CN101762421B - 检测混凝土抗压强度的直拔装置及直拔方法 - Google Patents
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Abstract
一种检测混凝土抗压强度的直拔装置及直拔方法，包括与被测混凝土构件粘接的标准件和与之连接的拉拔仪。标准件是圆筒形的钢制直拔标准件，其圆筒外侧筒底正中有连接头，所述连接头与拉拔仪连接。拉拔系统由拉力传感器、液压拉拔仪和荷载表组成。使用时，用粘接剂将钢制直拔标准件的圆筒筒底和筒内壁粘贴于被测混凝土上，将钢制标准件与连接头连接并启动拉拔系统，记录混凝土破坏时的拉力值，从而推定混凝土强度。这种装置对被测混凝土造成的破坏面很小、检测精度高。
Description
技术领域
本发明涉及强度检测装置及检测方法，特别是一种混凝土抗压强度的检测装置及检测方法。
背景技术
现有检测混凝土抗压强度的方法有钻芯法、回弹法、超声回弹综合法和胶粘拉拔法，胶粘拉拔法也称锚具嵌入式拉拔法或拔出法。锚具嵌入式拉拔法又分为预埋拉拔法和后装拉拔法两种。
胶粘拉拔法：(1)先用薄壁钻孔机(水冷却)在混凝土表面垂直钻一直径约25mm、深度约40mm的小孔。(2)胶粘拉拔件。待孔壁干燥后，用环氧树脂粘结剂，分别涂在孔壁周围和拉拔件侧面，并把拉拔件放入孔内，再用环氧树脂填满其空穴。(3)安装拉拔仪。待环氧树脂粘结剂固化后，用拉杆螺栓将拉拔件和连接园盘联牢。然后在连接园盘上安装拉拔仪，并使拉拔仪的承力环紧贴混凝土表面。(4)施加拉拔力。按规定速度给工作油缸进油。(5)混凝土破损。在120±30秒的时间，使拉拔力达极限值，承力环下面的混凝土不能承受更大荷载而破坏。读出最大拉拔力值。(6)混凝土抗压强度。由拉拔力P与相应的抗压强度fc的线性回归方程fc＝bP+a，确定混凝土的抗压强度。
锚具嵌入式拉拔法是将拉拔件(圆柱状钢件)用环氧树脂粘结剂植入事先在混凝土表面钻出的、直径约25mm、深度约40mm的小孔内。待粘结剂凝固后，把拉拔件拔出，以拉拔力同混凝土抗压强度建立关系，推定混凝土强度。锚具嵌入式拉拔法在检测时对被测混凝土表面形成较大的损伤。其受力特点是，混凝土破坏面与拉力方向呈小于90°的角度，即在混凝土内同时产生拉应力和压应力。在被测混凝土表面形成较大的损伤。测试过程中，混凝土内部的应力状态是复杂的。因此检测结果缺乏准确性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种检测混凝土抗压强度的直拔装置及直拔方法，要解决现有混凝土抗压强度的检测方法缺乏准确性、或在检测时对被测混凝土表面形成较大损伤的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种检测混凝土抗压强度的直拔装置，包括与被测混凝土构件粘接的标准件和与之连接的拉拔仪，其特征在于：所述标准件是圆筒形的钢制直拔标准件，其圆筒外侧筒底正中有一个连接头，所述钢制直拔标准件上的连接头与拉拔仪连接。
所述钢制直拔标准件的外径为48mm，内径为45mm，高为22mm。
所述钢制直拔标准件的连接头直径为φ15mm，连接头长度为15mm。
所述拉拔系统由拉力传感器、液压拉拔仪和荷载表组成。
一种检测混凝土抗压强度的直拔方法，其特征在于检测步骤如下：
步骤1)在被测混凝土母体上选择一个被测平面。
步骤2)采用内径不小于45mm的空心水钻，与钢制直拔标准件尺寸配套，从与上述被测平面垂直的位置向混凝土构件内部垂直钻进，形成一个深度不小于50mm的圆环形沟槽，所述圆环形沟槽将被分割出的混凝土与被测混凝土母体在环向分割开来。
步骤3)涂粘接剂于钢制直拔标准件的圆筒筒底和筒内壁上，将钢制直拔标准件的圆筒插入上述圆环形沟槽内，使直拔标准件与被拔混凝土粘结。
步骤4)将钢制直拔标准件正中的连接头与拉拔仪连接，启动拉拔仪。
步骤5)钢制直拔标准件受到与混凝土被测平面相垂直的拉力，直至被测混凝土轴向拉拔破坏，混凝土破坏面出现在被测混凝土某一位置。
步骤6)记录被测混凝土受拉拔破坏的瞬间拉力峰值。
步骤7)把五次测试的瞬间拉力峰值代表值代入事先建立的混凝土测强公式，推定所测构件混凝土的抗压强度。
重复步骤1)-步骤6)五次，得到被测构件混凝土的拉拔破坏代表值，然后将被测构件混凝土的拉拔破坏代表值代入事先建立的混凝土测强公式， 进而推定所测混凝土的抗压强度。
事先建立的测强公式：
式中
fcu，i c-第i个构件测试的混凝土强度推定值；
Nm-拉拔应力代表值。在五次测试后，去掉获得的5个数据中的最大值和最小值，取剩余三个数据的平均值作为该构件的拉拔应力代表值。
上述测强公式的相关系数(r)＝0.8947；相对标准差(er)＝12.72％；平均相对误差(δ)＝7.93％。均符合国家有关规范的规定。不同情况可以用不同的相关系数。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
1、本发明依据混凝土轴心抗压强度与轴心抗拉强度标准值的对应关系，在结构实体上对混凝土进行拉拔，采用拉拔破坏应力与混凝土抗压强度之间事先建立的相关关系，推定混凝土强度，这种装置对被测混凝土造成的破坏面很小、检测精度高。
2、本发明的特点是：依据混凝土轴心抗压强度与轴心抗拉强度标准值的对应关系。在测试中，混凝土受力单纯，应力仅为拉应力。混凝土破坏面与拉力方向呈90°的直角。
1)适用于C15～C100的结构工程混凝土强度推定。
2)现场测试位置的表面无需处理。
3)测试精度高；在检测时不会对被测混凝土表面形成较大损伤。
4)采用的设备轻便、便于携带、操作简单、准确快捷、测试成本低。
3、具体测试步骤
1)采用内径不小于45mm的空心水钻， 将待测位置的混凝土与构件母体混凝土分割开来；
2)用配套的钢制标准件粘贴于分割后的混凝土上；
3)用拉拔设备，通过钢制标准件将混凝土轴向拉拔至破坏，并记录混凝土拉拔破坏瞬间的峰值；
4)把得到的五个位置混凝土拉拔破坏瞬间的峰值进行数据处理后得到拉拔应力代表值，将其代表值代入事先建立的混凝土测强公式，进而推定所测混凝土的抗压强度。
直拔法检测混凝土抗压强度和其他检测方法的主要区别如下表所示。
综上所述，检测混凝土抗压强度的直拔装置及直拔方法，与目前的其他混凝土强度检测方法有实质性的不同。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明直拔法检测混凝土抗压强度的示意图。
图2是图1的A向投影图。
附图标记：1-钢制直拔标准件、2-连接头、3-圆环形沟槽、4-粘接剂、5-混凝土破坏面、6-被测混凝土母体、7-被测混凝土。
具体实施方式
实施例参见图1、图2所示，本发明的工作过程如下：
1、所述标准件是圆筒形的钢制直拔标准件1，其圆筒外侧筒底正中有一个连接头2，所述连接头与拉拔仪连接。
2、所述钢制直拔标准件1的外径为48mm，内径为45mm，筒高为22mm，筒底厚为2mm。
3、所述钢制直拔标准件1的连接头2直径为15mm，连接头长度为15mm。
4、所述拉拔系统由拉力传感器、液压拉拔仪和荷载表组成。
5、检测步骤如下：
步骤1)在被测混凝土母体6上选择一个被测平面。
步骤2)采用内径不小于45mm的空心水钻，与钢制直拔标准件尺寸配套，从与上述被测平面垂直的位置向混凝土构件内部垂直钻进，形成一个深度不小于50mm的圆环形沟槽3，所述圆环形沟槽将被测混凝土7与混凝土构件母体6在环向分割开来。
步骤3)涂粘接剂于钢制直拔标准件1的圆筒筒底和筒内壁上，将钢制直拔标准件的圆筒插入上述圆环形沟槽3内，使直拔标准件与被测混凝土7(即被分割出的混凝土)粘结。
步骤4)将钢制直拔标准件正中的连接头2与拉拔仪连接，启动拉拔仪。
步骤5)钢制直拔标准件1受到与混凝土被测平面相垂直的拉力，直至被测混凝土7轴向拉拔破坏，混凝土破坏面5出现在被测混凝土7某一位置。
步骤6)记录被测混凝土7受拉拔破坏的瞬间拉力峰值。
步骤7)把五次测试的瞬间拉力峰值代表值代入事先建立的混凝土测强公式，推定所测构件混凝土的抗压强度。
6、重复步骤1)-步骤6)五次，得到被测构件混凝土的拉拔破坏代表值，然后将被测构件混凝土的拉拔破坏代表值代入事先建立的混凝土测强公式，进而推定所测混凝土的抗压强度。
事先建立的测强公式：
式中
fcu，i c-第i个构件测试的混凝土强度推定值；
Nm-拉拔应力代表值。在五次测试后，去掉获得的5个数据中的最大值和最小值，取剩余三个数据的平均值作为该构件的拉拔应力代表值。
上述测强公式的相关系数(r)＝0.8947；相对标准差(er)＝12.72％；平均相对误差(δ)＝7.93％。均符合国家有关规范的规定。不同情况可以用不同的相关系数。
Claims (1)
1.一种检测混凝土抗压强度的直拔方法，其特征在于：该方法所用的检测混凝土抗压强度的直拔装置，包括与被测混凝土构件粘接的标准件和与之连接的拉拔仪，所述标准件是圆筒形的钢制直拔标准件(1)，其圆筒外侧筒底正中有一个连接头(2)，所述钢制直拔标准件上的连接头与拉拔仪连接；
所述钢制直拔标准件(1)的外径为48mm，内径为45mm，高为22mm；
所述钢制直拔标准件(1)的连接头(2)直径为φ15mm，连接头长度为15mm；
所述拉拔仪由拉力传感器、液压拉拔仪和荷载表组成；
所述检测混凝土抗压强度的直拔方法的检测步骤如下：
步骤1)，在被测混凝土母体(6)上选择一个被测平面；
步骤2)，采用内径不小于45mm的空心水钻，从与上述被测平面垂直的位置向混凝土构件内部垂直钻进，形成一个深度不小于50mm的圆环形沟槽(3)，所述圆环形沟槽将被测混凝土(7)与被测混凝土母体(6)在环向分割开来；
步骤3)涂粘接剂于钢制直拔标准件(1)的圆筒筒底和筒内壁上，将钢制直拔标准件的圆筒插入上述圆环形沟槽(3)内，使直拔标准件与被测混凝土(7)粘结；
步骤4)待涂粘接剂硬化后，将钢制直拔标准件正中的连接头(2)与拉拔仪连接，启动拉拔仪；
步骤5)钢制直拔标准件(1)受到拉拔仪作用后，使被测混凝土(7)内产生纯拉力，直至被测混凝土(7)被拉坏，混凝土破坏面(5)出现在被测混凝土(7)的某一位置；
步骤6)记录被测混凝土母体(6)受拉拔破坏瞬间的拉力峰值；
步骤7)把瞬间拉力峰值代入事先建立的混凝土测强公式，根据混凝土测强公式推定所测构件混凝土的抗压强度；
事先建立的测强公式：
式中
Nm-拉拔应力代表值；
在五次测试后，去掉获得的5个数据中的最大值和最小值，取剩余三个数据的平均值作为该构件的拉拔应力代表值；
上述测强公式的相关系数r＝0.8947；相对标准差er＝12.72％；平均相对误差δ＝7.93％，均符合国家有关规范的规定，不同情况用不同的相关系数。
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