混凝土管用混凝土抗压强度试验方法
发布日期：2007-07-01
一、主题内容与适用范围
本标准规定了检验预应力混凝土输水管(震动挤压工艺和管芯绕丝工艺)、混凝土和钢筋混凝土排水管(离心、悬辊、立式挤压及立式震动工艺)制管用混凝土立方试体抗压强度的试验仪器与设备、试样、试验步骤、结果计算与评定、试验报告等。
注：混凝土和钢筋混凝土排水管芯样试体抗压强度试验方法详见附录A(补充件)。
本标准适用于检验预应力混凝土输水管、混凝土和钢筋混凝土排水管的管体混凝土抗压强度。
二、引用标准
GB 5695 预应力混凝土输水管(管芯绕丝工艺)
GB 5696 预应力混凝土输水管(管芯绕丝工艺)
GB 11836 混凝土和钢筋混凝土排水管
三、试验仪器与设备
31 试体模型
立方试模为铸铁或钢制成，内表面刨光(磨光)，平整度要求在100mm距离内凹凸不超过0.5mm；试模可拆卸擦洗，模内棱边尺寸的偏差不超过1mm，直角偏差不超过0.5°。
32 拌和设备
自落式或强制式混凝土搅拌机。
33 成型设备
3.3.1 标准震动台，频率为每分钟3000±200次，负荷震幅为0.35mm，或空载震幅为0.5mm。
3.3.2 半球形插捣棒，直径为16mm、长度为650mm。
34 成型机具
小铁铲、镘刀、金属直尺及台秤等。
35 试验设备
压力试验机或万能试验机的精度(示值的相对误差)应在±2%以内；其量程应能使试体的预期破坏荷载值不小于全量程的20%，也不大于全量程的80%。
四、试样
41 试体规格与数量
试体为立方体，试体规格为100mm×100mm×100mm和150mm×150mm×150mm两种。以同一龄期为一组，每组至少三块。
42 模具准备
清理模型后，在其内表面均匀涂刷一层脱模剂。
43 取样方法
成型用混凝土，应在制管过程中的同一混凝土拌和物中随机取样，不应任意挑选。
44 成型方法
4.4.1 根据混凝土的稠度选择试体成型方式：塌落度小于或等于70mm时，使用震动台震实成型；塌落度大于70mm时，使用插捣棒捣实成型。
4.4.2 震动台震实方法
4.4.2.1 将试模置于标准震动台台面上，灌满混凝土拌和物，并稍高出模具顶面，开始震动至混凝土表面呈现乳状水泥浆时结束震动(一般不超过90s)，记录震动时间。
4.4.2.2 用镘刀沿试模周边刮掉多余混凝土浆料，并抹平混凝土表面。
4.4.3 插捣棒捣实方法
4.4.3.1 混凝土拌和物分两层装入试模内，每层约为1/2试模高度。
4.4.3.2 插捣时，应按螺旋方向逐层从周边向中心均匀地进行，每层插捣次数：对于100mm×100mm×100mm度体为12次，对于150mm×150mm×150mm试体为25次。
4.4.3.3 插捣深度和力度，插捣底层时，捣棒应插到模底；插捣上层时，捣棒应插入该层底面以下20～30mm。插捣时应将捣棒垂直(不得倾斜)压下(不得冲击)。
注：捣完一层后，遇有棒坑，应使用捣棒填平。
4.4.3.4 用镘刀沿试模周边刮掉多余混凝土拌和物，静停后用镘刀抹平。
45 试体养护
4.5.1.1 试体成型后，置于温度20±5℃，相对湿度大于50%的环境中，静停时间一般不超过24h，然后脱模、修补、编号。
4.5.1.2 将脱模后的试体在标准养护室或标准养护箱内养护；标准养护条件的温度为20±3℃，相对湿度在90%以上；或置于温度在20±3℃的水中养护，每周应换水一次。
4.5.1.3 试体养护至规定龄期后取出，在1h内进行抗压试验，取得相应龄期的抗压强度。
4.5.2 生产养护
4.5.2.1 试体成型后，随同管子在相同养护温度、湿度及时间条件下进行蒸汽养护，对于震动挤压工艺生产的预应力混凝土输水管，试体成型后应在其表面施加30g/cm[2]的压力，再进行蒸汽养护。
4.5.2.2 管子蒸养后，取出试块、脱模，立即进行抗压试验，取得脱模强度。
4.5.2.3 测定其他龄期混凝土抗压强度试体，应放置在与管子堆放相同温度、湿度及时间条件下进行后期养护，直至规定龄期时再进行抗压试验，取得相应龄期的抗压强度。
五、试验步骤
51 外观检查与尺寸测量
试体不得有缺陷，相对两面应平行。在试验前应擦拭干净。测量试体尺寸应精确到1mm，计算承压面积。
52 试体安置
以成型时的侧面为上下承压面，将试体稳妥放在下压板上，对正上、下压板几何中心，开动试验机，当上压板与试体表面接近时，再次调整球形座，使接触均衡。
53 加荷速度
以每秒0.4～0.8MPa(4～8kgf/cm[2])的加荷速度连续均匀地加荷(较高的混凝土标号取较高的加荷速度)，当试体接近破坏而迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试体破坏，记录破坏荷载。
六、结果计算与评定
61 混凝土立方体抗压强度按式(1)计算：
ρ
R=-----×10………………………………………………(1)
F
式中：R——抗压强度，MPa;
ρ——破坏荷载，kN；
F——承压载面面积，cm[2]。
62 取每组(三个)试体的抗压试验结果的算术平均值作为该组试体抗压强度的代表值，计算精确至01MPa(1kgf/cm[2])。当三个试体中最大或最小的强度值，其中之一与中间值相比超过15%时，以中间值代表该组的混凝土抗压强度；当三个试体中的最大与最小的强度值与中间值相比均超过中间值的15%时，则该组试验结果无效。
63 混凝土抗压强度尺寸换算系数
试体为100mm100mm100mm的抗压强度，换算成标准试体(150mm150mm150mm)抗压强度时应乘以尺寸换算系数0.95。
64 混凝土抗压强度的工艺换算系数
不同制管工艺的预应力混凝土输水管管体混凝土抗压强度等于立方体混凝土抗压强度乘以工艺换算系数；工艺换算系数应通过这种工艺管体混凝土抗压强度与立方试体抗压强度对比试验取得；当尚未取得实用工艺换算系数时，可参照下表数据。
制 管 工 艺 方 式 工 艺 换 算 系 数Kg
管芯绕丝工艺
离心制管工艺 125
悬辊制管工艺 100
立式震动制管工艺 100
震动挤压工艺 150
七、试验报告
试验报告应包括下列内容：
a. 试验项目名称；
b. 试验目的和要求；
c. 试体成型日期、编号、试验日期及龄期；
d. 成型方式及养护方式；
e. 混凝土等级、配合比及原材料品种规格；
f. 试体外观、修补及尺寸测量记录；
g. 脱模强度、缠丝强度、出厂强度、28d强度及其他龄期的强度值的试验结果；
h. 试验单位及检验人员签章；
i.数据偏差、取舍说明等试验分析；
j. 标准编号。
附 录 A 芯样试体抗压强度试验方法
(补充件)
A1 主题内容与适用范围
本附录规定了从离心、悬辊、立式挤压及立式震动成型的混凝土和钢筋混凝土排水管管体钻取芯样的抗压强度试验方法，适用于产品定型及仲裁检验。
A2 试验设备及仪器
混凝土钻机：采取金刚石钻头。转速大于或等于900r/min。
A3 试样
A3.1 芯样试体的技术要求。
A3.1.1 芯样试体的直径应大于或等于混凝土中粗集料最大粒径的3倍。
A3.1.2 芯样试体的高度应为其直径的1～2倍。
A3.1.3 芯样试体的两个端面与轴线间的垂直度总偏差不得超过2°。
A3.1.4 芯样试体承压面的不平度应为每100mm不超过005mm。
A3.1.5 芯样中应尽可能没有钢筋。若含有钢筋，应记录钢筋的直径、长度、位置及方向，并使其处于靠近端面的位置，但不露出端面。
A3.2 芯样试体的制备
A3.2.1 芯样试体的尺寸：芯样试体直径一般采用规格有50mm，100mm两种。
A3.2.2 芯样钻取位置：从样管的中央及两端(距端部大于100mm)分三段钻取芯样，三个为一组。
A3.2.3 芯样的混凝土强度：为避免钻取芯样和芯样加工时破坏砂浆与石子之间的粘结， 样管的混凝土强度应不低于10MPa。
A3.2.4 芯样的钻取
A3.2.4.1 根据钻机的型号和现场条件，固定钻机，调平底盘，使钻头垂直于管轴线。
A3.2.4.2 调整变速杆使其达到所需转速。
A3.2.4.3 开启水龙头，钻头慢慢地接触混凝土表面，钻头入槽后方可加压进钻。
A3.2.4.4 进钻后应保持钻机平稳，冷却水不可中断，需水量大小以出水温度不超过30℃，水流量能排出粉屑为准。
A3.2.4.5 钻芯完毕应慢慢提升钻头离开混凝土表面，然后停机、停水。
A3.2.4.6 芯样取出后立即编号、记录(包括取芯位置、钢筋位置、外观特征等)。
A3.2.5 芯样端面处理：芯样端面可采用磨光机磨平或采用425号以上水泥，水灰比在0.3以下配制的水泥净浆抹平。
注：用水泥净浆抹平时，宜采用一个直径比芯样直径大1～2mm的圆形套模。为了增加芯样端面与水泥净浆之间的粘结力，先在芯样端面刷上粘结剂，然后把芯样放入套模中涂抹水泥净浆。抹光压平，抹面层厚不大于3mm。次日脱模，检查其平整度。处理完两个端面后，即可养护。
A3.2.6 芯样试体养护
A3.2.6.1 端面磨平处理的试体，磨平后放入20±5℃的净水中浸泡40～48h，即可进行抗压强度试验。
A3.2.6.2 端面抹面处理的试体，抹平后放入标准养护室内养护2～3d，然后放入20±5℃的净水中浸泡40～48h，即可进行抗压强度试验。
A4 试验步骤
A41 详细记录芯样试体上的分层、麻面、气孔等异常特征及骨料的类型、最大粒径和混凝土的密实状况。
A42 凡试体表面有裂缝、缺损、缩颈、鼓肚、蜂窝及端面不符合规定者，一律不得作抗压强度试体。
A43 测量芯样试体的直径和高度。
A4.3.1 芯样试体直径：用游标卡尺在芯样试体的上、中、下三处测量，取其算术平均值为直径，精确到02mm。
A4.3.2 芯样试体高度：用游标卡尺在芯样试体侧面两个相对位置上测量，取其算术平均值为高度。精确到1mm。
A44 按本标准第5章进行抗压强度试验。
A5 试验结果计算
A51 芯样试体抗压强度按式(A1)计算：
4P
Rx=-------------………………………………………(A1)
πD[2]Ky
式中：Rx——芯样试体抗压强度值，MPa；
P——芯样试体破坏前载荷，N；
D——芯样试体直径，mm；
Ky——不同高径比芯样试体抗压强度换算系数，见表A1、表A2。
表A1 直径为100mm不同高径比芯样试体抗压强度换算系数
高径比H/D 混凝土强度等级，MPa
35＜C≤45 25＜C≤35 15＜C≤25
100 100 100 100
125 098 094 090
150 096 091 086
175 094 089 084
200 092 087 082
注：H——芯样试体高度，mm；D——芯样试体直径，mm；C——混凝土强度等级，MPa；当H/D为其他比值时抗压强度换算系数可用内插法求得。下表同。
表A2 直径为50mm不同高径比芯样试体抗压强度换算系数
高径比H/D 混凝土强度等级，MPa
325＜C≤35 20＜C≤325
100 100 100
125 078 085
150 074 080
175 071 078
200 063 076
A52 芯样试体抗压强度换算为150mm×150mm×150mm试体抗压强度按式(A2)计算：
Rx 0.7
-----=0.56+-------------………………………………(A2)
Rb H
0.006D+---
D
式中：Rb——150mm×150mm×150mm试体抗压强度，MPa。
附加说明：
本标准由国家建筑材料工业局提出。
本标准由国家建筑材料工业局苏州混凝土水泥制品研究院归口。
本标准由国家建筑材料工业局苏州混凝土水泥制品研究院负责起草。
本标准主要起草人费芳恒、解德信、徐忠文、张芳淑、沈丽华。
