专利名称：钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，适用于土木工程中使用的钢纤维混凝土拌合物的质量检验，也可用于土木工程中钢纤维混凝土结构质量事故原因分析、工程验收时评价钢纤维体积含量。
背景技术：
目前土木工程相关规范规定在施工过程中测定钢纤维混凝土体积率采用水洗法。 水洗法即将拌和好的混凝土用水冲洗并用磁铁吸收钢纤维，然后烘干钢纤维，称量其烘干质量计算体积率的方法。水洗法试验时需要大量的水冲洗，而且必须在拌和好的混凝土初凝前完成，每个试样需要5升混凝土，如高速、一级公路施工规范要求每工班测2次，每次需要测定两个试样，也即每工班测2次需要20升混凝土，有变化随时测；其他公路，每工班测 1次，有变化随时测。烘干钢纤维也需要时间和消耗电能。水洗法试验过程均需要在实验室完成。这种方法可用于室内未硬化混凝土拌和物钢纤维混凝土体积率试验，不适宜浇筑现场混凝土的体积率测定，同时也无法测定已经固化了的混凝土钢纤维体积率，且测试成本尚ο
因此采用水洗法存在测试时间长、测试数量少，测试位置受到用水、烘干及称量的限制，不适合现场浇筑混凝土钢纤维体积率检测与已经固化了的钢纤维混凝土体积率检测等缺点，而且水洗法测试时需要提供电力烘干，测试用水量大，从现场取样需要运输至实验室，测试费用高。发明内容
本发明方法针对上述方法不足而提供一种测试周期短，测试方便，测试费用低，可实现现场任一浇筑地点测试的钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法。
一种钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，首先建立钢纤维体积率和断面法确定的钢纤维混凝土断面面积钢纤维数的回归公式，然后现场采集或现场、室内制作试件后，再通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件，然后测量两断面的钢纤维数，以两个断面钢纤维根数的平均值作为所述试件断面钢纤维数，最后将测量出钢纤维数带入回归公式即可推断出钢纤维体积率。
本发明中，所述试件为现场或室内制作的立方体试件或小梁试件，当立方体试件或小梁试件等于或大于设计强度的30%时，再通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件。
本发明中，所述立方体试件的大小为150mmX 150mm X 150mm，所述小梁试件的大小为 150mmX 150mmX 550mm。
本发明中，确定所述回归公式时试样不小于10组，回归公式的相关系数要求大于按照样本数和显著性水平查表得出的相关系数经验表规定值。
本方法采用现场随机取样，可现场或室内制作试件，当混凝土大于或等于设计强度的30%时，通过现场或室内弯拉试验或劈裂试验破裂试件，然后数其破裂后断面钢纤维数推断其体积率。断面测试法测试时不需要水洗混凝土，不限于室内试验，因此测试位置灵活，可实现工程任意浇筑位置现场的测试，可以是未浇筑的混凝土，也可以是已经固化好了的混凝土，既可用于钢纤维混凝土拌合物的质量检验，也可用于土木工程中钢纤维混凝土结构质量事故原因分析、工程验收时测定钢纤维体积率，且符合工程抽样随机性特征，测试周期短，测试方便，测试费用低。
综上所述，本发明可以在施工现场任意位置测试体积率，测试的混凝土可以是未浇筑的混凝土，也可以是已经固化好了的混凝土。本发明既方便钢纤维混凝土拌合物的质量检验、也适应已经固化了的混凝土质量事故原因分析与工程验收，且测试成本低，测试仪器简单、测试灵活。
具体实施方式
本发明方法采用现场随机取样，可现场或室内制作立方体试件或小梁试件，混凝土试件达到设计强度的30%以上，通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件，然后数其断面钢纤维数推断其体积率。断面法的破裂面也可直接利用施工中进行强度试验时混凝土弯拉试验后的破裂面或弯拉试验后断裂试件再次劈裂(类似立方体劈裂试件)后的破裂面。
试验过程如下
1)首先应建立钢纤维体积率(试验时加入的钢纤维体积率)和断面法确定的钢纤维混凝土断面面积钢纤维数(根数/平米)的回归公式，建立回归公式时混凝土配合比应在工程要求的体积率(混凝土配合比规定掺入的钢纤维体积率或称为设计体积率)基础上以一定间隔体积率配制，即试验时体积率包括工程设计体积率和设计体积率分别增加和减少0. 1%-0. 25%等体积率，回归试验时每种体积率试样不小于10组，相关系数要求大于按照样本数和显著性水平查表得出的相关系数经验表规定值ra值。试验时体积率应大于或等于5个级别。
2)进行钢纤维混凝土拌合物的质量检验时，在现场随机采取拌和好的或准备浇筑的混凝土，通过人工捣实或振捣的方法(按照规范混凝土试件成型要求)制作 150mmX150mmX 150mm立方体试件(劈裂试件)或制作150mmX 150mmX 550mm的小梁试件(弯拉试件)，为了缩短试验时间，在成型试件时可适当加入食盐(食盐量为水泥质量的 5% _6%，早强作用)；进行钢纤维混凝土结构质量事故原因分析、工程验收时测试钢纤维体积含量不需成型试件，此时，直接在已经固化好的混凝土上钻芯取样，然后将圆柱体芯样劈裂，数其断面钢纤维数。
3)混凝土达到设计强度的30%以上时进行混凝土劈裂或弯拉试验，破裂试件；
4)测量破裂试件断面钢纤维根数，一个试件破裂后形成两个断面，以两个断面钢纤维根数的平均值作为所述试件断面钢纤维数；测量的方式可以采用目测或其它人工、机器的测量方法；
5)按照回归公式推算钢纤维体积率。
实施例
某路面钢纤维混凝土，采用墩头型钢纤维，钢纤维长度50mm、直径0. 62mm,长径比为80，抗拉强度lOOOMPa。初步设计配合比(Kg/m3)为水泥砂碎石钢纤维外加剂 =380 894 968 20 4. 5，水灰比为0. 36，钢纤维体积率为0. 25%。
回归分析时采用的体积率为0. 13%、0. 25% (设计值)、0. 5 %、0. 75 %、1. 0 %、1.25%，试验时不同体积率混凝土配合比在基准配合比基础上依据钢纤维体积率适当调整砂率和用水量。断面法测试过程与结果如下
1)按照表1所示加入不同体积率钢纤维配制混凝土，成型立方体试件，每种体积率成型10个试件，养护7天后进行劈裂试验，破裂后数破裂断面钢纤维数，列入表中。
表1回归试验时不同体积率试样劈裂开后断面钢纤维数
试件号0.130.250.500.751.001.2512258951522483392286213114518727032845128205161199420531101802242355354210816320428662748120169221287725561151802322648305413015021923092950125157214286103456115178240280断面平均纤维数2853118168215268断面纤维数χ(根 /m2)1245235552447467955611912
2)进行回归分析，代入回归方程可得y = a+bx = _0. 01381+0. 000105x，相关系5数r = 0. 9987，本次分析η = 6，取显著性水平α = 0. 05,查相关系数经验表可得ra = 0. 811。因为r > ra，说明在分析范围内，体积率与断面根数线性相关。
3)施工混凝土钢纤维体积率断面法检测分析。该路面工程采用的抗裂钢纤维混凝土，配合比要求的钢纤维体积率为0.25% (设计体积率)，进行弯拉强度试验后(断裂面积为0. 15*0. 15m2)，测量其破裂面钢纤维数(见表2)，按照回归公式计算的体积率结果见表 2。
表2断面法确定的钢纤维体积率
权利要求
1.一种钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，其特征在于首先建立钢纤维体积率和断面法确定的钢纤维混凝土断面面积钢纤维数的回归公式，然后现场采集或现场、室内制作试件后，再通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件，然后测量两断面的钢纤维数，以两个断面钢纤维根数的平均值作为所述试件断面钢纤维数，最后将测量出钢纤维数带入回归公式即可推断出钢纤维体积率。
2.根据权利要求1所述的钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，其特征在于所述试件为现场、室内制作的立方体试件或小梁试件，当立方体试件或小梁试件等于或大于设计强度的30%时，再通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件。
3.根据权利要求2所述的钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，其特征在于 所述立方体试件的大小为150mmX 150mmX 150mm,所述小梁试件的大小为150mm X 150mmX 550mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，其特征在于 确定所述回归公式时试样不小于10组，回归公式的相关系数要求大于按照样本数和显著性水平查表得出的相关系数经验表规定值。
全文摘要
一种钢纤维混凝土纤维体积率断面测定法，首先建立钢纤维体积率和断面法确定的钢纤维混凝土断面面积钢纤维数的回归公式，现场采集或现场、室内制作试件后，再通过劈裂试验或弯拉试验破裂试件，然后测量两断面的钢纤维数，以两个断面钢纤维根数的平均值作为所述试件断面钢纤维数，最后将测量出钢纤维数带入回归公式即可推断出钢纤维体积率，本发明可以在施工现场任意位置测试体积率，测试的混凝土可以是未浇筑的混凝土，也可以是已经固化好了的混凝土。本发明既方便钢纤维混凝土拌合物的质量检验、也适应已经固化了的混凝土质量事故原因分析与工程验收，且测试成本低，测试仪器简单、测试灵活。
文档编号G01N33/38GK102520144SQ20111044469
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者姚佳良, 魏建国 申请人:长沙理工大学