江蘇省地方標準《裝配整體式混凝土結構檢測技術規程》（DB/T 3754-2020）中已經給出了在試驗室用表面硬度法測試灌漿料抗壓強度的檢測方法[1-2]。表面硬度法檢測灌漿料實體抗壓強度方法是用PVC管模擬灌漿孔道，用表面硬度計測試其表面硬度值，同時用相同材料做出灌漿料標準試件，用國家標準《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）（GB/T 17671）測試其抗壓強度值，擬合不同條件下的測強曲線，找出灌漿孔道表面硬度值和灌漿料標準試件抗壓強度之間的關系。本文結合工程現場對灌漿孔和標準試件分別進行試驗，分析灌漿料抗壓強度現場檢測方法。

1 試驗室測強曲線

用10家檢測單位檢測10個不同生產廠家的套筒灌漿料，每家單位選擇2個生產廠家的套筒灌漿料，每個生產廠家的灌漿料對應2個檢測單位，見表1所示。

表1 檢測單位和生產廠家統計

制作套筒灌漿料試件對，每組試件對包含1組標準試件和1組模擬孔道PVC管試件，相同試驗齡期下對同一試件對中的PVC管試件進行表面硬度測試。在同一天內，對已完成表面硬度測試的試件先后進行抗折抗壓試驗，每個標準試件折斷后形成A、B兩段試件，分別對A、B兩段試件進行抗壓試驗，獲得A、B兩段試件的抗壓強度值。對模擬孔道PVC管試件用《裝配整體式混凝土結構檢測技術規程》（DB/T 3754-2020）進行表面硬度檢測，標準試件用《鋼筋連接用套筒灌漿料》（JC/T 408-2019）進行抗壓強度檢測，根據得到的試驗數據繪制散點圖，一組數據代表坐標系中的一個點，其中橫坐標表示表面硬度代表值，縱坐標表示抗壓強度代表值或抗壓強度實測值，采用最小二乘法進行回歸擬合。計算方程的平均相對誤差δ、相對標準差er以及相關系數r，采用指數函數或冪函數進行回歸擬合將所得表面硬度與抗壓強度數據建立測強曲線，分析其曲線相對偏差、相對標準差能否滿足DB/T 3754-2020要求[3]。

采用DL型里氏硬度計對PVC管內的灌漿料表面硬度進行測試，每根4個測點，四根PVC管試件為一組，共計16個測點，去掉3個最大值、3個最小值，剩余10個值的平均值Hm作為該組試件表面硬度代表值[4]。

將每組對應的標準試件進行抗壓試驗，獲取該組試件的抗壓強度代表值fc。采用最小二乘法進行回歸分析。確定回歸線后對趨勢線進行上下平移從而去除掉部分偏離回歸線較遠的值，即得如下趨勢線，見圖1所示。試樣抗壓強度范圍在22.5～115.34MPa，里氏硬度范圍為332～678HL，相關系數R=0.83,平均相對誤差為11.3%，相對標準差為14.7%。

圖1 試驗室PVC管測強曲線

2 工程現場測強曲線

在工程現場實體中進行灌漿料表面硬度試驗。首先，選取工程現場48片墻體，每片墻體測試4個注漿孔，每個孔道采用里氏硬度計測試4個數據，剔除3個最大值及3個最小值后，以剩下的數據計算平均值，平均值為該墻體灌漿孔的硬度值，該墻體的灌漿孔的灌漿料強度數值以標準試件測試所得。將強度值與硬度值一一對應，采用最小二乘法，擬合強度與里氏硬度值曲線[5]。

3 整合工程現場數據與試驗室數據

圖2為試驗室PVC管模擬現場灌漿孔與現場實測灌漿孔表面硬度與抗壓強度測強曲線，受現場施工水平、環境因素、灌漿密實程度等多種因素影響，抗壓強度值相同的情況下現場表面硬度值低于試驗室表面硬度值，符合現場實際。

圖3為試驗室PVC管模擬現場灌漿孔與現場實測灌漿孔表面硬度與抗壓強度融合后測強曲線。此曲線既包含了在試驗室模擬現場灌漿孔道的表面硬度與抗壓強度不同產家不同檢測單位的大量檢測數據，同時也融合了現場實測灌漿孔表面硬度與抗壓強度數據。此曲線可作為現場灌漿孔實測表面硬度后換算成抗壓強度的重要依據。在此曲線的基礎上形成表面硬度換算抗壓強度表，見表2所示。

圖3 試驗室PVC管模擬現場灌漿孔與現場實測灌漿孔表面硬度與抗壓強度測強曲線

圖4 試驗室PVC管與現場灌漿孔表面硬度與抗壓強度融合后測強曲線

表2 試驗室PVC管與現場灌漿孔表面硬度與抗壓強度融合后表面硬度與抗壓強度換算表

4 結束語

本文用“表面硬度法檢測套筒灌漿料實體強度”的方法，在多方合作分工并大量試驗的基礎上，建立了灌漿料的測強曲線，相關性、平均相對誤差和相對標準差均滿足工程要求后，融合工程現場實測出灌漿孔和現場同養標準試件測強曲線，形成最終曲線并形成表面硬度與抗壓強度換算表，為江蘇省地方標準《裝配整體式混凝土結構檢測技術規程》（DB/T 3754-2020）修訂做出了理論依據，為工程解決實際難題。