用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術的應用

高 振 馬鵬輝 姜治軍

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100010）

1 目的

傳統的混凝土芯樣找平處理存在操作復雜、時間長、成本高、誤差大和安全風險高等問題，因混凝土芯樣兩端面處理不平行，過程處理控制難度大，導致混凝土芯樣實際抗壓接觸面積偏小，影響數據真實、準確。采用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術是解決上述問題的有效途徑之一。

2 技術特點

硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術直接利用硫磺膠泥現場加熱110℃左右，在混凝土芯樣表面快速固化，得到混凝土芯樣表面水平的效果。與傳統的雙面磨平機處理芯樣技術相比，具有質量好、外觀顏色均一、工作速度快、粘接力牢固密實、無空洞、芯樣端面水平、兩端面靠緊不透光等優點，其表面不用做任何保護，混凝土芯樣補平后，可直接進行混凝土芯樣強度抗壓，具有操作快速方便、數據準確、誤差小，能最真實反應實體強度的特點。

2.1 可自由升降的混凝土芯樣補平裝置

原采用地磚調平處理技術對混凝土芯樣進行補平處理，取得良好效果；現對地磚調平處理技術進行技術改進，研發出一種簡單方便、快速可自由升降的混凝土芯樣補平裝置，可實現快速組裝、精確控制芯樣處理誤差、多塊芯樣可同時處理、操作簡單等優點。

地磚調平處理技術工作原理：選擇一塊約30cm×30cm的平整、穩定場地，用水平尺粗整平，然后放上地磚，再用水平尺沿地磚對角線方向各進行一次精平，精平過程可用鋼塞片調整，確保地磚各個方向水平尺水準泡居中，最后用玻璃膠固定精平后地磚位置，待玻璃膠固化后，即可進行芯樣補平。

芯樣補平裝置工作原理：選擇一塊約50cm×50cm的平整、穩定場地，固定芯樣補平裝置，旋轉芯樣補平裝置腳螺旋，使芯樣補平裝置底板水準泡居中，再用水平尺沿補平裝置底板對角線方向各進行一次精平，精平過程可用腳螺旋調整，確保底板各個方向水平尺水準泡居中，即可進行芯樣一端面補平，將芯樣補好的一端面放置在補平裝置底板上，將試驗紙用橡皮筋固定在芯樣另一端面，做成喇叭口，調節控制螺桿高度，鋼直尺控制精度，在喇叭口狀的試驗紙內倒入融化的硫磺膠泥，蓋上頂板，即可進行芯樣另一端面補平。

2.2 硫磺膠泥加熱重融技術

硫磺膠泥加熱重融技術是混凝土芯樣處理的關鍵。由于硫磺膠泥在溫度達到110℃左右時呈融化狀態，溫度過高會揮發有害氣體，硫磺膠泥產生變質，影響芯樣補平質量，因此，對硫磺膠泥加熱重融溫度控制要求較高。經反復試驗，結合芯樣現場補平效果，在硫磺膠泥開始融化時，用鐵勺快速攪動，碾碎結塊的硫磺膠泥，邊攪動，邊提起放在電磁爐上的硫磺膠泥，直到硫磺膠泥在鐵盆中完全融化，即可停止加熱。在此過程中，可加入部分水泥、粉細砂，增加硫磺膠泥粘接性、抗壓強度，也可加入部分使用過的硫磺膠泥進行重復利用，節約成本。

2.3 混凝土芯樣補平技術

混凝土芯樣補平技術是混凝土芯樣處理的關鍵。在固定好的地磚表面（水平尺精平后）涂少量凡士林，倒上加熱融化的硫磺膠泥，面積略大于混凝土芯樣面積，然后，將處理好的混凝土芯樣準確、快速地放在融化后的硫磺膠泥上輕輕施壓，并用直角尺控制芯樣垂直度，等待5s左右，用小刀沿芯樣周圍刮去多余的硫磺膠泥，取下芯樣試件，完成芯樣一端面補平。用同樣方法進行另一端面補平，兩面補平后，即可進行混凝土芯樣抗壓強度試驗。

3 適用范圍及技術原理

硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術適用于混凝土芯樣試件、隧道大板試件、巖石單軸抗壓試件、水泥穩定材料無側限抗壓強度試件等現場補平處理。對抗壓強度高于C60的試件，不宜采用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術進行補平處理。采用硫磺膠泥現場加熱110℃左右融化，在混凝土芯樣表面快速固化處理，達到混凝土芯樣兩面平行的效果。

4 操作流程及操作要點

材料、工具準備→地磚調平處理→涂凡士林隔離劑→硫磺膠泥加熱融化→混凝土芯樣補平處理→混凝土芯樣修整→芯樣兩面平行檢驗→抗壓強度試驗。

4.1 材料、工具準備

現場備齊硫磺膠泥、地磚、凡士林、小鏟子、電磁爐、水平尺、直角尺、不銹鋼盆、小刀、混凝土芯樣等。

4.2 地磚調平處理

選擇一塊約30cm×30cm的平整、穩定場地，用水平尺粗整平，然后放上地磚，再用水平尺沿地磚對角線方向各進行一次精平，精平過程可用鋼塞片調整，確保地磚各個方向水平尺水準泡居中，最后用玻璃膠固定精平后地磚位置，待玻璃膠固化后，即可進行芯樣補平。取少量凡士林，均勻涂在固定的地磚表面，確保所涂區域不小于芯樣端面面積。

4.3 硫磺膠泥加熱融化

取100g左右硫磺膠泥放入鐵盆，將鐵盆放在電磁爐上加熱，在硫磺膠泥開始融化時，用鐵勺快速攪動，碾碎過程中結塊的硫磺膠泥，邊攪動，邊提起放在電磁爐上的硫磺膠泥（硫磺膠泥加熱溫度控制在110℃左右，避免溫度過高引起硫磺膠泥變質），直到硫磺膠泥在鐵盆中完全融化，即可停止加熱。

4.4 混凝土芯樣補平處理

將加熱融化的硫磺膠泥倒在涂有少量凡士林的地磚表面（水平尺精平后），面積略大于混凝土芯樣面積，然后，將切好的混凝土芯樣準確、快速地放在融化后的硫磺膠泥上輕輕施壓，并用直角尺控制芯樣垂直度，等待5s左右，用小刀沿芯樣周圍刮去多余的硫磺膠泥，取下芯樣試件，完成芯樣一端面補平，用同樣方法進行另一端面補平。

4.5 混凝土芯樣修整

取補平后的混凝土芯樣，用小刀仔細沿芯樣周圍刮去多余的硫磺膠泥進行精整形，確保硫磺膠泥面積與芯樣兩端面面積一致，且線形要求美觀；在修整過程中，發現芯樣表面存在較深凹陷，芯樣表面與硫磺膠泥接觸面有空洞，應用小鏟子鏟去補平硫磺膠泥，對芯樣表面較深凹陷用硫磺膠泥先進行粗整平，再按照混凝土芯樣補平、修整方法進行處理。

4.6 芯樣兩面平行檢驗

將修整完成的每個混凝土芯樣，用游標卡尺沿芯樣試件高度方向相互垂直的兩個位置上共測量4次，精確至0.02mm，確保4個測值極差不大于1mm，同時，要求兩芯樣端面接觸嚴密、不透光，對不滿足上述條件的混凝土芯樣重新進行補平處理。

5 穩定性分析

依托昆明中交尚城13#地塊項目，采用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術，芯樣采集及試驗結果匯總統計如表1。

表1 昆明中交尚城13#地塊混凝土芯樣采集及試驗結果匯總統計

通過大量試驗數據對C25、C45、C60混凝土從機械磨平、硫磺膠泥補平、水泥凈漿補平三種方法進行數理統計對比分析，證明采用硫磺膠泥補平方式，芯樣抗壓強度平均值最高，加工過程最穩定，試驗結果分布最集中；采用水泥凈漿補平方式次之；采用機械磨平方式平均值最低，試驗結果分布最離散。

根據上述試驗結果綜合分析：采用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術，標準差小，變異系數小，數據結果穩定、可靠。

6 效益分析

我單位在昆明中交尚城13#地塊項目成功試驗硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術，與傳統雙面磨平機處理混凝土芯樣方法對比，硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術采用了芯樣補平裝置、硫磺膠泥、電磁爐、凡士林和其他輔助工具。混凝土芯樣找平處理兩種方法經濟效益比較分析：

（1）傳統雙面磨平機（適用于處理＞1 200組混凝土芯樣）

人工費：可忽略不計（項目技術人員處理）。

材料費：可忽略不計（水費、電費）。

儀器設備費：雙面磨平機=11 000元/臺（自帶兩個磨頭）。

維修保養費：可忽略不計。

合計：11 000 元。

（2）用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣工法

人工費：可忽略不計（項目技術人員處理）。

材料費：硫磺膠泥=300元/袋（5kg，可補直徑100mm混凝土芯樣100塊，每塊成本3元）。

工具費：其他工具費=200元（電磁爐約150元、凡士林約16元、直角尺約15元、其他19元）。

合計：500元。

與傳統雙面磨平機相比，用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣工法可節約費用10 500元。

7 結語

硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術操作簡單、快速方便，適用范圍廣，安全風險低，成本費用少。應用硫磺膠泥快速補平混凝土芯樣技術，芯樣抗壓強度試驗結果較常規方法相比，數值最高，且數據穩定、可靠、離散性小，在處理混凝土實體強度質量問題上，可顯著降低對企業產生的負面影響，且該技術已在項目成功應用，并取得一定成果，可在建筑工程、市政工程、公路工程等相關領域應用，具有較高的實際應用價值及推廣意義。