貫入法在檢測混合砂漿強度中的應用

◎ 臨海市建設工程檢測中心 方柏林

貫入法是一種現場檢測砌筑砂漿抗壓強度的實用方法。根據國家行業標準《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》(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，應通過砌體灰縫中的砂漿強度貫入法檢測結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構一般采用水泥石灰混合砂漿砌筑。

1 試驗設計

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、原位單剪法等而設計，共設計 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）用燒結多孔磚 砌筑，M5等級的試件（第3組）分別用燒結普通磚和燒結多孔磚砌筑，按長約1m的兩條相鄰灰縫組成 一個貫入測區，每組試件設計69個貫入測區。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計，共設計 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，每組設計4個貫入測區。兩批試件每個貫入測區測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。每組試件預留1組砂漿 試塊，砂漿試塊與試件同條件 自然養護，按《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》 (JGJ70-2009)在試驗當天進行砂漿抗壓強度試驗。 試件均采用燒結普通磚和燒結多孔磚。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 試驗結果與分析

2.1 試驗結果

由表 1 列出試驗結果可以看出，對砌體灰縫砂漿強度進行檢測時，檢測結果的離散性相當大。以測區為單位統計，一般相同設計強度等級的砂漿(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果，比值可達1.3-1.7 。

2.2 不同測強曲線的比較

現行“規程”(JGJ/T136—2001)規定的混合砂漿測強曲線如式(1)：

?

本文試驗結果按式(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，本文重新根據試驗結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 ：

該曲線相關系數為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，這個結果與文獻的試驗結果基本一致； 按式（2）換算的砂漿強度與試驗結果基本吻合；在M2-2的砂漿強度等級范圍內，兩條曲線換算結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 的相關性很差。以式（2）為例，當貫入深度由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致砂 漿強度的大幅度變化。以式（2）為例 ，當貫入深度由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果到如此高的精度很難做到。因此，貫入法檢測結果在低強度段和高強度段均會出現很大的誤差。為保證檢測精度，貫入法 的適用范圍應適當縮小 ，建議由規定的適 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果的影響

比較測強結果可以發現，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 應保證貫入法抽樣檢則的數量

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

3 結論

1)本文基于砌體灰縫中混合砂漿強度的貫入法檢測結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)從試驗結果看，砌體灰縫中砂漿強度貫人法檢測結果的離散性比砂漿試塊上檢測結果大得多，因此，應保證同批構件中的抽樣檢測數量。