管桩抗冲击性能的新评价方法探讨.pdf
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1、;602023年4月江西建材质量控制与检测管桩抗冲击性能的新评价方法探讨王龙根福建鸿生建材发展有限公司,福建福州350313摘要:为了探讨用圆饼试件的抗破坏冲击次数来表征管桩抗冲击性能的有效性及合理性,文中对不同掺量的矿粉和石英砂粉的C80混凝土进行了试配。对比发现,采用圆饼试件的耐破坏冲击次数作为管桩抗冲击性能的表征指标更直观和准确。同时,掺入矿粉会极大地削弱管桩的抗冲击性能。关键词:管桩;掺合料;抗冲击性能;评价方法中图分类号:TU7文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 4-0 0 6 0-0 3Exploration of a New Evaluati
2、on Method for Impact ResistancePerformance of Concrete PilesWang LonggenFujian Hongsheng Building Materials Development Co.Ltd.,Fuzhou,Fujian 350313Abstract:In order to explore the effectiveness and rationality of characterizing the impact resistance performance of pipe piles by the numberof times t
3、he circular cake specimen is subjected to failure,C80 concrete with different amounts of mineral powder and quartz sand powderwas tested in this paper.Through comparison,it was found that using the number of times the circular cake specimen can withstand failureand impact as a characterization index
4、 for the impact resistance performance of pipe piles is more intuitive and accurate.At the same time,adding mineral powder will greatly weaken the impact resistance of the pipe pile.Key words:Concrete piles;Admixtures;Impact resistance performance;Evaluation method0引言管桩广泛应用于各种桩基工程中,常用的沉桩施工方式包括静压法、植人
5、法、中掘法和锤击法,锤击法是最传统也是最常用的沉桩方法1。实际工程中,锤击法容易引起管桩的脆性断裂,即“断桩 2 ,这主要是由于管桩虽然具有较好的刚性,但是缺乏足够的塑性变形能力,桩身内力不足以抵抗摩阻力,导致其抗锤击性能无法满足施工时的要求 3。评估管桩的抗冲击性能需要使用可靠的试验指标,常用的试验指标包括10 G409预应力混凝土管桩图集中规定的立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量等 4。工程实践表明,即使有些管桩满足这些试验指标,其抗冲击性能却并不理想,这是由于传统评价方法基本涉及的是静态承压指标,而管桩锤击过程是一个动态施压过程,二者并不匹配。因此,需要引人新的评价方法来有效表征管桩
6、的抗冲击性能。1新评价方法及试验方案1.1新评价方法通过查询资料和多次试验尝试,发现硬化后的管桩混凝土和纤维混凝土都具有高强度和高竖向承载力等特点。而对于纤维混凝土的抗冲击性能,试验指标为试件破坏时的冲击次数。根据CECS13:2009纤维混凝土试验方法标准中第6.16 条规定的抗冲击试验方法,可取得试件破坏时落锤冲击次数,从而表征测试试件的抗冲击性能。作者简介:王龙根(19 8 8-),男,福建三明人,本科,工程师,主要研究方向为混凝土、建筑工程检测。抗冲击试验装置如图1所示,由冲击架、冲击球和冲击锤组成。其中,冲击架的高度能够确保冲击锤质心距冲击球表面100cm,冲击锤的质量为4.5kg,
7、冲击球为直径6 3mm的钢质球。管桩测试试件尺寸为直径150 mm、厚度6 3mm的圆饼形。由于管桩混凝土的脆性极大,在不加预应力筋的情况下,测试试件初裂时就已经发生破坏。因此,在试验中,我们直接以试件破坏时的冲击次数来表征测试试件的抗冲击性能。/4.5kg钢质冲击锤160-8160508070-80-50-80-160-210-210-1-1图1冲击试验装置图/mm1.2试验方案试验采用“海螺”牌牌P52.5水泥;“大东海”片牌矿粉,612023年4月质量控制与检测江西建材满足S95级指标要求;石英砂粉以河砂为原料经烘干和粉磨工艺制得。水泥、矿粉、石英砂粉化学组成见表1。表1原材料化学组成%
8、烧成分SiO2Al,03Fe203CaoMgOK20Na20SO3失量水泥16.625.26 3.6265.122.140.980.172.832.98石英92.761.950.561.81 0.17 0.230.050.06 1.15砂粉矿粉33.4114.640.9840.656.580.31 0.332.120.87为了更好地评价管桩的抗冲击性能,试验引入抗冲击测试方法,并对比新方法与传统方法的测试结果,探究新评价方法的有效性。试验时,以石英砂粉和矿粉为掺合料,使用单掺法取代水泥,采用单因素试验方法,胶凝材料中各组分占比如表2所示。混凝土试件采用与实际生产工艺一致的方式进行养护:先蒸汽蒸
9、养养护,常压、温度8 5、持续时间5.5h;后蒸汽蒸压养护,蒸压压力1.0 MPa、温度18 5、持续时间11h。表2胶凝材料中各组分占比%编号AOA1A2A3A4B1B2B3B4矿粉0102030400000石英砂粉0000010203040水泥10090807060908070602试验结果分析2.1C80混凝土性能测试结果试配时单掺矿粉或石英砂粉,按照表2 列示的胶凝材料比例进行试配。依据10 G409预应力混凝土管桩图集规定,分析不同掺量对试件立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量的影响。按照CECS13:2009的试验方法,测试各试件的抗落锤破坏冲击次数。在此同时列出了工程实际统计的
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