• 置換加固用混合料專用測強曲線試驗探討

    論文價格:150元/篇 論文用途:碩士畢業論文 Master Thesis 編輯:碩博論文網 點擊次數:
    論文字數:42522 論文編號:sb2022090219572649350 日期:2022-09-21 來源:碩博論文網

    本文是一篇土木工程論文,本文通過分析了泵送混凝土全國統一測強曲線的在混合料構件中的適用性發現,其誤差較大,最大誤差可達22.5%,平均相對誤差為5.3%,相對標準差為7.5%。有多組數據偏差較大,且存在一定的偶然性,適用性低,無法利用泵送混凝土全國統一測強曲線對實際工程檢測中混合料的抗壓強度做出準確判斷,因此建立混合料專用測強曲線是有必要的,具有實際工程意義。
    第1章緒論
    1.1研究背景及意義
    隨著中國社會經濟的發展和全國實力的顯著增強,城市化進程正在加速推進,從上世紀末期到二十一世紀初期,我國進行全國范圍的基礎設施建設,經歷了三十余年的快速發展后,全國范圍的公共建筑設施、城市鄉村居住建筑樓房等均得到較大范圍的發展?;炷潦墙ㄔO施工中最基礎是常用的材料,它的優點具有原材料產出豐富、價格低廉、耐久性好、施工便捷,最主要是具有良好的可模性,也是現在各個國家基礎設施建設上用量最大、使用范圍最廣泛的建筑材料之一,其主要使用范圍有房屋建設、道路橋梁、大壩水庫等土木工程建設[1]。

    土木工程論文怎么寫
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    水泥基灌漿材料本身就是一種干混料,主要組成成分為骨料或不含有骨料、硅酸鹽水泥、添加劑等各種原材料混合而成,由于其材料本身所具有的流動性好、早強、快硬、強度等級高、微收縮或無收縮、微膨脹、抗離析、抗開裂等性能,被大量應用于結構置換加固工程、后張法預應力砼結構孔道灌漿、結構之間的螺栓錨固灌漿等[2-5]。近些年,水泥基灌漿料也越來越常用于混凝土破損路面的快速修補,以及橡膠支座的灌漿,同時伴隨混凝土結構置換與加固工程的快速發展,并且施工方面具有操作便捷、隨拆隨灌漿、硬化后強度高且早強等優點,越來越常被應用在置換與加固工程當中,例如剪力墻置換加固工程、梁和柱的加固工程等領域[6-9]。
    水泥基灌漿料具有在施工方面具有操作便捷、隨拆隨灌漿、流動性好、硬化后強度高且早強等的優點,且能有效的降低施工周期和降低施工風險,開始逐漸被應用于置換加固工程領域當中。國家標準規范GB-T50448-2015《水泥基灌漿材料應用技術規范》[10]中規定,常用于加固工程用灌漿料在28d齡期后需要達到60MPa抗壓強度,而實際工程中剪力墻常用混凝土抗壓強度為30-40MPa,造成強度冗余的同時,造成材料浪費,不符合國家倡行的綠色環保、低碳發展理念,故本文提出以工程建設中常用的商用C30混凝土為基礎加入不同比例第Ⅲ類水泥基灌漿料制備成混合料(下稱“混合料”),降低原有灌漿料抗壓強度以接近原有截面抗壓強度的同時,減少強度冗余以節約成本,同時減小材料收縮變形,具有雙重意義。
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    1.2現場檢測方法國內外研究現狀
    1.2.1國內研究現狀
    (1)回彈法
    與國內研究相比,國外研究起步較早,早在上個世紀五十年代,瑞士著名建筑學家smiths發明了回彈儀[25-26],并初步建立了利用回彈儀測試法,簡稱回彈法。之后美、日、德等發達國家相繼完善了回彈法,并制定了相關回彈法標準[21]?;貜椃ㄒ蚱洳僮鞅憬?,檢測位置隨意等優點,迅速被各國應用開來。
    國內回彈法研究起步于1960年之后,期間大量學者逐步參照國外相關標準以及結合實當時的際工程進行了全方位、較系統性的研究[27],直到上個世紀九十年代,我國第一部針對回彈法的技術標準正式出臺,為適應行業發展、提高其檢測精度、擴大適用范圍,該法先后進行了三次修訂,分別于1992年、2001年和2011年[21]先后。
    在回彈法規程中明確指明,地區和專用測強曲線使用順序先于泵送混凝土全國統一測強曲線,許多研究者根據具體的工程條件和當地的氣候環境因素,進行了大量的試驗,先后制定地區回彈專用測強曲線。
    2007年,唐坤[29]等人利用回彈法對長齡期混凝土進行高精度地強度檢測。
    2013年,朱躍武[31]等人通過試驗分析當混凝土結構強度超過C60等級后,該結構的彈性模量的增長不同于之前,會發生明顯變化,應變增長的幅度顯著變小。
    2019年湖南大學林悅慈[32]等人建立了利用回彈法對灌漿料的早期強度進行測定,深入探究齡期與灌漿料抗壓強度之間的內在聯系,提出適用于灌漿料早期強度推定式,使現場更好的安排施工周期以及現場檢測混合料結構構件強度提供實際工程參考。
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    第2章現場檢測方法對比研究
    2.1現場檢測的必要性與應用
    2.1.1現場檢測的必要性
    在建筑工程實際施工過程中,最開始測定同批次結構構件強度最常用的方法,是在工程現場澆筑混凝土時同時提前預留立方體試塊,采用標養或同條件養護,試件達到28d標準齡期后,再將同條件養護的立方體試塊從施工現場以及標養室的試塊一起運送到實驗室進行抗壓強度試驗,此測試過程極不便捷,且施工現場環境復雜,會出現試塊損壞或丟失的風險。再者,如果在試塊制作時施工水平質量不高,會對最終強度造成極大的誤差,或者對已經澆筑完成的砼結構強度存在懷疑時,再利用現場提前預留的立方體試塊來推定已澆筑完成的砼結構強度的方法則不可能實現。
    預留立方體試塊進行強度抗壓試驗代表實際構件強度在實際工程中的有一定局限性,主要表現在:
    (1)間接檢測:無論是標準養護還是同條件養護的試塊,進行抗壓強度試驗始終是一種間接檢測方法,并不是直接在構件本身上或其內部進行強度檢測,故不能完全等同于混凝土結構的真實強度,無法反應結構構件真實狀態。
    (2)養護條件:規范中要求現場澆筑的結構構件同預留的立方體試塊要進行同條件養護,而在實際工程施工過程中,難以保證試塊與結構構件的養護條件完全達到一致,甚至有時需要將現場預留的立方體試塊送至標養室在標準養護條件下養護28d齡期,標養室與施工現場環境的溫度、濕度等外界條件存在較大的差異,致使現場預留的立方體試塊的抗壓強度值不能等同于同批次結構構件實際強度值。
    (3)澆筑方法:即使對現場預留的立方體試塊進行同條件養護,也無法完全保證現場預留的立方體試塊在制作過程中搗制方法以及澆筑方法等方面與現澆混凝土結構達到一致,尤其在受力、硬化等方面,這些因素的影響必然會對強度值的大小產生一定影響。
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    2.2現場檢測方法概述
    由于現場檢測方法與在施工現場預留標準立方體試塊進行結構強度檢測相比,擁有便捷、高效、精確度高等諸多優點,一方面能夠快速、準確地檢測尺結構構件的強度,另一方面對施工工程中進行質量把控以及對既有建筑物結構構件的安全性進行質量評估檢測也有很重要的作用,所以現場檢測技術也越來越受到更多的關注,并在實際工程中大量推廣使用[66]。
    關于結構強度現場檢測方法的研究經過六十余年的發展歷程,目前結構現場檢測領域主要包括其抗壓強度,其次是結構內部密實度和構件連接的整體性等各方面性能,現場檢測技術發展較為系統、且國內外應用較為成熟的方法主要分為兩大類別,第一類就是單一系統的現場檢測方法,分為拔出法、回彈法、鉆芯法和超聲法等;第二類就是前者單一現場檢測方法進行兩者或兩者以上的聯合運用,使檢測結構相互佐證,從而形成的綜合類方法,比如回彈-鉆芯取樣聯合法、超聲-回彈聯合法等。
    工程現場檢測方法的中的回彈法和超聲法屬于嚴格意義上的無損檢測方法,而超聲法通過利用超聲波在混凝土或灌漿料中的傳播速度估算其強度,可判斷混凝土結構內部是否存在裂縫或缺陷,這類檢測方法的優點是于對建筑物的結構的基本沒有損傷,但他的缺點就是檢測的結果只能反映混凝土結構的外表層情況,無法獲取結構內部構造的真實情況,所以會產生較大的檢測誤差。當第一類中的鉆芯法在檢測范圍小、取樣數量少、不涉及主要受力部位時,此法亦可作為現場無損檢測法。鉆芯法由于具有精確度高、直觀、可信度高等優點而被實際工程建設廣泛采用。
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    第3章回彈-鉆芯法建立混合料測強曲線試驗研究.........................21
    3.1試驗準備....................................21
    3.1.1試驗材料.............................21
    3.2試驗設計..........................................22
    第4章數據分析與測強曲線建立......................37
    4.1數據處理及試驗數據..................................37
    4.1.1試驗數據處理......................................37
    4.1.2試驗數據.......................................37
    結論....................................61
    第4章數據分析與測強曲線建立
    4.1數據處理及試驗數據
    4.1.1試驗數據處理
    由于儀器、方法環境不等因素的影響,檢測的樣本數據會與實際值的出現一定的偏差,應利用相應的處理辦法去除原始中的誤差值,再進行分析擬合,提高擬合公式的可靠性。
    但是,數據的分布規律與概率統計上的正態分布一致,大多數實際存在的隨機變量都具有“中間多,兩頭少,左右對稱”的規律特征,分別將不同配比的混合料和芯樣抗壓強度依據偶然誤差正態分布理論剔除誤差值。
    4.1.2試驗數據
    處理后的回彈值、芯樣抗壓強度試驗數據見表4-1。

    土木工程論文參考
    土木工程論文參考

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    結論
    建筑在施工過程中,因設計失誤或施工過程中操作不當,未能達到規范要求時,常需要對該結構采取置換加固方案。即使既有建筑物在使用過程中也會由于各種環境因素導致的墻體開裂,局部失穩以及耐久性下降等諸多問題,使得許多本該繼續正常使用的建筑隱埋下安全隱患。則需對這些結構或建筑物進行置換和加固處理,完成后的建筑還可以繼續使用,既節約資金,又保護環境。
    由于當前混凝土材料的廣泛應用,水泥基灌漿料具有早強、便于施工且流動性能好,可以有效降低施工周期而廣泛應用于置換加固工程領域,但由于其高強易造成強度冗余,致使混凝土與灌漿料的混合料開始逐漸被應用于置換加固工程中。而回彈法作為現場檢測最常用的方法,常用于置換加固前后的工程檢測當中,但目前尚無對混合料回彈法現場檢測的系統性研究,且利用2011JGJ/T23《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》來推定的混合料抗壓強度時,結果存在較大誤差,故本文對混合料進行試驗研究,建立了適用其強度檢測專用回彈測強曲線,節約人力物力的同時極大提高檢測準確度,對實際工程具有指導性意義。
    本文得到的結論如下:
    (1)混合料的抗壓強度增長曲線形態同混凝土強度增長曲線相似,且混合料回彈值隨灌漿料摻和比的增加而增大。據此,可使用混凝土回彈儀對混合料構件進行回彈值測取,代入本文建立的專用測強曲線進行強度推定,28d齡期內無需考慮碳化深度的影響。
    (2)對回彈數據及芯樣抗壓強度數據進行分析,可看出混合料強度隨著齡期的增長而增大,前3d齡期增長速度最快,可達到最終強度的65%-70%,3d至14d齡期增長較快,達到最終強度的90%-95%,這是由于含有灌漿料早強的原因。在14d至28d齡期時,可達到最終強度99%左右。
    (3)通過經濟性分析,混合料應用于置換加固工程時,成本節省可達到26%-62%,采用50%灌漿料摻比即可滿足絕大部分置換加固要求,成本節省約44%。
    (4)基于回彈-鉆芯法及混合料回彈與芯樣抗壓強度值的統計分析,提出一種適用于回彈法檢測混合料結構的專用測強曲線:    =-0.1324  2+13.207  -271.37,該曲線平均相對誤差δ為3.2%、相對標準差  為3.0%、確定系數為0.963,均滿足JGJ/T23-2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》中對于專用測強曲線的要求。
    參考文獻(略)


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