用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术的应用

高 振 马鹏辉 姜治军

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100010）

1 目的

传统的混凝土芯样找平处理存在操作复杂、时间长、成本高、误差大和安全风险高等问题，因混凝土芯样两端面处理不平行，过程处理控制难度大，导致混凝土芯样实际抗压接触面积偏小，影响数据真实、准确。采用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术是解决上述问题的有效途径之一。

2 技术特点

硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术直接利用硫磺胶泥现场加热110℃左右，在混凝土芯样表面快速固化，得到混凝土芯样表面水平的效果。与传统的双面磨平机处理芯样技术相比，具有质量好、外观颜色均一、工作速度快、粘接力牢固密实、无空洞、芯样端面水平、两端面靠紧不透光等优点，其表面不用做任何保护，混凝土芯样补平后，可直接进行混凝土芯样强度抗压，具有操作快速方便、数据准确、误差小，能最真实反应实体强度的特点。

2.1 可自由升降的混凝土芯样补平装置

原采用地砖调平处理技术对混凝土芯样进行补平处理，取得良好效果；现对地砖调平处理技术进行技术改进，研发出一种简单方便、快速可自由升降的混凝土芯样补平装置，可实现快速组装、精确控制芯样处理误差、多块芯样可同时处理、操作简单等优点。

地砖调平处理技术工作原理：选择一块约30cm×30cm的平整、稳定场地，用水平尺粗整平，然后放上地砖，再用水平尺沿地砖对角线方向各进行一次精平，精平过程可用钢塞片调整，确保地砖各个方向水平尺水准泡居中，最后用玻璃胶固定精平后地砖位置，待玻璃胶固化后，即可进行芯样补平。

芯样补平装置工作原理：选择一块约50cm×50cm的平整、稳定场地，固定芯样补平装置，旋转芯样补平装置脚螺旋，使芯样补平装置底板水准泡居中，再用水平尺沿补平装置底板对角线方向各进行一次精平，精平过程可用脚螺旋调整，确保底板各个方向水平尺水准泡居中，即可进行芯样一端面补平，将芯样补好的一端面放置在补平装置底板上，将试验纸用橡皮筋固定在芯样另一端面，做成喇叭口，调节控制螺杆高度，钢直尺控制精度，在喇叭口状的试验纸内倒入融化的硫磺胶泥，盖上顶板，即可进行芯样另一端面补平。

2.2 硫磺胶泥加热重融技术

硫磺胶泥加热重融技术是混凝土芯样处理的关键。由于硫磺胶泥在温度达到110℃左右时呈融化状态，温度过高会挥发有害气体，硫磺胶泥产生变质，影响芯样补平质量，因此，对硫磺胶泥加热重融温度控制要求较高。经反复试验，结合芯样现场补平效果，在硫磺胶泥开始融化时，用铁勺快速搅动，碾碎结块的硫磺胶泥，边搅动，边提起放在电磁炉上的硫磺胶泥，直到硫磺胶泥在铁盆中完全融化，即可停止加热。在此过程中，可加入部分水泥、粉细砂，增加硫磺胶泥粘接性、抗压强度，也可加入部分使用过的硫磺胶泥进行重复利用，节约成本。

2.3 混凝土芯样补平技术

混凝土芯样补平技术是混凝土芯样处理的关键。在固定好的地砖表面（水平尺精平后）涂少量凡士林，倒上加热融化的硫磺胶泥，面积略大于混凝土芯样面积，然后，将处理好的混凝土芯样准确、快速地放在融化后的硫磺胶泥上轻轻施压，并用直角尺控制芯样垂直度，等待5s左右，用小刀沿芯样周围刮去多余的硫磺胶泥，取下芯样试件，完成芯样一端面补平。用同样方法进行另一端面补平，两面补平后，即可进行混凝土芯样抗压强度试验。

3 适用范围及技术原理

硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术适用于混凝土芯样试件、隧道大板试件、岩石单轴抗压试件、水泥稳定材料无侧限抗压强度试件等现场补平处理。对抗压强度高于C60的试件，不宜采用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术进行补平处理。采用硫磺胶泥现场加热110℃左右融化，在混凝土芯样表面快速固化处理，达到混凝土芯样两面平行的效果。

4 操作流程及操作要点

材料、工具准备→地砖调平处理→涂凡士林隔离剂→硫磺胶泥加热融化→混凝土芯样补平处理→混凝土芯样修整→芯样两面平行检验→抗压强度试验。

4.1 材料、工具准备

现场备齐硫磺胶泥、地砖、凡士林、小铲子、电磁炉、水平尺、直角尺、不锈钢盆、小刀、混凝土芯样等。

4.2 地砖调平处理

选择一块约30cm×30cm的平整、稳定场地，用水平尺粗整平，然后放上地砖，再用水平尺沿地砖对角线方向各进行一次精平，精平过程可用钢塞片调整，确保地砖各个方向水平尺水准泡居中，最后用玻璃胶固定精平后地砖位置，待玻璃胶固化后，即可进行芯样补平。取少量凡士林，均匀涂在固定的地砖表面，确保所涂区域不小于芯样端面面积。

4.3 硫磺胶泥加热融化

取100g左右硫磺胶泥放入铁盆，将铁盆放在电磁炉上加热，在硫磺胶泥开始融化时，用铁勺快速搅动，碾碎过程中结块的硫磺胶泥，边搅动，边提起放在电磁炉上的硫磺胶泥（硫磺胶泥加热温度控制在110℃左右，避免温度过高引起硫磺胶泥变质），直到硫磺胶泥在铁盆中完全融化，即可停止加热。

4.4 混凝土芯样补平处理

将加热融化的硫磺胶泥倒在涂有少量凡士林的地砖表面（水平尺精平后），面积略大于混凝土芯样面积，然后，将切好的混凝土芯样准确、快速地放在融化后的硫磺胶泥上轻轻施压，并用直角尺控制芯样垂直度，等待5s左右，用小刀沿芯样周围刮去多余的硫磺胶泥，取下芯样试件，完成芯样一端面补平，用同样方法进行另一端面补平。

4.5 混凝土芯样修整

取补平后的混凝土芯样，用小刀仔细沿芯样周围刮去多余的硫磺胶泥进行精整形，确保硫磺胶泥面积与芯样两端面面积一致，且线形要求美观；在修整过程中，发现芯样表面存在较深凹陷，芯样表面与硫磺胶泥接触面有空洞，应用小铲子铲去补平硫磺胶泥，对芯样表面较深凹陷用硫磺胶泥先进行粗整平，再按照混凝土芯样补平、修整方法进行处理。

4.6 芯样两面平行检验

将修整完成的每个混凝土芯样，用游标卡尺沿芯样试件高度方向相互垂直的两个位置上共测量4次，精确至0.02mm，确保4个测值极差不大于1mm，同时，要求两芯样端面接触严密、不透光，对不满足上述条件的混凝土芯样重新进行补平处理。

5 稳定性分析

依托昆明中交尚城13#地块项目，采用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术，芯样采集及试验结果汇总统计如表1。

表1 昆明中交尚城13#地块混凝土芯样采集及试验结果汇总统计

通过大量试验数据对C25、C45、C60混凝土从机械磨平、硫磺胶泥补平、水泥净浆补平三种方法进行数理统计对比分析，证明采用硫磺胶泥补平方式，芯样抗压强度平均值最高，加工过程最稳定，试验结果分布最集中；采用水泥净浆补平方式次之；采用机械磨平方式平均值最低，试验结果分布最离散。

根据上述试验结果综合分析：采用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术，标准差小，变异系数小，数据结果稳定、可靠。

6 效益分析

我单位在昆明中交尚城13#地块项目成功试验硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术，与传统双面磨平机处理混凝土芯样方法对比，硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术采用了芯样补平装置、硫磺胶泥、电磁炉、凡士林和其他辅助工具。混凝土芯样找平处理两种方法经济效益比较分析：

（1）传统双面磨平机（适用于处理＞1 200组混凝土芯样）

人工费：可忽略不计（项目技术人员处理）。

材料费：可忽略不计（水费、电费）。

仪器设备费：双面磨平机=11 000元/台（自带两个磨头）。

维修保养费：可忽略不计。

合计：11 000 元。

（2）用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样工法

人工费：可忽略不计（项目技术人员处理）。

材料费：硫磺胶泥=300元/袋（5kg，可补直径100mm混凝土芯样100块，每块成本3元）。

工具费：其他工具费=200元（电磁炉约150元、凡士林约16元、直角尺约15元、其他19元）。

合计：500元。

与传统双面磨平机相比，用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样工法可节约费用10 500元。

7 结语

硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术操作简单、快速方便，适用范围广，安全风险低，成本费用少。应用硫磺胶泥快速补平混凝土芯样技术，芯样抗压强度试验结果较常规方法相比，数值最高，且数据稳定、可靠、离散性小，在处理混凝土实体强度质量问题上，可显著降低对企业产生的负面影响，且该技术已在项目成功应用，并取得一定成果，可在建筑工程、市政工程、公路工程等相关领域应用，具有较高的实际应用价值及推广意义。