CN106769446B - 一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，包括用于放置混凝土圆柱试样的环压夹具装置；从下至上依次布设于环压夹具装置上的圆柱压头、球形支座、施力装置和反力装置；本发明的混凝土抗压强度环压法检测仪，在进行检测过程中，采用检测仪对混凝土圆柱试样加压，测出环压值，根据混凝土抗压强度与环压值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度；特别适用于混凝土施工质量监督、加固修复鉴定、质量纠纷鉴定、仲裁鉴定和司法鉴定。

Description

一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪

技术领域

本发明涉及混凝土抗压强度的技术领域，尤其涉及一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪。

背景技术

抗压强度是混凝土较为重要的性能参数，直接关系到混凝土构件乃至工程建设的整体质量安全。针对混凝土构件在不同工程建设的需要，混凝土需要满足相应的抗压强度，因此，对混凝土抗压强度的检测则是一项非常重要的工作。

现有技术中，用于检测混凝土抗压强度的方法有多种，分别如下：

1）、剪压法；其依据剪压仪对混凝土构件的直角边施加垂直于承压面的压力，使得混凝土构件的直角边产生局部剪压破坏，并根据此时的剪压力来推定混凝土构件的抗压强度；该方法存在的缺陷：直接采用混凝土构件进行检测，对混凝土构件造成一定的损伤，由于检测的是混凝土构件的表面的抗压强度，这样，受到混凝土构件形状、检测位置、抗压强度范围以及混凝土构件的厚度等条件限制，使得剪压力的情况较为复杂，难以达到准确检测；不适用于厚度＜80㎜的薄型混凝土；

2）、钻芯法；在混凝土构件上钻取混凝土试件，并加工成标准芯样，在压力试验机上进行其抗压强度检测；该检测方法的缺陷：对混凝土构件造成较大的损伤，且检测过程中，受影响因素较多，难以达到准确检测；制取的标准芯样尺寸ø100×100㎜。

3）、回弹法；依据混凝土构件的表面上的硬度和强度的关系，推定混凝土构件的抗压强度；该方法虽然对混凝土构件没有造成损伤，但是，通过表面硬度和强度的关系，所推导的抗压强度的精度较低，难以准确地反映混凝土抗压强度；不适用于弹击时产生颤动的薄壁、小型混凝土；

4）、超声回弹综合法；该方法依据混凝土构件表面的硬度和混凝土构件内 的超声波波速，来推定混凝土抗压强度；该方法虽然对混凝土构件没有造成损伤，精度较单一的无损检测方法要高。但是，测试操作流程较为繁琐，并对现场测试条件有较多限制和要求，所受测试影响因素也相对较多，易产生多种测试偏差，也直接影响检测精度；

5）、后锚固法；该方法依据混凝土构件表层30mm的范围内，后锚固法破坏混凝土构件的拨出力来推定混凝土抗压强度；该方法存在的缺陷：对混凝土构件造成一定的损伤，且在检测过程中，影响因素较多，应力复杂，导致难以达到准确检测。

以上检测方法存在无法有效检测小型、薄型（厚度＜80㎜）混凝土的不足之处。

针对上述技术问题，故需要进行改进。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种整体牢固、设计合理的实体混凝土抗压强度环压法检测仪，并同时提供一种采用其进行的检测方法。该检测仪及对应的检测方法能够解决现有技术中混凝土抗压强度的各种检测方法存在检测精度低以及适用范围小的问题。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，包括用于放置混凝土圆柱试样的环压夹具装置；从下至上依次布设于环压夹具装置上的圆柱压头、球形支座、施力装置和反力装置；圆柱压头、球形支座、施力装置和反力装置与环压夹具装置的位置相对应。

作为本发明的一种优选方案，所述环压夹具装置包括圆形橡胶垫片、环箍和布设于混凝土圆柱试样上下端的上压板与下压板；圆形橡胶垫片位于混凝土圆柱试样与上压板之间，环箍套接于混凝土圆柱试样上；圆形橡胶垫片为置于混凝土圆柱试样与上压板之间，厚度3㎜～5㎜，直径8㎜，中心有一直径为26mm的圆孔。

作为本发明的一种优选方案，所述上压板上形成有中心圆孔，与此相对应的，圆形橡胶垫片上形成有与中心圆孔相对应的安装孔，安装孔、中心圆孔的内径与圆柱压头的外径相对应，圆柱压头穿过中心圆孔与安装孔相抵于混凝土圆柱试样上。

作为本发明的一种优选方案，所述上压板靠外侧一圈均匀布设有4个上螺栓孔，与此相对应的，所述下压板与上压板的相同位置也匀布设有4个下螺栓孔，上螺栓孔与下螺栓孔通过环压夹具螺栓连接，并通过环压夹具螺母紧固；环压夹具螺栓与环箍之间留有间隙。

作为本发明的一种优选方案，所述下压板中间设置有底部圆孔，外侧连接有下压板固定座，下压板固定座与反力装置固定连接；所述反力装置为凹形结构，两侧形成有支撑座，两侧的支撑座与下压板固定座焊接固定，圆柱压头、球形支座和施力装置均设于凹形结构的内侧；所述球形支座的形状与圆柱压头的形状相匹配；所述底部圆孔的内径大于中心圆孔的内径。

作为本发明的一种优选方案，所述上压板为厚度≥10㎜的圆形钢板，下压板为厚度≥10㎜的圆形钢板，圆形钢板直径、螺栓孔直径和位置只要可以在钢板中间放置套有环箍的混凝土圆柱试样即可。

作为本发明的一种优选方案，所述施力装置上设有用于显示混凝土抗压强度的显示屏；所述施力装置上设有控制元件，控制元件可以检测施力装置对混凝土圆柱试样施加的环压值，并将环压值转换为混凝土抗压强度。

施力装置为可以使所述球形支座与圆柱压头相对于混凝土圆柱试样移动的推动结构，推动结构可以采用小型千斤顶结构、螺杆结构等多种结构，只要符合可以使球形支座、圆柱压头相对于混凝土圆柱试样移动即可。

作为本发明的一种优选方案，所述环箍为可调节周长的钢带型弹性环箍，高度为23mm～24㎜。

一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪的检测方法，具体包括以下步骤：

1）取样：于混凝土中钻取直径80㎜、厚度＞25㎜的芯样；

2）制样：切割芯样，两个端面磨平，制成ø80×25㎜的混凝土圆柱试样；

3）固定：把混凝土圆柱试样置于下压板中心；套上环箍，旋转调距螺栓，使2个调距立柱相互靠近，带动钢带箍紧混凝土圆柱试样；放置圆形橡胶垫片，盖上上压板，圆形橡胶垫片与上压板的中心圆孔正对；安装环压夹具螺栓与环压夹具螺母，拧紧，固定下压板、混凝土圆柱试样、圆形橡胶垫片与上压板；于混凝土圆柱试样上表面放置圆柱压头；于圆柱压头上面安放球形支座；

4）测定：利用施力装置施加压力于混凝土圆柱试样上，直至混凝土圆柱试样破坏，读取混凝土圆柱试样破坏瞬间数据并计算；

5）重复上述步骤，测试多个不同混凝土圆柱试样的抗压强度。

作为本发明的一种优选方案，所述混凝土圆柱试样厚度为25mm，直径为80mm。

本发明的有益效果是：本发明的混凝土抗压强度环压法检测仪，在进行检测过程中，采用检测仪对混凝土圆柱试样加压，测出环压值，根据混凝土抗压强度与环压值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度；这种环压法检测方法，与现有实体混凝土抗压强度回弹法、超声-回弹法、拔出法、剪压法、取芯法相比，对实体混凝土尺寸要求低（只要能制取ø80×25㎜试样即可）；与现有常规混凝土立方体抗压强度检测方法相比，由于是直接从已完工的实体混凝土上取样、制样，更具真实性和代表性，特别适用于混凝土施工质量监督、加固修复鉴定、质量纠纷鉴定、仲裁鉴定和司法鉴定。

附图说明

图1是本发明的一种混凝土抗压强度环压法检测仪的结构示意图。

图2是本发明的上压板的结构示意图。

图3是本发明的下压板的结构示意图。

图4是本发明的环箍结构示意图。

图中附图标记：反力装置1，控制元件2，施力装置3，显示屏4，球形支座5，上压板6，环压夹具螺栓7，下压板固定座8，环压夹具螺母9，环箍10，下压板11，圆形橡胶垫片12，混凝土圆柱试样13，圆柱压头14，环压夹具装置15，中心圆孔16，上螺栓孔17，底部圆孔18，调距立柱19，调距螺栓20，钢带21，安装孔22，下螺栓孔23。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例：如图1-4所示，一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，包括用于放置混凝土圆柱试样13的环压夹具装置15；从下至上依次布设于环压夹具装置15上的圆柱压头14、球形支座5、施力装置3和反力装置1；圆柱压头14、球形支座5、施力装置3和反力装置1与环压夹具装置15的位置相对应。

环压夹具装置15包括圆形橡胶垫片12、环箍10和布设于混凝土圆柱试样13上下端的上压板6与下压板11；圆形橡胶垫片12位于混凝土圆柱试样13与上压板6之间，环箍10套接于混凝土圆柱试样13上。

上压板6为厚度≥10㎜的圆形钢板,上压板6中心有一直径为26mm的中心圆孔16，与此相对应的，圆形橡胶垫片12上形成有与中心圆孔16相对应的安装孔22，安装孔22、中心圆孔16的内径与圆柱压头14的外径相对应，圆柱压头14穿过中心圆孔16与安装孔22相抵于混凝土圆柱试样13上。

上压板6靠外侧一圈均匀布设有4个上螺栓孔17，与此相对应的，所述下压板11与上压板6的相同位置也匀布设有4个下螺栓孔23，上螺栓孔17与下螺栓孔23通过环压夹具螺栓7连接，并通过环压夹具螺母9紧固；环压夹具螺栓7与环箍10之间留有间隙；钢板直径、螺栓孔直径和位置只要可以在钢板中间放置套有环箍10的混凝土圆柱试样13即可。

下压板11为厚度≥10㎜的圆形钢板，两侧有与反力装置凹形主体两端焊接的下压板固定座8，下压板11中间设置有一直径为55mm的底部圆孔18，下压板固定座8与反力装置1固定连接；所述反力装置1为凹形结构，两侧形成有支撑座1-1，两侧的支撑座1-1与下压板固定座8焊接固定，圆柱压头14、球形支座5和施力装置3均设于凹形结构的内侧；所述球形支座5的形状与圆柱压头14的形状相匹配；底部圆孔18的内径大于中心圆孔16的内径。

施力装置3上设有用于显示混凝土抗压强度的显示屏4；所述施力装置3上设有控制元件2；施力装置3为可以使所述球形支座5与圆柱压头14相对于混凝土圆柱试样13移动的推动结构；施力装置3可以有多种方式，如小型千斤顶+显示仪表、螺杆+传感器等，只要能实现加力测力即可。

采用上述的检测仪进行的检测方法，具体包括以下步骤：

（1）取样：于混凝土中钻取直径80㎜、厚度＞25㎜的芯样；

可以利用混凝土取芯机钻取；

（2）制样：切割芯样，两个端面磨平，制成ø80×25㎜的混凝土圆柱试样13；

可以利用混凝土磨平机或其他方式加工，只要能制成ø80×25㎜的混凝土圆柱试样13即可；

（3）固定：把混凝土圆柱试样13置于下压板11中心；套上环箍10，旋转调距螺栓20，使2个调距立柱19相互靠近，带动钢带21箍紧混凝土圆柱试样13；放置圆形橡胶垫片12，盖上上压板6，圆形橡胶垫片12与上压板6的中心圆孔正对；安装环压夹具螺栓7、环压夹具螺母9，拧紧，固定下压板11、混凝土圆柱试样13、圆形橡胶垫片12与上压板6；于混凝土圆柱试样13上表面放置圆柱压头14；于圆柱压头14上面放置球形支座5；

（4）测定：利用施力装置3施加压力于混凝土圆柱试样13上，直至混凝土圆柱试样13破坏，读取数据并计算；

混凝土圆柱试样13破坏瞬间，此时，检测仪施加的环压值最大，从而得到检测仪施加的环压峰值；根据得到的环压峰值代入环压值与抗压强度的转换公式，得到混凝土圆柱试样13的抗压强度，此处的转换公式可以有多种，并不限制于某种特殊公式；

（5）重复上述步骤，测试多个不同混凝土圆柱试样13的抗压强度。进而根据相关标准、规定或约定，从而得到实体混凝土的抗压强度。

上述实体混凝土抗压强度环压法检测方法中，其根据混凝土抗压强度与环压值之间建立的相应关系，从实体混凝土上取样、制样，采用环压法检测仪对混凝土圆柱试样13进行环压法检测，通过混凝土抗压强度与环压值事先建立的转换公式推定混凝土抗压强度。这种环压法检测方法对实体混凝土尺寸要求低（只要能制取ø80×25㎜试样即可），检测精度高，其还具有以下有益效果：

1）环箍为钢带型弹性环箍，为常规定型产品，无需另外加工，组装、更换便捷；

2）由于是直接从已完工的实体混凝土上取样、制样，更具真实性和代表性，特别适用于混凝土施工质量监督、加固修复鉴定、质量纠纷鉴定、仲裁鉴定和司法鉴定；

3）适用于C10～C60的混凝土抗压强度的检测；

4）采用的环压法检测仪体积小、便于携带安装、成本低。

本实施例中，转换公式如下：

Yi=aXi+b

其中：Yi为采用的环压法检测仪检测时第i个混凝土圆柱试样13的抗压强度换算值（MPa）；Xi为采用的环压法检测仪检测时施加于第i个混凝土圆柱试样13的环压峰值（N）；a、b为回归方程的回归系数。

当然，除了上述公式，环压值与抗压强度的转换公式还可以是其它公式，并不限制于上述公式。

在本实施例中，可以直接通过外部的设备计算转换公式，得到混凝土的抗压强度。当然，也可以通过自动的方法获得，具体如下：

在施力装置3中设有控制元件2，该控制元件2可以检测施力装置3对混凝土圆柱试样13施加的环压值，且内嵌有上述的转换公式，从而，当混凝土圆柱试样13破坏时，控制元件2可以直接根据环压峰值与转换公式，直接得到混凝土圆柱试样13的抗压强度，并通过显示屏4显示出来，便于用户读取，并简化操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，其特征在于：包括用于放置混凝土圆柱试样（13）的环压夹具装置（15）；从下至上依次布设于环压夹具装置（15）上的圆柱压头（14）、球形支座（5）、施力装置（3）和反力装置（1）；所述环压夹具装置（15）包括圆形橡胶垫片（12）、环箍（10）和布设于混凝土圆柱试样（13）上下端的上压板（6）与下压板（11）；圆形橡胶垫片（12）位于混凝土圆柱试样（13）与上压板（6）之间，环箍（10）套接于混凝土圆柱试样（13）上；所述上压板（6）上形成有中心圆孔（16），与此相对应的，圆形橡胶垫片（12）上形成有与中心圆孔（16）相对应的安装孔（22），安装孔（22）、中心圆孔（16）的内径与圆柱压头（14）的外径相对应，圆柱压头（14）穿过中心圆孔（16）与安装孔（22）相抵于混凝土圆柱试样（13）上；所述上压板（6）靠外侧一圈均匀布设有4个上螺栓孔（17），与此相对应的，所述下压板（11）与上压板（6）的相同位置也匀布设有4个下螺栓孔（23），上螺栓孔（17）与下螺栓孔（23）通过环压夹具螺栓（7）连接，并通过环压夹具螺母（9）紧固；环压夹具螺栓（7）与环箍（10）之间留有间隙；所述下压板（11）中间设置有底部圆孔（18），外侧连接有下压板固定座（8），下压板固定座（8）与反力装置（1）固定连接；所述反力装置（1）为凹形结构，两侧形成有支撑座（1-1），两侧的支撑座（1-1）与下压板固定座（8）焊接固定，圆柱压头（14）、球形支座（5）和施力装置（3）均设于凹形结构的内侧；所述球形支座（5）的形状与圆柱压头（14）的形状相匹配；所述底部圆孔（18）的内径大于中心圆孔（16）的内径。

2.根据权利要求1所述的一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，其特征在于：所述上压板（6）为厚度≥10㎜的圆形钢板，下压板（11）为厚度≥10㎜的圆形钢板。

3.根据权利要求1所述的一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，其特征在于：所述施力装置（3）上设有用于显示混凝土抗压强度的显示屏（4）；所述施力装置（3）上设有控制元件（2）。

4.根据权利要求1所述的一种实体混凝土抗压强度环压法检测仪，其特征在于：所述环箍（10）为可调节周长的钢带型弹性环箍，高度为23mm～24㎜。

5.如权利要求4所述的实体混凝土抗压强度环压法检测仪的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）取样：于混凝土中钻取直径80㎜、厚度＞25㎜的芯样；

2）制样：切割芯样，两个端面磨平，制成ø80×25㎜的混凝土圆柱试样（13）；

3）固定：把混凝土圆柱试样（13）置于下压板（11）中心；套上环箍（10），旋转调距螺栓（20），使2个调距立柱（19）相互靠近，带动钢带（21）箍紧混凝土圆柱试样（13）；放置圆形橡胶垫片（12），盖上上压板（6），圆形橡胶垫片（12）与上压板（6）的中心圆孔正对；安装环压夹具螺栓（7）与环压夹具螺母（9），拧紧，固定下压板（11）、混凝土圆柱试样（13）、圆形橡胶垫片（12）与上压板（6）；于混凝土圆柱试样（13）上表面放置圆柱压头（14）；于圆柱压头（14）上面安放球形支座（5）；

4）测定：利用施力装置（3）施加压力于混凝土圆柱试样（13）上，直至混凝土圆柱试样（13）破坏，读取混凝土圆柱试样（13）破坏瞬间数据并计算；

5）重复上述步骤，测试多个不同混凝土圆柱试样（13）的抗压强度。

6.根据权利要求5所述的实体混凝土抗压强度环压法检测仪的检测方法，所述混凝土圆柱试样（13）厚度为25mm，直径为80mm。