基于钻芯法的PCCP辊射砂浆强度检测方法

本发明属于土木工程预应力钢筒混凝土管，特别涉及一种基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法。

背景技术：

1、近些年来，预应力钢筒混凝土管(以下简称pccp)在我国各领域中发挥出其不可替代的重要作用。但是，pccp在实际工程使用过程中会发生爆管破坏。其中一个原因就是辊射砂浆保护层的开裂，裂缝为腐蚀介质提供了通道，从而导致预应力钢丝锈蚀、直至断裂。在预应力钢丝保护层辊射砂浆设计中，辊射砂浆强度是影响pccp耐久性和安全性重要因素。因此，辊射砂浆强度的精确和快速检测，对pccp的发展和应用至关重要。

2、传统的pccp辊射砂浆试件采用切割法进行制作，将辊射砂浆试件切割为边长25mm的立方体，然后进行抗压强度的测试。但该方法操作复杂，工作量大，很难保证切割后辊射砂浆试件受压面平整和平行，且辊射砂浆试件形状为立方体，在切割过程中容易造成立方体棱角损坏、砂浆脱落，试件难以达到规范的要求。这就给立方体试件的制备增加了难度，存在工作量大、测试效率低等缺点。

技术实现思路

1、为了解决现有pccp辊射砂浆强度检测方法存在的问题，本发明提出一种基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，利用圆柱体芯样试件进行抗压强度测试，既保证了试件的完整性，又使两受力面相互平行，平整性好，使得测试简单高效准确。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、本发明提供了一种基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，包含以下步骤：

4、砂浆辊射到pccp辊射砂浆取样模板上，待辊射完毕后进行脱模和养护，得到辊射砂浆板；

5、采用钻芯机对辊射砂浆板进行钻芯，上下表面经切割或者磨平后得到待测圆柱体芯样试件；

6、将待测圆柱体芯样试件放置在试验机上进行抗压强度测试，得到圆柱体芯样试件抗压强度值；

7、通过转换公式将圆柱体芯样试件抗压强度值换算为立方体芯样试件抗压强度值。

8、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，所述pccp辊射砂浆取样模板为倒t型。

9、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，所述砂浆辊射到pccp辊射砂浆取样模板上，待辊射完毕后进行脱模和养护，得到辊射砂浆板包括：

10、在辊射机回转平台上使用液压千斤顶将pccp辊射砂浆取样模板顶紧固定在pccp管体底部的外边缘，将砂浆均匀辊射在取样模板上，砂浆辊射后取下取样模板；待辊射砂浆强度达到标准要求，将辊射砂浆板从取样模板上脱模，脱模后搬入养护室养护，得到最终辊射砂浆板。

11、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，所述采用钻芯机对辊射砂浆板进行钻芯，上下表面经切割或者磨平后得到待测圆柱体芯样试件包括：

12、把钻芯机就位并安放平稳后，将辊射砂浆板放置并固定在钻芯机底座平台，调整钻芯设备在支撑立柱上的位置，使钻头与辊射砂浆板良好接触，启动电动机的开关，让钻头匀速钻进辊射砂浆板中；

13、对钻取的辊射砂浆芯样上下表面进行切割或者磨平，加工成待测圆柱体芯样试件。

14、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，所述待测圆柱体芯样试件的尺寸为直径25mm，厚度25mm。

15、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，对钻取的辊射砂浆芯样上下表面进行磨平处理包括：

16、采用在磨平机上磨平端面的处理方法，或者采用硫黄胶泥或环氧胶泥补平的处理方法；抗压强度低于30mpa的芯样试件，采用硫黄胶泥或环氧胶泥补平的处理方法；抗压强度高于60mpa的芯样试件，采用在磨平机上磨平端面的处理方法。

17、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，所述将待测圆柱体芯样试件放置在试验机上进行抗压强度测试，得到圆柱体芯样试件抗压强度值包括：

18、试件进行抗压强度测试前，将试件表面与上、下承压板面擦拭干净；

19、将试件安放在试验机的下压板或钢垫板上，试件的中心与试验机下压板中心对准，启动试验机，试件表面与上、下承压板或钢垫板均匀接触；

20、试验过程中连续均匀加荷载；

21、手动控制试验机加荷载速度时，当试件接近破坏开始急剧变形时，停止调整试验机油门，直至破坏，并记录破坏荷载。

22、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，试验过程中连续均匀加荷载，加荷载速度取0.3mpa/s～1.0mpa/s；当试件抗压强度小于30mpa时，加荷载速度取0.3mpa/s～0.5mpa/s；当试件抗压强度为30mpa～60mpa时，加荷载速度取0.5mpa/s～0.8mpa/s；当试件抗压强度大于60mpa时，加荷载速度取0.8mpa/s～1.0mpa/s。

23、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，圆柱体芯样试件抗压强度值的表达式为：

24、fc＝fc/ac

25、立方体芯样试件抗压强度值的表达式为：

26、fcu＝fcu/acu

27、式中，fc表示圆柱体芯样试件抗压强度值，fc表示圆柱体芯样试件抗压试验的破坏荷载，ac表示圆柱体芯样试件抗压截面面积，fcu表示立方体芯样试件抗压强度值，fcu表示立方体芯样试件抗压试验的破坏荷载，acu表示立方体芯样试件抗压截面面积。

28、根据本发明基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，进一步地，圆柱体芯样试件抗压强度值换算为立方体芯样试件抗压强度值的转换公式为：

29、fcu＝βc·fc

30、式中，βc表示芯样试件强度换算系数。

31、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

32、1、本发明根据圆柱体芯样试件与立方体芯样试件的联系，提出圆柱体和立方体芯样试件抗压强度值换算公式，从而通过圆柱体芯样试件抗压强度值能够间接得到标准立方体芯样试件抗压强度值，该方法准确有效。该检测方法对圆柱体芯样试件取样过程要求低，操作方便，试验效率高；圆柱体芯样试件不容易产生棱角破损，保证了试件的完整性；两受力面相互平行，平整度好，在抗压试验过程中得到的试验值更接近辊射砂浆的真实强度。

33、2、本发明相较于传统立方体芯样试件制作，简化操作流程，缩短了制备砂浆试件周期，有利于促进pccp辊射砂浆强度检测的研究和应用。

技术特征：

1.一种基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，所述pccp辊射砂浆取样模板为倒t型。

3.根据权利要求2所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，所述砂浆辊射到pccp辊射砂浆取样模板上，待辊射完毕后进行脱模和养护，得到辊射砂浆板包括：

4.根据权利要求1或者3所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，所述采用钻芯机对辊射砂浆板进行钻芯，上下表面经切割或者磨平后得到待测圆柱体芯样试件包括：

5.根据权利要求4所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，所述待测圆柱体芯样试件的尺寸为直径25mm，厚度25mm。

6.根据权利要求4所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，对钻取的辊射砂浆芯样上下表面进行磨平处理包括：

7.根据权利要求1所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，所述将待测圆柱体芯样试件放置在试验机上进行抗压强度测试，得到圆柱体芯样试件抗压强度值包括：

8.根据权利要求7所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，试验过程中连续均匀加荷载，加荷载速度取0.3mpa/s～1.0mpa/s；当试件抗压强度小于30mpa时，加荷载速度取0.3mpa/s～0.5mpa/s；当试件抗压强度为30mpa～60mpa时，加荷载速度取0.5mpa/s～0.8mpa/s；当试件抗压强度大于60mpa时，加荷载速度取0.8mpa/s～1.0mpa/s。

9.根据权利要求1所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，圆柱体芯样试件抗压强度值的表达式为：

10.根据权利要求9所述的基于钻芯法的pccp辊射砂浆强度检测方法，其特征在于，圆柱体芯样试件抗压强度值换算为立方体芯样试件抗压强度值的转换公式为：

技术总结
本发明属于预应力钢筒混凝土管技术领域，特别涉及一种基于钻芯法的PCCP辊射砂浆强度检测方法，首先砂浆辊射到PCCP辊射砂浆取样模板上，待辊射完毕后进行脱模和养护，得到辊射砂浆板；然后采用钻芯机对辊射砂浆板进行钻芯，上下表面经切割或者磨平后得到待测圆柱体芯样试件；其次将待测圆柱体芯样试件放置在试验机上进行抗压强度测试，得到圆柱体芯样试件抗压强度值；最后通过转换公式将圆柱体芯样试件抗压强度值换算为立方体芯样试件抗压强度值。本发明利用圆柱体芯样试件进行抗压强度测试，既保证了试件的完整性，又使两受力面相互平行，平整性好，使得测试简单高效准确。

技术研发人员：曲福来,李家利,黄俊语,刘桂荣,孟祥嵩,贺利超,赵振通,袁世统
受保护的技术使用者：华北水利水电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15