CN1038345A - 一种直接测量砌体灰缝强度的方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种直接测量灰缝强度的方法及设备。用射钉 法测定灰缝砂浆的抗压强度，用原位剪切法测定灰缝 砂浆的抗剪强度。射钉法的基本原理是利用一枚具 有定量动能的钉子，将它射入灰缝中，根据射入的深 度判定砂浆的抗压强度。因为砂浆强度为射入量的 函数。原位剪切法是根据微破损原理设计的一种测 试方法。测试时，将剪切仪嵌入被测砌体砖的旁边， 在挖开砖的另一头灰缝条件下，用微型千斤顶对砖施 加负荷，使灰缝受剪，从测力计上读得砌体的灰缝抗 剪强度。

Description

本发明属于建筑工程中砌体灰缝强度测定方法的改进。

砖石结构设计规范和施工验收规范规定，以砂浆立方试块的抗压强度作为砌体灰缝砂浆强度的依据。

关于直接测定砌体灰缝强度的方法，目前尚未见到国外的有关信息。在国内，北京建工所从70年代开始研究用回弹法测定抗压强度，此法是使用回弹仪对灰缝表面硬度进行采样，据此评定灰缝的抗压强度，但至今尚处于仪器的研制阶段;河南省建筑科学研究所和陕西省建筑科学研究所采用超声法测定超声波在灰缝中的传递速度，来确定灰缝砂浆的强度，亦处于研究阶段;四川省建筑科学研究所曾研究过取出小块灰缝来测定抗压强度方法，1987年因取样试验存在问题而中止试验。测定砌体灰缝抗剪强度的方法，目前已有的同类方法是原墙强度现场测试法。该方法要求拆除一部分砌体，然后用专用的加荷装置夹住一块样品砖，将它从墙面上拨出来。加荷装置则由反刀架、夹具、牵引测力计和加力镙母组成。为了避免主要结构的损伤，该方法要求选择非承重墙体抽样;为了减少墙体的损坏，一般是在窗台下抽样，因此也就限制了抽样范围。

本发明的目的在于：提供一种新的直接测定法及其设备，在实际砌体上用射钉法测定灰缝砂浆的抗压强度，用原位剪切法测定灰缝砂浆的抗剪强度。

射钉法的基本原理是利用一枚具有定量动能的钉子，将它射入被测灰缝中，根据射入的浓度判定砂浆的抗压强度。射入深度与材料的密度成正比，密度与强度成正比，因此砂浆强度为射入量的函数。测定射入量，根据射入量与抗压强度的函数式，便可确定被测灰缝的抗压强度。这种深层取样，能量的转换远比回弹法充分，所得结果更为准确。

原位剪切法的基本原理是利用一台原位剪切仪，将它嵌入墙面内，对一块砖的上下灰缝进行抗剪试验，确定其抗剪强度。它可以测得砌体实际的抽样强度，因而具有重要的实用性。

根据射钉法的原理，若设砂浆抗压强度为R，射钉的射入深度为l，则 ＝f（l）。当用射钉器在现场工程砌体上测得射钉的射入量l后，便可求得灰缝砂浆的抗压强度。射钉由一枚直径为3毫米左右的特制钢钉和射钉弹组成，由专用的射钉器依靠火药的爆发力将射钉射入被测的砌体灰缝中。

实现射钉法的装置为射钉器、射钉、射钉弹和标准块。

射钉器如图一所示。主要由射钉管1、装弹口2、水准器3组成。射钉管用来发射射钉，装弹口用来装填射钉弹。将射钉管端部顶在被测灰缝的表面上，用力将射钉管压入射钉器中，即可击发射钉弹，将射钉打入灰缝中。击发射钉弹的方式可以是自动的或手动的，推进射钉的方式可以是直接的或间接的。射钉管的端部成对称割园形，割后的尺寸确好嵌入灰缝中，保证射钉从灰缝中部射入。水准器保证射钉水平地射入灰缝中。除此以外，射钉器还设有击发保险装置等部件。

射钉是一根直径为3毫米左右的特制钢针，以保证射入的钉子尽量不受灰缝边界的影响。

射钉弹是一种用无烟火药制作的专用弹。其爆发力可以将射钉射入灰缝30-100mm，以保证取样的代表性。

标准块是一组匀质材料块，每组由五块组成。射钉在这些块上的射入深度分别约为：30mm、50mm、70mm、90mm、110mm。标准块的作用是供射钉器的量值作计量溯沅。

在任何情况下，射钉器各部构成的综合计量误差应不大于灰缝砂浆抗压强度误差的三分之一，标准块的允许误差应不大于射钉器的三分之一。

射钉法在适当改变射钉和射钉弹的规格之后，也可用于测定砌体上砖的强度。

原位剪切法是根据微破损法原理设计的一种测试方法。用于建筑工程上砌体灰缝抗剪强度的测定。

原位剪切法使用一种特制的原位剪切仪，测试时如附图二（原位剪切法取样示意图）所示，先确定被测试样（图中1），将与其相邻一侧的灰缝挖空（图中2），将另一侧的一个砌筑位置（至少为半块砖及其周围灰缝的位置）也挖空（图中3），再将剪切仪嵌入挖空的砌筑位置上，按图中箭头方向对试样施加加荷，测出抗剪强度。若需测定无垂直力条件下的抗剪强度，则在试验前，可预先将试样上面第二层灰缝挖空（图中4），再测定抗剪强度。这样的方法，足以在墙面任何部位抽样测定出灰缝的实际抗剪强度。试验给砌体造成的损害是微不足道的，不会影响整体工程质量，试验后修补亦甚方便，修补质量是有保证的，犹如修补脚手眼一样。

原位剪切仪采用分离式千斤顶的结构，包括千斤顶、油泵、测力计三部分。千斤顶采用双活塞构造，设有自动回油装置。外形尺寸约为125×110×65（mm）³。测力计采用专用压力表。图三为原位剪切专用千斤顶简图，1顶板、2缸体、3油管接口、4提手。

原位剪切法具有设备简单，操作方便，结构可靠和易于向基层推广的优点。对于独立柱之类的砌体，在增加一些简单的附件后，也可进行剪切试验。

实施例1：采用5个不同标号的砂浆，分别制作砂浆试块和砌筑砌体，经28天养生后，用射钉法测定射入量和用破损法测定砂浆试块抗压强度。主要有关数据如下：

1.砂浆：混合砂浆，抗压强度在2.3～25.5MPa之间;

2.砖：100号普通砖;

3.射钉弹：S₁绿弹;

4.射钉：DDA87S₈型;

5.试样与测试：每个标号的砂浆作成70.7×70.7×70.7（mm）³砂浆试块十块，其中五块用破损法测定抗压强度，五块测定射入量。

同时，每个标号的砂浆制作370×490×1000（mm）³砌体五个。在每个砌体的四个面上，沿螺旋线自上而下大致均匀地射入10枚射钉，测定灰缝的射入量。

测试表明，各组试块上射入量的离散系数在4.7～10.7%之间，同时用破损法测得对照组抗压强度的离散系数在4.4～12.9%之间，这表明射钉法与破损法（现行的标准方法）具有同样的测试精度和稳定性。

同时也表明，用所得l值与对应的R值作回归分析，所得R＝f（l）函数式的相关系数分别为-1.0000和-0.9977。这样高度显著的相关关系，表明了射钉法是可行的。

实施例2：在工程砌体的任意单元走砖位置上用原位剪切法测量灰缝抗剪强度。按图二所示取样进行测试。其工艺步骤为：

1.用冲击钻对需挖开的灰缝开排孔;

2.用扁凿将开出的排孔改成道缝;

3.抽出或凿下需挖出的砖;

4.采用分离式千斤顶嵌入半块普通砖的砌筑位置上去，如果遇到开挖孔是一块走砖或空心砖的位置，只要加上适当的垫块，便可进行试验。千斤顶行程30mm，最大顶压力55KN。30mm行程是以满足试样破坏时的最大变形的要求。55KN顶压是根据对大于100号砂浆砌体原位抗剪试验结果和按设计规范推算在相当于五层住宅垂直压力下进行试验所需要的最大顶压力。

5.测力计是用千斤顶配套的双值（KN和MPa）压力表。

测试结果表明，原位剪切法与已有的同类方法具有相当的测试精度。

Claims (5)

1、一种直接测量砌体灰缝强度的方法，本发明的特征在于用射钉法直接测定灰缝砂浆的抗压强度，用原位剪切法直接测定灰缝砂浆的抗剪强度。

2、根据权利要求1所述的射钉法，其特征在于采用了射钉器、射钉、射钉弹和标准块。

3、根据权利要求1所述的原位剪切法，其特征在于采用了原位剪切仪。

4、根据权利要求2所述的射钉器，其特征在于它由射钉管、装弹口和水准器组成。

5、根据权利要求3所述的原位剪切仪，其特征在于它采用了分离式结构，包括微型千斤顶、油泵、测力计三部分。