一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法，该方法为：将粗集料和细集料分别筛分为固定粒径范围的粗集料试样和细集料试样，然后烘干，将干燥粗集料试样和干燥细集料试样分别装入试筒内，并放置加压头；开动压力机，通过加压头向试筒内试样施加荷载，并同步采集施加的荷载值和加压头的位移值；通过荷载值、试筒内部横截面面积值、位移值、试筒内粗、细集料试样的初始高度值，得到试筒内散粒体集料在轴压荷载下的应力和应变，然后基于集料应力

【技术实现步骤摘要】
一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法


[0001]本专利技术属于土木工程材料
，具体涉及一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法。

技术介绍

[0002]混凝土变形性能是其基本力学性能，混凝土弹性模量及泊松比等变形性能技术指标更是在结构设计阶段验算构件变形的基本计算参数。因实测混凝土及内部砂浆的弹性模量和泊松比需要首先进行配合比设计，并制备棱柱体试件，经过标准养护28d后通过粘贴应变片及加装荷载传感器的方法采集试验数据，才能最终计算得出。完整试验周期耗时至少一个月，且对试验设备及测试人员的要求均较高，故在结构设计阶段往往无法及时获取弹性模量及泊松比实测值，实际工程中普遍采用国家相关标准中的公式计算值进行构件变形验算。目前国家相关标准中的混凝土弹性模量等变形指标的计算公式皆为基于天然砂石集料拌制的天然集料混凝土的抗压强度所建立的计算公式，并已沿用了数十年之久。伴随着近三十年来我国基本建设的高速发展，各地的天然砂石集料资源已经被大量消耗，不少地区的天然砂石资源已近枯竭。近年来国家相继出台了一系列政策法规，严格限制天然砂石的开采，并鼓励利用来源于工业固体废弃物的固废集料取代天然砂石集料生产混凝土。很多地区已开始将固废集料拌制的固废集料混凝土应用于房屋、桥梁等结构工程施工，且以C30强度等级混凝土应用最为广泛，固废集料混凝土大规模应用于结构工程已成为我国建筑行业未来发展的明确方向之一。通过优化配合比设计，固废集料混凝土的工作性与强度已可满足一般结构工程要求，与天然集料混凝土并无差异。但在大量的工程实践中却发现相同强度等级的固废集料混凝土的弹性模量及泊松比等变形性能技术指标实测值普遍低于天然集料混凝土实测值，且相差较大。若在结构设计阶段，再按照相关标准内基于天然集料混凝土抗压强度值的公式计算固废集料混凝土的弹性模量等变形性能技术指标，则计算值将会高于实测值，利用这些偏高的计算值验算构件变形，则可能导致固废集料混凝土构件甚至结构的实际变形超出设计值，严重时甚至导致构件或者结构的失效，从而在结构设计阶段留下了严重的结构安全隐患。因此，为契合固废集料大规模应用于结构混凝土的行业发展趋势，有必要研发一种对天然及固废集料混凝土普遍适用的混凝土变形性能技术指标快速检测方法。
[0003]集料在混凝土内的体积占比超过70％，在混凝土内起主要的骨架作用。大量的研究已经表明，集料弹性模量是影响混凝土弹性模量的首要因素。在工程实践中有时也采用基于集料弹性模量的经典两相预测模型计算混凝土弹性模量。但因绝大多数固废集料来源于工业尾矿及建筑垃圾等，难以加工成国家标准规定的标准尺寸圆柱体集料弹性模量试件，从而无法获取到集料弹性模量值，导致无法应用经典两相预测模型。而检测单颗粒固废集料的弹性模量，又因无法反映混凝土内部约束条件对散粒体集料的影响，而不能准确计算混凝土弹性模量。如何快速检测散粒体集料的实际弹性变形性能，并可靠应用于混凝土弹性模量等变形性能指标计算，已成为工程界亟待解决的一个紧迫问题，具有重大的安全、
经济和环保意义。
[0004]为解决上述问题，开发出一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法。该检测方法对各种类型集料拌制C30混凝土的适应性均较好，比现行标准中的仅适用于天然集料混凝土的公式计算精度更高，从而相应提高了结构安全性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、先检测拌制C30强度等级混凝土所用粗集料的24h饱和面干吸水率，将所述粗集料进行筛分，得到粗集料试样，将所述粗集料试样进行烘干处理，将烘干后的粗集料试样装入第一试筒内至固定高度值a后，再在所述第一试筒内烘干后的粗集料试样上放置第一加压头，得到带加压头的试筒a；
[0008]将拌制C30强度等级混凝土所用的细集料进行筛分，得到细集料试样，将所述细集料试样进行所述烘干处理，将烘干后的细集料试样装入第二试筒内至固定高度值b后，再在所述第二试筒内烘干后的细集料试样上放置第二加压头，得到带加压头的试筒b；
[0009]S2、将S1中得到的带加压头的试筒a放置于压力机上，开动所述压力机，通过所述第一加压头向所述第一试筒内烘干后的粗集料试样均匀施加荷载至固定荷载值a，同时全程同步采集所述施加荷载的固定荷载值a 和所述第一加压头的位移值a；
[0010]将S1中得到的带加压头的试筒b放置于压力机上，开动所述压力机，通过所述第二加压头向所述第二试筒内烘干后的细集料试样均匀施加荷载至固定荷载值b，同时全程同步采集所述施加荷载的固定荷载值b和所述第二加压头的位移值b；
[0011]S3、利用S2中得到的固定荷载值a除以所述第一试筒内部的横截面面积值，得到所述烘干后的粗集料试样的应力值；
[0012]利用S2中得到的固定荷载值b除以所述第二试筒内部的横截面面积值，得到所述烘干后的细集料试样的应力值；
[0013]S4、利用S2中得到的位移值a除以S1中所述固定高度值a，得到所述烘干后的粗集料试样的应变值；
[0014]利用S2中得到的位移值b除以S1中所述固定高度值b，得到所述烘干后的细集料试样的应变值；
[0015]S5、根据S3中得到的所述烘干后的粗集料试样的应力值和S4中得到的所述烘干后的粗集料试样的应变值，绘制烘干后的粗集料试样的应力
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应变曲线；
[0016]根据S3中得到的所述烘干后的细集料试样的应力值和S4中得到的所述烘干后的细集料试样的应变值，绘制烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线；
[0017]S6、计算S5中得到的烘干后的粗集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
ca
；
[0018]计算S5中得到的烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
fa
；
[0019]S7、根据S6中得到的烘干后的粗集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
ca
和烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
fa
，得到C30强度等级混凝土的弹性模量值的计算公式为：
[0020]E
c
＝200
·
α
·
E
ca
+134E
fa
+5284
[0021]式中：E
c
—C30强度等级混凝土的弹性模量值；
[0022]α—含水系数；当S1中所述粗集料的24h饱和面干吸水率≤3％时，α＝1.0；当S1中所述粗集料的24h饱和面干吸水率>3％时，α＝0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C30混凝土及内部砂浆变形性能的快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、先检测拌制C30强度等级混凝土所用粗集料的24h饱和面干吸水率，将所述粗集料进行筛分，得到粗集料试样，将所述粗集料试样进行烘干处理，将烘干后的粗集料试样装入第一试筒内至固定高度值a后，再在所述第一试筒内烘干后的粗集料试样上放置第一加压头，得到带加压头的试筒a；将拌制C30强度等级混凝土所用的细集料进行筛分，得到细集料试样，将所述细集料试样进行所述烘干处理，将烘干后的细集料试样装入第二试筒内至固定高度值b后，再在所述第二试筒内烘干后的细集料试样上放置第二加压头，得到带加压头的试筒b；S2、将S1中得到的带加压头的试筒a放置于压力机上，开动所述压力机，通过所述第一加压头向所述第一试筒内烘干后的粗集料试样均匀施加荷载至固定荷载值a，同时全程同步采集所述施加荷载的固定荷载值a和所述第一加压头的位移值a；将S1中得到的带加压头的试筒b放置于压力机上，开动所述压力机，通过所述第二加压头向所述第二试筒内烘干后的细集料试样均匀施加荷载至固定荷载值b，同时全程同步采集所述施加荷载的固定荷载值b和所述第二加压头的位移值b；S3、利用S2中得到的固定荷载值a除以所述第一试筒内部的横截面面积值，得到所述烘干后的粗集料试样的应力值；利用S2中得到的固定荷载值b除以所述第二试筒内部的横截面面积值，得到所述烘干后的细集料试样的应力值；S4、利用S2中得到的位移值a除以S1中所述固定高度值a，得到所述烘干后的粗集料试样的应变值；利用S2中得到的位移值b除以S1中所述固定高度值b，得到所述烘干后的细集料试样的应变值；S5、根据S3中得到的所述烘干后的粗集料试样的应力值和S4中得到的所述烘干后的粗集料试样的应变值，绘制烘干后的粗集料试样的应力
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应变曲线；根据S3中得到的所述烘干后的细集料试样的应力值和S4中得到的所述烘干后的细集料试样的应变值，绘制烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线；S6、计算S5中得到的烘干后的粗集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
ca
；计算S5中得到的烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
fa
；S7、根据S6中得到的烘干后的粗集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
ca
和烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值E
fa
，得到C30强度等级混凝土的弹性模量值的计算公式为：E
c
＝200
·
α
·
E
ca
+134E
fa
+5284式中：E
c
—C30强度等级混凝土的弹性模量值；α—含水系数；当S1中所述粗集料的24h饱和面干吸水率≤3％时，α＝1.0；当S1中所述粗集料的24h饱和面干吸水率>3％时，α＝0.92；E
ca
—烘干后的粗集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值；E
fa
—烘干后的细集料试样的应力
‑
应变曲线上近似直线段的斜率值；得到C30强度等级混凝土的内部砂浆弹性模量值的计算公式为：
E
m
＝188E
fa
+7463式中：E
m
—C30强度等级混凝土的内部砂浆弹性模量值；E
fa
—烘干后的细集料试样的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梅，李超，张凯，彭磊，廖悦，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：