灌浆料抗压强度现场检测方法浅析

谢慧晟 许 斌 凌良建 陆丽娜 贾 宝

（南京市建筑安装工程质量安全检测中心，江苏 南京 210017）

0 引言

随着全球能源短缺和环境污染问题的日益突出，节能环保和绿色低碳已是世界各国经济发展的基本要求。21世纪以来，我国的城镇化建设发展迅速，城市住宅和基础设施规模不断扩大，然而建筑行业在发展的同时仍存在着资源利用率低、建筑垃圾生产量大和环境污染严重等问题，这些问题一定程度上抑制了建筑行业的发展。装配式（预制）结构因具有较优的节能环保性能、机械化程度高、施工方便和工程质量较高等特点，在建筑行业中得到了大范围的推广和应用。套筒灌浆连接是目前装配式结构中钢筋连接的一种主要方式，其连接质量直接影响着整个结构的安全性能和使用性能。作为装配式混凝土结构的关键技术，套筒灌浆连接主要用于连接结构中重要部位竖向构件的钢筋，由其连接原理可知，灌浆料的质量是影响整个连接的重要因素，且其质量的好坏主要通过灌浆料的强度来评判。灌浆料实体强度是保证钢筋套筒灌浆连接性能的关键因素。

灌浆料强度的现场检测是认定连接节点质量的一个重要手段。而在施工过程中存在着可能导致工程实体套筒内灌浆料强度达不到标准要求的因素,工程实体套筒内灌浆料强度与标准养护的灌浆料强度存在差异，严重影响装配式混凝土结构的安全，因此，采用一种快速、便捷、无损的方法检测工程现场灌浆料强度是非常必要的。

在江苏省地方标准《装配整体式混凝土结构检测技术规程》（DB/T 3754-2020）中已经给出了在试验室用表面硬度法测试灌浆料抗压强度的检测方法[1-2]。表面硬度法检测灌浆料实体抗压强度方法是用PVC管模拟灌浆孔道，用表面硬度计测试其表面硬度值，同时用相同材料做出灌浆料标准试件，用国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T 17671）测试其抗压强度值，拟合不同条件下的测强曲线，找出灌浆孔道表面硬度值和灌浆料标准试件抗压强度之间的关系。本文结合工程现场对灌浆孔和标准试件分别进行试验，分析灌浆料抗压强度现场检测方法。

1 试验室测强曲线

用10家检测单位检测10个不同生产厂家的套筒灌浆料，每家单位选择2个生产厂家的套筒灌浆料，每个生产厂家的灌浆料对应2个检测单位，见表1所示。

表1 检测单位和生产厂家统计

制作套筒灌浆料试件对，每组试件对包含1组标准试件和1组模拟孔道PVC管试件，相同试验龄期下对同一试件对中的PVC管试件进行表面硬度测试。在同一天内，对已完成表面硬度测试的试件先后进行抗折抗压试验，每个标准试件折断后形成A、B两段试件，分别对A、B两段试件进行抗压试验，获得A、B两段试件的抗压强度值。对模拟孔道PVC管试件用《装配整体式混凝土结构检测技术规程》（DB/T 3754-2020）进行表面硬度检测，标准试件用《钢筋连接用套筒灌浆料》（JC/T 408-2019）进行抗压强度检测，根据得到的试验数据绘制散点图，一组数据代表坐标系中的一个点，其中横坐标表示表面硬度代表值，纵坐标表示抗压强度代表值或抗压强度实测值，采用最小二乘法进行回归拟合。计算方程的平均相对误差δ、相对标准差er以及相关系数r，采用指数函数或幂函数进行回归拟合将所得表面硬度与抗压强度数据建立测强曲线，分析其曲线相对偏差、相对标准差能否满足DB/T 3754-2020要求[3]。

采用DL型里氏硬度计对PVC管内的灌浆料表面硬度进行测试，每根4个测点，四根PVC管试件为一组，共计16个测点，去掉3个最大值、3个最小值，剩余10个值的平均值Hm作为该组试件表面硬度代表值[4]。

将每组对应的标准试件进行抗压试验，获取该组试件的抗压强度代表值fc。采用最小二乘法进行回归分析。确定回归线后对趋势线进行上下平移从而去除掉部分偏离回归线较远的值，即得如下趋势线，见图1所示。试样抗压强度范围在22.5～115.34MPa，里氏硬度范围为332～678HL，相关系数R=0.83,平均相对误差为11.3%，相对标准差为14.7%。

图1 试验室PVC管测强曲线

2 工程现场测强曲线

在工程现场实体中进行灌浆料表面硬度试验。首先，选取工程现场48片墙体，每片墙体测试4个注浆孔，每个孔道采用里氏硬度计测试4个数据，剔除3个最大值及3个最小值后，以剩下的数据计算平均值，平均值为该墙体灌浆孔的硬度值，该墙体的灌浆孔的灌浆料强度数值以标准试件测试所得。将强度值与硬度值一一对应，采用最小二乘法，拟合强度与里氏硬度值曲线[5]。

3 整合工程现场数据与试验室数据

图2为试验室PVC管模拟现场灌浆孔与现场实测灌浆孔表面硬度与抗压强度测强曲线，受现场施工水平、环境因素、灌浆密实程度等多种因素影响，抗压强度值相同的情况下现场表面硬度值低于试验室表面硬度值，符合现场实际。

图3为试验室PVC管模拟现场灌浆孔与现场实测灌浆孔表面硬度与抗压强度融合后测强曲线。此曲线既包含了在试验室模拟现场灌浆孔道的表面硬度与抗压强度不同产家不同检测单位的大量检测数据，同时也融合了现场实测灌浆孔表面硬度与抗压强度数据。此曲线可作为现场灌浆孔实测表面硬度后换算成抗压强度的重要依据。在此曲线的基础上形成表面硬度换算抗压强度表，见表2所示。

图3 试验室PVC管模拟现场灌浆孔与现场实测灌浆孔表面硬度与抗压强度测强曲线

图4 试验室PVC管与现场灌浆孔表面硬度与抗压强度融合后测强曲线

表2 试验室PVC管与现场灌浆孔表面硬度与抗压强度融合后表面硬度与抗压强度换算表

4 结束语

本文用“表面硬度法检测套筒灌浆料实体强度”的方法，在多方合作分工并大量试验的基础上，建立了灌浆料的测强曲线，相关性、平均相对误差和相对标准差均满足工程要求后，融合工程现场实测出灌浆孔和现场同养标准试件测强曲线，形成最终曲线并形成表面硬度与抗压强度换算表，为江苏省地方标准《装配整体式混凝土结构检测技术规程》（DB/T 3754-2020）修订做出了理论依据，为工程解决实际难题。