貫入法在檢測混合砂漿強度中的應(yīng)用

◎ 臨海市建設(shè)工程檢測中心 方柏林

貫入法是一種現(xiàn)場檢測砌筑砂漿抗壓強度的實用方法。根據(jù)國家行業(yè)標準《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T136—2000)，貫入法可用于強度在M0.4～M16之間的水泥石灰混合砂漿或水泥砂漿強度的檢測。該規(guī)程的測強曲線是以砂漿試塊制定的，但實際工程中檢測的均是砌體灰縫中的砂漿，兩者之間有多大的差異，該測強曲線是否適用，應(yīng)通過砌體灰縫中的砂漿強度貫入法檢測結(jié)果與同條件下砂漿試塊強度的對比試驗加以檢驗驗證。鑒于實際工程中上部結(jié)構(gòu)一般采用水泥石灰混合砂漿砌筑。

1 試驗設(shè)計

試驗分兩批進行：第一批為驗證性試驗，為驗證回彈法、貫入法、原位軸壓法、原位單剪法等而設(shè)計，共設(shè)計 M0.4、M2.5、M5、M10四個砂漿強度等級（但由于M10等級的實測砂漿試塊抗壓強度與其他方 法檢測結(jié)果均不符合，故該組不計），其中M0.4、M2.5 等級的試件（第1組和第2組）用燒結(jié)多孔磚 砌筑，M5等級的試件（第3組）分別用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌筑，按長約1m的兩條相鄰灰縫組成 一個貫入測區(qū)，每組試件設(shè)計69個貫入測區(qū)。第二批為建立新 的貫入法測強曲線和原位雙剪法強度換算公式而設(shè)計，共設(shè)計 M1、M2.5、M 5、M7.5、M10、M15六個砂漿強度等級(分別為第4～第9組)，按長約0.8m的相鄰4條灰縫組成1個貫入測區(qū)，每組設(shè)計4個貫入測區(qū)。兩批試件每個貫入測區(qū)測16個貫入點（砌體正、反兩面各8個點）。貫入法檢測均在試件砌筑28d 后進行。每組試件預(yù)留1組砂漿 試塊，砂漿試塊與試件同條件 自然養(yǎng)護，按《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》 (JGJ70-2009)在試驗當(dāng)天進行砂漿抗壓強度試驗。 試件均采用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚。砂漿由32.5 普通硅酸鹽水泥、普通細砂（中砂）、石灰膏和自來水拌制而成。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 試驗結(jié)果

由表 1 列出試驗結(jié)果可以看出，對砌體灰縫砂漿強度進行檢測時，檢測結(jié)果的離散性相當(dāng)大。以測區(qū)為單位統(tǒng)計，一般相同設(shè)計強度等級的砂漿(由于砌墻量較大，用不同批次攪拌) 檢測得的最大強度值最小強度值的2～3倍。對于采用相同設(shè)計強度等級的砂漿砌筑的砌體，在多孔磚砌體上檢測的貫入深度一般小于在普通磚砌體上的檢測結(jié)果，因此，若采用相同的測強曲線換算，在多孔磚砌體上的檢測強度均高于在普通磚砌體上的檢測結(jié)果，比值可達1.3-1.7 。

2.2 不同測強曲線的比較

現(xiàn)行“規(guī)程”(JGJ/T136—2001)規(guī)定的混合砂漿測強曲線如式(1)：

?

本文試驗結(jié)果按式(1)換算時，其相對誤差很大，特別是試塊強度低于 M2的第1、第4兩組，相對誤差均超過100%； 將強度低于 M2的第1、第4組和 強度過高的第 9組剔除后統(tǒng)計（本文認為該3組已超出貫入法的適用范圍），其平均相對誤差和相對標準差才剛達到“規(guī)程”（JGJ/T136—2001）中分別不超 過18%和20%的要求 ，如表2所列 。為提高測強曲線的換算精度，本文重新根據(jù)試驗結(jié)果擬合得到一條適用于砌體灰縫中砂漿強度檢測的貫入法測強曲線 ：

該曲線相關(guān)系數(shù)為0.925，差比式（1）有所 減小，剔除第1、第4、第9組后的平均相對誤差和相 對標準差分別為 15 %和 17%，如表2所列。對于砌體灰縫中砂漿強度的檢測，按式（1）換算的砂漿強度，在低強度段偏高，在高強度段偏低，這個結(jié)果與文獻的試驗結(jié)果基本一致； 按式（2）換算的砂漿強度與試驗結(jié)果基本吻合；在M2-2的砂漿強度等級范圍內(nèi)，兩條曲線換算結(jié)果之間的最大相對誤差約為26%。（見表2）

2.3 幾個問題的探討

2.3.1 貫入法檢測的適用范圍

在低強度段 ，砂漿強度與貫入深度 的相關(guān)性很差。以式（2）為例，當(dāng)貫入深度由8.3mm減小至6.6mm時，兩者相差1.7m m，但砂漿強度僅增 加1MPa 。在高強度段，微小的貫入深度變化會導(dǎo)致砂 漿強度的大幅度變化。以式（2）為例 ，當(dāng)貫入深度由3.6m m減小至 3.3m m時，兩者僅相差0.3mm，但砂 漿強度增加3.7MPa ，這對貫入深度測量精度提出了過高要求，而對實際工程，砂漿表面的平整度一般較差，要使貫入深度測量結(jié)果到如此高的精度很難做到。因此，貫入法檢測結(jié)果在低強度段和高強度段均會出現(xiàn)很大的誤差。為保證檢測精度，貫入法 的適用范圍應(yīng)適當(dāng)縮小 ，建議由規(guī)定的適 用范圍 M0.4一M16縮小至 M2～M12 。對于強度低于 M2或高于M12的砂漿，應(yīng)采用其他可靠方法檢測。

2.3.2 不能忽視約束條件對貫入法檢測結(jié)果的影響

比較測強結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，用貫入法檢測砌體灰縫中砂漿強度與檢測砂漿試塊強度有較大的差異；用貫入法檢測普通磚砌體砂漿強度與檢測多孔磚砌體砂漿強度也有不容忽視的差異。由于試件數(shù)量尚不足，本文仍將普通磚與多孔磚砌體砂漿強度的檢測結(jié)果混合在一起進行擬合分析，得到測強曲線式（2）。這個問題仍有待進一步通過試驗進行研究探討。

2.3.3 應(yīng)保證貫入法抽樣檢則的數(shù)量

從試驗結(jié)果看，砌體灰縫中砂漿強度貫人法檢測結(jié)果的離散性比砂漿試塊上檢測結(jié)果大得多—— 相同設(shè)計強度等級的砂漿測得最大強度為最小強度的2～3倍。為保證檢測結(jié)果的代表性，同批構(gòu)件中的抽樣檢測數(shù)量應(yīng)有保證。

3 結(jié)論

1)本文基于砌體灰縫中混合砂漿強度的貫入法檢測結(jié)果與砂漿試塊強度的對 比建立的測強曲線式 (2)比用砂漿試塊建立的測強曲線式(1)更加符合工程實際，更適用于現(xiàn)場砌體灰縫中混合砂漿強度的檢測，檢測精度有所提高。

2)建議貫入法檢測混合砂漿的適用范圍縮小為M2～M12。對于強度低于M2或高于M12的砂漿，應(yīng)采用其他可靠方法檢測 。

3)初步試驗表明，若采用相同的測強曲線，用貫入法檢測普通磚砌體砂漿強度與檢測多孔磚砌體砂漿強度會有不小的差異，這個問題仍有待進一步通過試驗進行研究探討。

4)從試驗結(jié)果看，砌體灰縫中砂漿強度貫人法檢測結(jié)果的離散性比砂漿試塊上檢測結(jié)果大得多，因此，應(yīng)保證同批構(gòu)件中的抽樣檢測數(shù)量。