CN115901457A - 筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法 - Google Patents

筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法 Download PDF

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沈贵阳
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Abstract

本发明公开了筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，包括以下步骤：按照强度等级制备至少三个强度等级的抹灰砂浆立方体试件；筛取砂浆颗粒试件；采用压力试验机对承压筒加荷；计算单个砂浆试样的筒压比；将测得的砂浆试样的筒压比与对应的立方体抗压强度进行回归分析，采用指数函数建立筒压法测定抹灰砂浆抗压强度的测强曲线。本发明采用25kN~30kN筒压荷载，使得筒压比准确反映抹灰砂浆极限抗压强度；采用3.3MPa~31.6MPa抹灰砂浆强度，使得筒压比与抗压强度相关性较好，相应测点不会严重偏离拟合曲线，且该测强范围涵盖抹灰工程测强需求，采用指数函数拟合曲线拟合精度最高，完全满足工程精度要求。

Description

筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法
技术领域
本发明属于抹灰砂浆抗压强度测量技术领域，具体涉及筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法。
背景技术
抹灰工程是建筑装修工程中的一个重要组成部分，起到装饰和对墙体的保护作用。随着人民生活水平的提高，工程上对抹灰质量的要求也越来越高，抹灰砂浆抗压强度作为保证抹灰工程施工质量的一项重要指标，也逐渐受到重视。《抹灰砂浆技术规程》JGJ/T220-2010（以下简称《规程》）明确提出了抹灰砂浆抗压强度等级要求，工程质量验收时必须对抹灰砂浆抗压强度进行评定。
目前鲜有成熟的抹灰砂浆抗压强度现场检测方法。现有国家、行业标准规定的砂浆抗压强度现场检测方法主要是针对砌筑砂浆，例如《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T50315-2011）中的剪切法、筒压法、点荷法、回弹法等和《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》中提供的贯入法，其中贯入法因其具有操作简单、快速便捷、无损伤、费用低而被广泛采用，并且被借鉴用于抹灰砂浆抗压强度的检测。经过近些年的研究应用，《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》最新版纳入了抹灰砂浆的贯入法检测，是目前唯一形成的抹灰砂浆抗压强度现场检测方法，但该方法存在一定的局限性：测强范围仅为0.4-16MPa，不能涵盖《规程》中M20、M25和M30等较高强度抹灰砂浆的检测；由于抹灰砂浆厚度较砌筑砂浆薄很多，贯入检测时的贯入深度很可能会超过砂浆厚度，导致所测结果无效。
因此，一种筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法亟待提出。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，包括以下步骤：
S1、按照强度等级制备至少三个强度等级的抹灰砂浆立方体试件，砂浆强度为3.3MPa~31.6MPa；
S2、将破型的抹灰砂浆立方体试件用手锤击碎，然后筛取5~15mm的砂浆颗粒试件，在105°C下烘干至恒重，室温下冷却待用；
S3、将烘干后的砂浆颗粒试件装入承压筒，然后采用压力试验机对承压筒均匀加荷至kN ~30kN，立即卸荷；
S4、筛分称取粒径为5~10mm和10~15mm的颗粒的筛余量，分别记为T1、T2，底盘中的剩余量计为T3；
S5、计算 1/3(T1+ T2+ T3)为单个砂浆试样的筒压比，至少每三个测值为一组，每组测值的算术平均值为所测砂浆试样的筒压比；
S6、将测得的砂浆试样的筒压比与对应的立方体抗压强度进行回归分析，采用指数函数建立筒压法测定抹灰砂浆抗压强度的测强曲线，指数函数回归公式如下：
Y=-0.06+1.19e4.48x；
其中，x为实测的抹灰砂浆筒压比，Y为抹灰砂浆抗压强度推测值。
优选的，步骤S1中按照强度等级制备M2.5、M5、M7.5、M10、M15、M20、M25和M30八个强度等级的抹灰砂浆立方体，其中，M2.5~ M15为水泥粉煤灰抹灰砂浆，M20~ M30为水泥抹灰砂浆。
优选的，每个强度等级的抹灰砂浆立方体试件不少于30组，每组6块，试件成型24h后拆模，送至标养室养护至28d龄期，每个抹灰砂浆立方体试件的尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，。
优选的，步骤S3中砂浆颗粒试件包括5~10mm和10~15mm粒径砂浆颗粒各一半。
优选的，步骤S3中加荷速度为500N/s，荷载偏差为±0.5kN。
优选的，步骤S4中T1、T2、T3的总和与筛前试样质量相差≤0.5%，否则试验数据无效。
本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：
本发明采用筒压法建立测定抹灰砂浆抗压强度的测强曲线，筒压法具有设备简单、操作便捷、成本低的特点，且检测范围不受砂浆强度、厚度的限制，采用25kN~30kN筒压荷载，使得筒压比准确反映抹灰砂浆极限抗压强度；采用3.3MPa~31.6MPa抹灰砂浆强度，使得筒压比与抗压强度相关性较好，相应测点不会严重偏离拟合曲线，且该测强范围涵盖抹灰工程测强需求，同时，采用指数函数拟合曲线拟合精度最高，完全满足工程精度要求。
附图说明
图1是本发明不同荷载下筒压比随砂浆强度的变化示意图；
图2是本发明在25kN筒压荷载下的散点图与拟合曲线示意图；
图3是本发明在3.3MPa~31.6MPa强度范围内的拟合曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明以下实施例所用试验仪器如下：
（1）震击式标准振筛机：摇动次数为221/min，摆动行程25mm，震击次数147/min；
（2）方孔筛：筛孔尺寸为4.75mm，9.5mm，16mm；
（3）电子天平：称量1000g，感量0.1g；
（4）微机控制电液伺服压力试验机：准确度等级0.5；
（5）电液式水泥压力试验机：精度1级；
（6）电热鼓风恒温干燥箱：工作温度10℃~300℃；
（7）承压筒：由普通碳素钢定制而成，尺寸符合《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T50315-2011）的要求。
应用实施例1：
本实施例提供一种筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，包括以下步骤：
S1、按照强度等级制备M2.5、M5、M7.5、M10、M15、M20、M25和M30八个强度等级的抹灰砂浆立方体试件，每个强度等级的抹灰砂浆立方体试件30组，每组6块，试件成型24h后拆模，送至标养室养护至28d龄期，每个抹灰砂浆立方体试件的尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，其中，M2.5~M15为水泥粉煤灰抹灰砂浆，M20~ M30为水泥抹灰砂浆；
S2、将破型的抹灰砂浆立方体试件用手锤击碎，然后筛取5~15mm的砂浆颗粒试件3000g，在105°C下烘干至恒重，室温下冷却待用；
S3、称取烘干的砂浆颗粒试件1000g，经分筛后，称量5~10mm和10~15mm粒径颗粒各250g，混合后作为一个标准试样；制好的标准试样分两次装入承压筒，每次约装1/2，每次装完在水泥跳桌上振动5下，第二次振动后整平试样表面；然后采用压力试验机对承压筒均匀加荷至25 kN~30kN（本实施例选用25kN、30 kN两组不同的筒压荷载），立即卸荷；加荷速度为500N/s，荷载偏差为±0.5kN；
S4、将加压后的试样过尺寸为9.5mm、4.75mm的方孔筛，筛分称取粒径为5~10mm和10~15mm的颗粒的筛余量，分别记为T1、T2，底盘中的剩余量计为T3；其中，T1、T2、T3的总和与筛前试样质量相差≤0.5%，否则试验数据无效；
S5、计算 1/3(T1+ T2+ T3)为单个砂浆试样的筒压比，每三个测值为一组，每组测值的算术平均值为所测砂浆试样的筒压比；
S6、将测得的砂浆试样的筒压比与对应的立方体抗压强度进行回归分析，采用指数函数建立筒压法测定抹灰砂浆抗压强度的测强曲线，指数函数回归公式如下：
Y=-0.06+1.19e4.48x；
其中，x为实测的抹灰砂浆筒压比，Y为抹灰砂浆抗压强度推测值。
对比实施例1：
为了与本发明的应用实施例1进行对比，其余与应用实施例1相同，不同之处在于，对比实施例1测试10kN、15kN、40kN三组不同筒压载荷下筒压比随砂浆强度的变化，该试验结果如图1所示。
从图1中散点分布情况，可以看出筒压荷载对砂浆颗粒筒压比的测试结果影响很大。随着筒压荷载由10kN增大至25kN，散点分布整体呈明显左移的梯度趋势，即立方体抗压强度相同时，对应的筒压比随着筒压荷载的增大而减小；当筒压荷载增大至30kN，相较25kN，散点分布趋向重合，即随着筒压荷载由25 kN增至30kN，筒压比不再有明显减小趋势；当筒压荷载进一步增大到40 kN，与30kN相比，散点分布局部重合，整体无分布规律。这是因为当施加的筒压荷载较小（10kN、15kN）时，只有少部分砂浆颗粒破碎，筒压结果反映的只是砂浆局部抗压性能，随着荷载不断增大，砂浆破碎程度随之明显加深，筒压比值梯度下降；当压力增大到一定程度（25kN~30kN），承压筒内砂浆颗粒整体达到极限破坏，此时筒压比测值对应砂浆试件的极限抗压强度，筒压结果才能反映砂浆试件的实际抗压性能；筒压荷载继续增至过大（40kN），强度低的砂浆颗粒大部分已被压碎，筒压结果更多的反映砂浆颗粒压碎后的压实强度，与立方体砂浆试件本身抗压强度性能的相关性减弱。
通过以上分析得出，25kN~30kN筒压荷载下的筒压结果能真实地代表抹灰砂浆立方体抗压强度大小。因此，筒压法测定抹灰砂浆抗压强度时，筒压荷载范围应为25kN~30kN。
对比实施例2：
为了与本发明的应用实施例1进行对比，其余与应用实施例1相同，不同之处在于，对比实施例2将25kN加荷下的筒压比与对应的砂浆试件强度采用一次函数、一元二次函数、幂函数和指数函数的模型进行拟合并分析拟合效果。立方体抗压强度值与相应筒压比测值见表1，散点图及拟合曲线如图2。
表1：25kN筒压荷载下的试验结果。
由图2看出，无论采用哪种模型进行拟合，抹灰砂浆立方体抗压强度较高值34.8MPa、35.3MPa、36.8MPa和37.4MPa对应的散点均明显偏离拟合曲线，且近乎竖向排列，原因是在一定的筒压荷载下，砂浆强度较高时，筒压荷载则相对越低，筒压比值越拉不开档次。因此将抹灰砂浆抗压强度范围由3.3MPa~37.4 MPa缩小至3.3MPa~31.6MPa，比较拟合效果。3.3MPa~31.6MPa强度范围内的拟合曲线如图3，不同测强范围的拟合对比结果如表2。
表2：不同测强范围的拟合结果对比。
本次拟合效果的指标采用软件origin8.5计算出的拟合优度R2表示，拟合优度越大，表明测点分布与拟合曲线越一致。分析图3与表2数据，发现将测强范围缩小为3.3MPa~31.6MPa，每种模型拟合曲线的拟合优度均大幅提高，而所覆盖散点与曲线的相对分布和原来几乎一致，说明强度较高的几个测点不再遵循和其他测点一样的分布规律，严重影响了拟合效果，应在拟合时舍弃。
为了使拟合曲线更优，从而更精确地检测抹灰砂浆抗压强度，限定筒压法测抹灰砂浆抗压强度的范围为3.3MPa~31.6MPa。
对比实施例3：
为了与本发明的应用实施例1进行对比，其余与应用实施例1相同，不同之处在于，对比实施例3将25kN筒压荷载下、砂浆强度为3.3MPa~31.6MPa范围内测点的拟合曲线（图3）进行回归分析，建立筒压法测抹灰砂浆抗压强度的最优测强曲线。衡量拟合精度的指标统一采用拟合优度R2、平均相对误差MRE和相对标准偏差RSD，拟合精度对比结果见表3。
表3：拟合精度对比结果。
由表3可知，一次函数拟合曲线的拟合优度最小，不到90%，平均相对误差与相对标准偏差太大，分别高达44.1%和19.1%，拟合精度非常差；一元二次函数、乘幂函数和指数函数的拟合优度较高，为95%左右，平均相对误差与相对标准偏差也均满足工程精度要求，三种拟合曲线都可以作为测强曲线，其中指数函数Y=-0.06+1.19e4.48x的各项评价指标最优，是筒压法测抹灰砂浆抗压强度的最佳测强曲线。
综上所述，只有在筒压荷载为25kN ~30kN时，筒压比才能准确反映抹灰砂浆极限抗压强度；抹灰砂浆强度为3.3MPa~31.6MPa时，筒压与抗压强度相关性较好，相应测点不会严重偏离拟合曲线，且该测强范围已基本能涵盖抹灰工程测强需求，同时，指数函数拟合曲线拟合精度最高，完全满足工程精度要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照强度等级制备至少三个强度等级的抹灰砂浆立方体试件，砂浆强度为3.3MPa~31.6MPa；
S2、将破型的抹灰砂浆立方体试件用手锤击碎，然后筛取5~15mm的砂浆颗粒试件，在105°C下烘干至恒重，室温下冷却待用；
S3、将烘干后的砂浆颗粒试件装入承压筒，然后采用压力试验机对承压筒均匀加荷至25 kN ~30kN，立即卸荷；
S4、筛分称取粒径为5~10mm和10~15mm的颗粒的筛余量，分别记为T1、T2，底盘中的剩余量计为T3；
S5、计算 1/3(T1+ T2+ T3)为单个砂浆试样的筒压比，至少每三个测值为一组，每组测值的算术平均值为所测砂浆试样的筒压比；
S6、将测得的砂浆试样的筒压比与对应的立方体抗压强度进行回归分析，采用指数函数建立筒压法测定抹灰砂浆抗压强度的测强曲线，指数函数回归公式如下：
Y=-0.06+1.19e4.48x；
其中，x为实测的抹灰砂浆筒压比，Y为抹灰砂浆抗压强度推测值。
2.根据权利要求1所述的筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，步骤S1中按照强度等级制备M2.5、M5、M7.5、M10、M15、M20、M25和M30八个强度等级的抹灰砂浆立方体，其中，M2.5~ M15为水泥粉煤灰抹灰砂浆，M20~ M30为水泥抹灰砂浆。
3.根据权利要求1所述的筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，步骤S1中每个强度等级的抹灰砂浆立方体试件不少于30组，每组6块，试件成型24h后拆模，送至标养室养护至28d龄期，每个抹灰砂浆立方体试件的尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，。
4.根据权利要求1所述的筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，步骤S3中砂浆颗粒试件包括5~10mm和10~15mm粒径砂浆颗粒各一半。
5.根据权利要求1所述的筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，步骤S3中加荷速度为500N/s，荷载偏差为±0.5kN。
6.根据权利要求1所述的筒压法测定抹灰砂浆抗压强度测强曲线的建立方法，其特征在于，步骤S4中T1、T2、T3的总和与筛前试样质量相差≤0.5%，否则试验数据无效。
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