根据行业标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384-2016,混凝土抗压强度检测的芯样试件宜使用直径为100mm的芯样,且其直径不宜小于骨料最大粒径的3倍,也可以采用小直径芯样,但其直径不应小于70mm且不得大于骨料最大粒径的2倍,混凝土芯样试件的高径比宜为1。根据上述规定,混凝土芯样试件的直径和高度均不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。对于装配式混凝土结构用叠合楼板的预制底板、叠合剪力墙的两侧预制部分,其厚度通常均不大于60mm,无法满足行业标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384-2016对芯样尺寸的要求。
据调研统计,预制薄壁或小尺寸构件混凝土的粗骨料最大粒径通常在20mm~25mm范围内,按照芯样尺寸不小于骨料最大粒径2倍的要求,混凝土芯样试件直径范围可在40mm~50mm之间。直径50mm是指公称直径,芯样实际直径会有一定的偏差,因此限定实际直径应在45mm~55mm之间;芯样加工时,按高径比1:1原则对芯样的高度进行控制。根据目前预制构件生产的实际情况,开展了混凝土设计强度等级范围在C20~C60之间的直径50mm芯样与直径100mm芯样的抗压强度换算关系试验研究。
直径50mm芯样的钻取、加工、试件尺寸偏差和外观质量、抗压强度试验等方面均应符合现行行业标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384的规定,但由于直径50mm芯样的尺寸更小,因此本条对芯样的钻取、加工提出了补充要求。
选取北京、四川、安徽、广东、陕西、上海、广西等7个地区预制构件生产厂家,按照正常生产时所采用的混凝土原材料、配合比,对设计强度等级在C20~C60范围的混凝土构件开展了直径50mm混凝土芯样试件和直径100mm混凝土芯样试件的抗压强度试验研究。混凝土粗骨料最大粒径均在15mm~25mm范围内,所钻取的小芯样直径在45mm~55mm范围内,标准芯样直径在95mm~105mm范围内。通过对41组试验结果的统计分析,直径50mm芯样试件与直径100mm芯样试件的抗压强度换算系数平均值为1.07,即直径50mm芯样试件的抗压强度略低于直径100mm芯样试件;采用最小二乘法对7个地区的试验结果分别进行拟合,换算系数拟合值主要在1.05~1.10之间。考虑到小直径芯样强度试验值离散性偏大以及芯样加工精度和试件加载对中难度,且这些因素均会降低芯样抗压强度推定结果,故本标准略偏保守地取直径50mm芯样试件抗压强度换算系数为1.10。当芯样试件的高径比、混凝土设计强度等级不符合标准规定时,需要补充开展试验研究,应建立抗压强度专用换算系数。
根据大量试验研究,提出了直径50mm芯样试件的最小样本容量建议值。由于芯样直径较小,抗压强度试验结果离散性较直径100mm芯样增大,合理划分检测批并确定合适的芯样试件数量是满足批量推定要求的重要保证。抽样检测是基于概率统计理论,试验结果随样本容量大小、操作的规范程度等因素在其真值附近波动,故按照检测批给出推定区间进行检测结果推定更为合理。为了保证推定结果准确合理,参照行业标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384-2016的要求,对推定区间的置信度和区间差值进行了控制。
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