许奇宇
中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350000
摘要：本文针对青岛新机场站坪道面混凝土施工中，通过试验积累了一些实测数据，运用数理统计方法建立了弯拉强度与劈裂强度之间的换算关系式，以期对本工程质量有较真实的反映，并为今后的试验工作提供一个可供参考的资料。
关键词：道面混凝土；弯拉强度；劈裂强度；折算公式
前言
根据《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH 5006-2015）第18.0.9条第1款：跑道、滑行道、机坪道面总面积不小于5000㎡的工程，建设单位应委托第三方试验单位通过试验得到该工程水泥混凝土板钻芯取样测得的圆柱体劈裂强度与标准小梁弯拉强度统计的折算公式。
水泥混凝土弯拉强度试验，其应力呈三角形分布，小梁底部的拉应力最大，所以小梁试件的破坏由小梁底部向上发展，破坏模式是一条线。对于水泥混凝土劈裂强度试验，其应力呈矩形分布，破坏模式是一个面。由于两者的破坏模式不同，两者从理论上不可能导出解析式。但两者同属于拉伸破坏，通过大量对比试验，利用数理统计回归分析的方法在小范围内建立两者的经验关系式还是有可能的。
1、工程概况
1.1 设计要求
青岛新机场空侧站坪道面面积约为138万平方米，我部承建面积约42万㎡。根据设计要求道面水泥混凝土28天抗折强度不小于5.0MPa，道面水泥混凝土抗冻标号要求不小于F300，要求掺加减水引气型外加剂，水泥混凝土含气量宜不小于4%。
1.2 砼组成材料
（1）水泥：山东山铝环境新材料有限公司生产的“山铝牌”P·Ⅰ52.5硅酸盐水泥
（2）碎石：烟台海阳碎石厂生产的4.75~31.5mm连续级配碎石。
（3）砂：青岛平度水洗中粗砂。筛分结果属于Ⅱ区中砂，实测细度模数2.85。
（4）外加剂：北京安建世纪有限公司生产的AJF-6缓凝高效减水剂（引气型）。
1.3 配合比情况
混凝土配合比单位水泥用量为325kg/m3，水灰比为0.41；水泥：砂子：大石：中石：小石：外加剂：水=325kg：604kg：687kg：550kg：137kg：4.8kg：133kg。
2、试验数据来源及结果
本试验所用的标准小梁试块50mm×150mm×550mm源自于混凝土浇筑现场随机抽取。标养至28d后进行抗折强度试验，然后并根据该小梁试块制作日期钻取同天所浇筑的混凝土区域芯样，做劈裂试验。取得的数据如下表（表1）：
表1 试件样本强度测定结果
3、数理统计分析
根据试件样本强度测定结果散点图（图1）可知，标准小梁弯拉强度与芯样劈裂强度可按幂函数曲线（为回归系数）表示，建立回归曲线和相关系数。
图1 试件样本强度测定结果散点图
1、将幂函数转换得：
2、统计检验
（1）相关系数：
故：弯拉强度和劈裂强度有很强的线性相关关系，从而表明所建立的模型是有意义的。
s接近于0，说明模型对样本数据偏差小，预测的可靠程度较高。
综上所知，弯拉强度和劈裂强度二者之间具有良好的相关性，关系式可作为评估本工程质量的参考的资料。
（4）显著性检验
3、回归公式与规范中关系式比较
为了比较该公式的适用性，将本公式与规范提供公式进行对比分析，分析结果如下：
表2 回归公式与规范公式预测值比较
图2 回归公式与规范公式预测值比较
从表中可以看出，回归公式预测值趋势与实际的弯拉和劈裂强度走向基本一致，虽然规范公式也没有偏离实际数据走向且实测的弯拉强度值得标准偏差和变异系数与两个公式都比较接近，但是规范计算出的平均弯拉强度值较实测值减少约7.3%，这可能导致道面混凝土强度质量评定产生不合格等误判。
4、结束语
造成抗弯拉强度和劈裂强度两者之间换算关系比较离散，在大范围内不能得出确信的统一换算关系式，主要原因是各地区水泥集料等原材料变化较大和两者在因果关系上没有解析式所造成的。为了更准确地表达实际施工中劈裂强度与弯拉强度的关系，在工程施工时可以先按照上面提出的方法建立关系式，这对水泥砼道面质量控制和验收有着十分重要的意义。
参考文献：
［1］MH5007-2017，民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准.
［2］MH5006-2015，民用机场水泥混凝土面层施工技术规范.
［3］郑叶敏 水泥混凝土路面劈裂强度与弯拉强度的相关性［J］ 山西交通科技，2009（3）：12-14.
论文作者:许奇宇
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：强度论文; 混凝土论文; 公式论文; 小梁论文; 水泥论文; 关系式论文; 青岛论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;