專利名稱：在砌體上測(cè)算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域中砌體砂漿強(qiáng)度的一種測(cè)算方法，特別是直接在砌體上測(cè)算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度的一種方法。
國(guó)家現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范GBJ203-83《磚石工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，在砌筑砌體的同時(shí)，制作一組(六塊)邊長(zhǎng)為7.07cm的砂漿立方體試塊，按規(guī)定的方法養(yǎng)護(hù)后，經(jīng)試驗(yàn)以確定砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。
由于試塊的養(yǎng)護(hù)條件與砌體中砂漿的養(yǎng)護(hù)條件不同，配比與攪拌均勻程度也可能不同，因而砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度并不能完全代表砌體中砂漿的強(qiáng)度。同時(shí)老房維修加固，鑒定處理，地震后建筑工程的補(bǔ)強(qiáng)，工程質(zhì)量事故的處理，都需要知道砌體中砂漿的強(qiáng)度。盡管砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度并不能完全代表砌體中砂漿的強(qiáng)度，此時(shí)連試塊也沒有，國(guó)家也沒有規(guī)定法定的方法使用。
為此各有關(guān)單位相繼研究了一些測(cè)試方法，這些方法盡管各不相同，但概括起來可分為兩大類。第一類是測(cè)試砌體的力學(xué)指標(biāo)，利用設(shè)計(jì)規(guī)范提供的相應(yīng)計(jì)算公式反算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度;第二類是直接在砌體中砂漿層上或剝離的砂漿片上測(cè)試。
屬于第一類的測(cè)試方法有
1)抗壓試體法，這種方法是在砌體上取出體積為37×49×100cm3的試體，測(cè)試其抗壓強(qiáng)度，砌體中磚的標(biāo)號(hào)是已知的，根據(jù)磚石結(jié)構(gòu)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范提供的公式反算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度，使用這種方法，一般要取3塊試體，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且破壞了磚砌體的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于砂漿的飽滿度、砌筑方法等因素的影響，使測(cè)試精度較低。
2)單磚抗拉、抗剪法，該方法由中國(guó)建筑科學(xué)研究院抗震所、天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院等九單位合編的《工業(yè)與民用建筑抗震加固技術(shù)措施》一書提供，抗拉法、抗剪法是通過測(cè)試單磚水平灰縫的抗拉強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度，利用設(shè)計(jì)規(guī)范提供的通縫彎曲抗拉強(qiáng)度或通縫抗剪強(qiáng)度公式反算砂漿抗壓強(qiáng)度，這兩種方法克服了抗壓試體法體積大的不足，但是存在著剔縫時(shí)產(chǎn)生攏動(dòng)的問題，也存在砌筑質(zhì)量的影響問題，同時(shí)準(zhǔn)確排除砂漿不飽滿的影響也較困難。
屬于第二類測(cè)試方法的有1)回彈法該方法利用砂漿的立方抗壓強(qiáng)度與其硬度之間的相關(guān)性建立測(cè)強(qiáng)曲線。回彈法首先應(yīng)用于砼測(cè)強(qiáng)，由于磚砌體中的砂漿層不象砼哪樣可提供密實(shí)、平整的回彈面，而且砂漿層的硬度與含水率、碳化與否，碳化深度有關(guān)，影響因素很多，測(cè)試精度較差，正如生產(chǎn)回彈儀的廠家在說明書中寫的“……其誤差在±30%以內(nèi)”。
2)點(diǎn)荷法中國(guó)建筑科學(xué)研究院在該院《磚砌體砂漿強(qiáng)度“點(diǎn)荷”測(cè)試方法的試驗(yàn)研究》報(bào)告中介紹，該方法是在砂漿片上施加集中的“點(diǎn)荷”，加截頭是內(nèi)角為60°的園錐體，錐的頭部為半徑R＝5mm的截球體，截球的高度約3mm，整個(gè)園錐體加截頭高度為30mm，試驗(yàn)時(shí)，測(cè)取砂漿片所承受的最大“點(diǎn)荷”值，根據(jù)已建立的“點(diǎn)荷”值與標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度之間的計(jì)算公式計(jì)算試件的抗壓強(qiáng)度。
“點(diǎn)荷”強(qiáng)度測(cè)試方法具有試件尺寸小，對(duì)試件受荷面平整度要求不高等明顯優(yōu)點(diǎn)，但就砂漿片試件“點(diǎn)荷”值與強(qiáng)度之間的經(jīng)驗(yàn)公式(P)/((0.05R+1)
) ＝afbb+C式中P-點(diǎn)荷值fb-砂漿抗壓強(qiáng)度R-點(diǎn)荷作用點(diǎn)到邊緣的最小距離。
t-砂漿片厚度分析，計(jì)算公式未能與“點(diǎn)荷”強(qiáng)度建立關(guān)系，而是與砂漿片主要幾何尺寸建立了關(guān)系。另外由該方法的研究報(bào)告提供的有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，該方法的平均相對(duì)誤差為±20.3%。
如前所述，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的測(cè)試方法因各種因素的影響，準(zhǔn)確度較低，本發(fā)明的目的是提供一種直接在砌體中水平灰縫上取樣，測(cè)定砌體中砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度的方法，能提高測(cè)試的準(zhǔn)確度且方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供的方法是
測(cè)定試件砌體中砂漿片的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)測(cè)定與該砂漿片同條件試塊的立方體抗壓強(qiáng)度，利用兩者的相關(guān)性建立砂漿立方體抗壓強(qiáng)度與砂漿片抗剪強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系;后測(cè)出砌體上剝離砂漿片的抗剪強(qiáng)度，即可利用所建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式計(jì)算出砂漿立方體的抗壓強(qiáng)度。
上述的數(shù)學(xué)關(guān)系是f1b＝k( (τ)/(a+bτ) )c式中f1b-砂漿立方體抗壓強(qiáng)度 MPaτ-砂漿片的抗剪強(qiáng)度 MPak、a、b、c-一定的常數(shù)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，砂漿立方體抗壓強(qiáng)度與砂漿片抗剪強(qiáng)度之間存在著良好的相關(guān)性，相關(guān)指數(shù)達(dá)0.99。平均相同誤差在±6.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差在7.65%，測(cè)試精度較高，滿足工程需要。試驗(yàn)表明，砂漿片幾何尺寸對(duì)測(cè)試結(jié)果無顯著影響，測(cè)試方便，同時(shí)本方法簡(jiǎn)單易行，便于推廣使用。
實(shí)施例說明(一)原材料準(zhǔn)備首先用普通硅酸鹽水泥，最大粒徑多為2.5mm的中砂，純凈白灰膏按重量比配制不同標(biāo)號(hào)的混合砂漿，砂漿攪拌用人工，采用長(zhǎng)時(shí)間多人多次攪拌，確保砂漿的均勻性。
使用機(jī)紅磚，提前澆水濕潤(rùn)，含水率為10%-15%。
原材料制作試件前，至少提前2天放入室內(nèi)，以確保試件中砂漿與試塊同條件。
(二)試件制作a.兩磚砌合試件，每個(gè)配比作6個(gè)試件。
用混合砂漿將兩磚砌合，同時(shí)用試模制作不同配比時(shí)的邊長(zhǎng)為7.07cm的砂漿立方體試塊。
b.兩磚隔離砌合試件，每個(gè)配比作6個(gè)試件。
先在底磚上鋪一層用水濕透的透水性好的濕紙，在濕紙上鋪一層混合砂漿，并基本攤平，再在砂漿上鋪一層濕紙，接著將面磚砌在濕紙上。也同時(shí)用試模制作不同配比時(shí)的邊長(zhǎng)為7.07cm的砂漿立方體試塊。
(三)養(yǎng)護(hù)砂漿立方體脫模前的試塊與磚砌合試件放在一起，在室內(nèi)空氣中自然養(yǎng)護(hù)，試塊脫模后，放試塊于磚砌合試件上，用塑料布遮蓋，室內(nèi)空氣中自然養(yǎng)護(hù)，直至測(cè)試。
對(duì)于兩磚隔離砌合試件，制作完畢后，過了三小時(shí)，將面磚拿開，過24小時(shí)，試塊脫模，將砂漿片兩面濕紙除掉，試塊與砂漿片同放在一個(gè)塑料袋內(nèi)，放置室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。
(四)測(cè)試對(duì)a類試件，敲開兩磚，剝離砂漿片，截取合適的砂漿片塊，對(duì)b類試件，也截取合適的砂漿片塊。用測(cè)試工具使砂漿片受剪，得到砂漿片的剪切強(qiáng)度。同時(shí)試壓砂漿立方體試塊的抗壓強(qiáng)度，以各組對(duì)應(yīng)的砂漿片的剪切強(qiáng)度和該砂漿試塊的抗壓強(qiáng)度的測(cè)試數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中確定各點(diǎn)坐標(biāo)，后各點(diǎn)連成曲線，根據(jù)曲線形式用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，確定基本的數(shù)學(xué)關(guān)系式，本實(shí)施例中確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式是f1b＝k( (τ)/(a+bτ) )c式中f1b-砂冰立方體抗壓強(qiáng)度 MPaτ-砂漿片的抗剪強(qiáng)度 MPak、a、b、c-一定的常數(shù)通過對(duì)從0.68MPa-15.17MPa 6種不同砂漿標(biāo)號(hào)，多組多片試件的測(cè)試數(shù)據(jù)(見附加材料)，推算出式中的常數(shù)K、a、b、c分別是0.059-0.89、0.0478、0.0392、1.752。它們的值與測(cè)試剪切強(qiáng)度的儀器、標(biāo)定方法、地方材料、砂子粗細(xì)等因素有關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種在砌體上測(cè)算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度的方法，其特征是a.測(cè)定砌體中砂漿片的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)測(cè)定與該砂漿片同條件砂漿試塊的立方體抗壓強(qiáng)度，利用兩者的相關(guān)性建立砂漿立方體抗壓強(qiáng)度與砂漿片抗剪強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；b.后測(cè)出直接在砌體上剝離的砂漿片的抗剪強(qiáng)度，可利用所建立的數(shù)學(xué)關(guān)系式計(jì)算出砂漿立方體的抗壓強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于砂漿立方體抗壓強(qiáng)度與砂漿片抗剪強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系是f1b＝K(τ/a+bτ)c式中f1b-砂漿立方體抗壓強(qiáng)度 單位MPaτ-砂漿片的抗剪強(qiáng)度 MPak、a、b、c-一定的常數(shù)
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域中砌體砂漿強(qiáng)度的一種測(cè)算方法，特別是直接在砌體上測(cè)算砂漿立方體抗壓強(qiáng)度的一種方法。通過對(duì)多組砌體砂漿片抗剪強(qiáng)度測(cè)試及同條件的砂漿立方體試塊抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，建立砂漿立方體抗壓強(qiáng)度與砂漿片抗剪強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，只要測(cè)出直接在砌體上剝離出砂漿片的抗剪強(qiáng)度，就能求得此砂漿的立方體抗壓強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01N3/24GK1062789SQ90110230
公開日1992年7月15日 申請(qǐng)日期1990年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月27日
發(fā)明者李雙珠, 楊亞青 申請(qǐng)人:寧夏回族自治區(qū)建筑工程研究所