CN116296904A - 一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土检测技术领域，特别是涉及一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法，包括底板，底板下方设有行走部，底板上方两侧分别固接有两立板，立板竖直设置，立板内设有地面固定组件，两立板之间固接有原位轴压仪，底板中部设有过孔，过孔与原位轴压仪位置相对应，底板顶面设有定位组件。本发明可以达到对现场混凝土抗压强度快速检测的目的。

Description

一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法

技术领域

本发明涉及混凝土检测技术领域，特别是涉及一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法。

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。针对不同工程部位混凝土构件的特性，需要满足相应的抗压强度要求，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：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；该方法对混凝土构件造成一定的不规则损伤，受混凝土构件形状、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，剪压力的情况较为复杂，不利于保证检测结果的准确性。

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轴向抗压强度检测，该检测方法目前应用较为广泛，也能比较客观地反映混凝土抗压强度，但是此方法在现场钻取的试件需要进行端面切磨加工，获得两个平整且互相平行的端面，再通过压力机对两个端面实行轴向抗压强度检测，其试验过程较为繁琐，芯样加工精度要求高，影响因素较多。

3、回弹法：依据混凝土构件表面的硬度和强度之间的关系，推定混凝土构件的抗压强度；该方法应用较为广泛，优点是设备轻便且便于操作、能够在现场快速取得检测数据、不会对混凝土构件造成损伤；但是其通过表面硬度和强度的关系，通过事先制定或选定的测强曲线间接推导出抗压强度，其精度相对于钻芯法等直接取样检测的方法，精度较低，不利于精准地反映混凝土实际抗压强度，当对回弹检测结果有怀疑时，往往还需要通过钻芯法进行修正或确认。

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。该方法虽然不会对混凝土构件造成损伤、精度较单一的无损检测方法有一定的提高。但是，其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，影响因素也相对较多，易产生测试徧差，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拔出力来推定混凝土抗压强度；该方法对混凝土构件造成较大的不规则损伤，且在检测过程中，破坏面不规则、破坏面积不确定、应力复杂，不易达到准确检测的目的。

6、拉脱法：该方法是利用开槽设备在混凝土的试件表面开出一环形槽，在混凝土构件上形成微小芯样，采用拔拉设备对芯样进行拔拉试验，再通过收集拔拉设备的拔拉力，结合芯样拔断时的破坏面等数据进行强度计算的方法，该方法是使用试件受拉断裂应力来表征混凝土抗压强度，由于混凝土本身的特点，其受拉断裂应力远小于其受压破坏应力，造成使用较小的测试值推定较大的抗压强度值，测试值的细微变化会对最终推定强度造成很大影响，因此，试验灵敏度、精度及稳定性均不高。

7、环箍法：中国专利申请号2021100711836给出了一种共承台环箍法检测混凝土强度的装置及其检测方法，所述共承台环箍法检测混凝土强度的装置，包括承台原位环箍设备由基准板(承台)、自动钻磨机、自动原位环箍仪，所述环箍法检测混凝土强度的检测方法，首先在待测混凝土构件上钻孔，将基准板通过胀管螺栓孔用胀管螺栓固定在待测构件上，然后制备试件，最后自动计算检测结果。该方法如在现场原位检测，对设备要求较高，要在有限空间内实现芯样的径向环箍破坏，操作难度较大。以上于检测混凝土抗压强度的方法均无法实现现场混凝土抗压强度的快速检测，因此亟需一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法来解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置及使用方法，以解决上述问题，达到对现场混凝土抗压强度快速检测的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，包括底板，所述底板下方设有行走部，所述底板上方两侧分别固接有两立板，所述立板竖直设置，所述立板内设有地面固定组件，两所述立板之间固接有原位轴压仪，所述底板中部设有过孔，所述过孔与所述原位轴压仪位置相对应，所述底板顶面设有定位组件。

优选的，所述地面固定组件包括竖直设置的第一丝杠和第二丝杠，所述第一丝杠和所述第二丝杠分别与所述立板顶面和底面转动连接，所述第一丝杠和所述第二丝杠中部传动连接有固定部，所述第一丝杠和所述第二丝杠顶部传动连接有第一动力部，所述第一丝杠和所述第二丝杠之间设有稳定部。

优选的，所述固定部包括第一滑块，所述第一滑块一侧固接有第一丝杠螺母和第二丝杠螺母，所述第一丝杠螺母与所述第一丝杠螺纹连接，所述第二丝杠螺母与所述第二丝杠螺纹连接，所述第一滑块顶壁固接有第二电机，所述第二电机的输出轴固接有螺旋固定杆，所述螺旋固定杆竖直设置。

优选的，所述第一动力部包括第一电机，所述第一电机侧壁与所述立板顶壁固接，所述第一电机输出轴与所述第一丝杠同轴固接，所述第一丝杠侧壁固接有第一同步轮，所述第二丝杠侧壁固接有第二同步轮，所述第二同步轮与所述第一同步轮通过第一同步带传动连接。

优选的，所述稳定部包括第三同步轮和第四同步轮，所述第三同步轮与所述第一丝杠同轴固接，所述第四同步轮与所述第二丝杠同轴固接，所述第三同步轮和所述第四同步轮通过第二同步带传动连接。

优选的，所述定位组件包括转盘，所述转盘与所述底板中部转动连接，所述转盘与所述过孔同轴设置，所述转盘侧壁传动连接有第二动力部，所述转盘顶壁螺纹连接有若干夹块，所述夹块沿所述过孔周向等间隔设置，所述夹块与所述底板滑动连接。

优选的，所述夹块两侧壁分别固接有第二滑块，所述底板内部开设有若干滑槽，所述滑槽与所述第二滑块滑动连接。

优选的，所述第二动力部包括第三电机，所述第三电机底部与所述底板内部固接，所述第三电机输出轴固接有齿轮，所述齿轮与所述转盘外侧壁啮合连接。

优选的，所述行走部包括若干轮架，所述轮架顶部与所述底板底部固接，所述轮架底部转动连接有车轮。

一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置使用方法，基于一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，包括以下步骤：

步骤一：在混凝土地面进行试样的钻取，钻取完毕后，保留试样与底层混凝土的连接；

步骤二：推动所述底板，使所述过孔与试样位置相对，将套筒插入至试样与混凝土地面之间的空隙中；

步骤三：通过所述定位组件将套筒夹紧；

步骤四：通过地面固定组件使整体装置与混凝土地面连接为一体；

步骤五：松开所述定位组件，拆除套筒，通过所述原位轴压仪下压，向试样上表面施压，测量抗压强度。

本发明具有如下技术效果：底板用于承载整体装置，行走部有利于整体装置的运输和转运，两立板起到支撑作用，有利于原位轴压仪的稳定，地面固定组件用于整体装置与混凝土地面连接成一体，防止原位轴压仪施压过程中整体装置抬离地面，影响检测过程，过孔用于原位轴压仪检测头的伸出，定位组件用于检测前过孔与待检测试件之间位置的调节，通过本申请的装置可在现场对地面混凝土试件进行检测，节省时间并且操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明地面固定组件右视图；

图3为本发明图1中A处局部放大图；

图4为本发明实施例2结构示意图；

图5为本发明实施例2中破碎组件结构示意图；

图6为本发明试样和套筒结构示意图；

图7为本发明夹块仰视图；

图8为本发明转盘俯视图；

其中，2、底板；3、轮架；4、车轮；5、过孔；6、立板；7、第一电机；8、第一滑块；9、第二电机；10、螺旋固定杆；11、第一同步轮；12、第一同步带；13、第一丝杠；14、第二同步轮；15、第二丝杠；16、第一丝杠螺母；18、第二丝杠螺母；19、第三同步轮；20、第二同步带；21、第四同步轮；22、原位轴压仪；23、转盘；24、第三电机；25、齿轮；26、滑槽；27、第二滑块；28、夹块；29、连接架；30、气缸；31、破碎组件；3101、固定板；3102、转轮；3103、连杆；3104、滑轨；3105、第三滑块；3106、连接块；3107、敲击锤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

参照图1-3和图6-8，本实施例提供一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，包括底板2，底板2下方设有行走部，底板2上方两侧分别固接有两立板6，立板6竖直设置，立板6内设有地面固定组件，两立板6之间固接有原位轴压仪22，底板2中部设有过孔5，过孔5与原位轴压仪22位置相对应，底板2顶面设有定位组件。定位组件、原位轴压仪22和过孔5三者位于同一竖直垂线上。

底板2用于承载整体装置，行走部有利于整体装置的运输和转运，两立板6起到支撑作用，有利于原位轴压仪22的稳定，地面固定组件用于整体装置与混凝土地面连接成一体，防止原位轴压仪22施压过程中整体装置抬离地面，影响检测过程，过孔5用于原位轴压仪22检测头的伸出，定位组件用于检测前过孔5与待检测试件之间位置的调节，通过本申请的装置可在现场对地面混凝土试件进行检测，节省时间并且操作方便；整体装置还可适用于梁、柱、墙等各类其他构件，实现小直径芯样(44mm及以下)，在现场钻芯后即时对其进行加压破坏测试，提高效率。

进一步优化方案，地面固定组件包括竖直设置的第一丝杠13和第二丝杠15，第一丝杠13和第二丝杠15分别与立板6顶面和底面转动连接，第一丝杠13和第二丝杠15中部传动连接有固定部，第一丝杠13和第二丝杠15顶部传动连接有第一动力部，第一丝杠13和第二丝杠15之间设有稳定部。固定部用于使整体装置与地面进行固定连接，保持整体装置的稳定，第一动力部用于提供动力，动力传递至第一丝杠13和第二丝杠15处，带动固定部运转，稳定部有利于提高第一丝杠13和第二丝杠15运行的稳定性。

进一步优化方案，固定部包括第一滑块8，第一滑块8一侧固接有第一丝杠螺母16和第二丝杠螺母18，第一丝杠螺母16与第一丝杠13螺纹连接，第二丝杠螺母18与第二丝杠15螺纹连接，第一滑块8顶壁固接有第二电机9，第二电机9的输出轴固接有螺旋固定杆10，螺旋固定杆10竖直设置。通过第一丝杠13和第二丝杠15的转动带动第一丝杠螺母16和第二丝杠螺母18和第一滑块8做直线运动，从而带动第二电机9向下移动，同时第二电机9带动螺旋固定杆10转动，螺旋固定杆10外表面设有螺纹，可钻入地下。

进一步优化方案，第一动力部包括第一电机7，第一电机7侧壁与立板6顶壁固接，第一电机7输出轴与第一丝杠13同轴固接，第一丝杠13侧壁固接有第一同步轮11，第二丝杠15侧壁固接有第二同步轮14，第二同步轮14与第一同步轮11通过第一同步带12传动连接。第一电机7的转动带动第一丝杠13转动，第一丝杠13同时带动第一同步轮11转动，通过第一同步带12带动第二同步轮14转动，将动力传递至第二丝杠15处。

进一步优化方案，稳定部包括第三同步轮19和第四同步轮21，第三同步轮19与第一丝杠13同轴固接，第四同步轮21与第二丝杠15同轴固接，第三同步轮19和第四同步轮21通过第二同步带20传动连接。通过第三同步轮19和第四同步轮21以及两者之间的第二同步带20通过转动，保持第一丝杠13和第二丝杠15的转动稳定性。

进一步优化方案，定位组件包括转盘23，转盘23与底板2中部转动连接，转盘23与过孔5同轴设置，转盘23侧壁传动连接有第二动力部，转盘23顶壁螺纹连接有若干夹块28，夹块28沿过孔5周向等间隔设置，夹块28与底板2滑动连接，滑动方向沿转盘23径向。第二动力部提供动力带动转盘23转动，转盘23带动若干夹块28互相远离或者互相靠近，进而可实现对套筒的夹持，使得过孔5与试样共轴线，套筒高度大于试样的高度。

进一步优化方案，夹块28两侧壁分别固接有第二滑块27，底板2内部开设有若干滑槽26，滑槽26与第二滑块27滑动连接。

进一步优化方案，第二动力部包括第三电机24，第三电机24底部与底板2内部固接，第三电机24输出轴固接有齿轮25，齿轮25与转盘23外侧壁啮合连接。第三电机24带动齿轮25转动，齿轮25与转盘23接触部位为齿形结构。

进一步优化方案，行走部包括若干轮架3，轮架3顶部与底板2底部固接，轮架3底部转动连接有车轮4。

一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置使用方法，基于一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，包括以下步骤：

步骤一：在混凝土地面进行试样的钻取，钻取完毕后，保留试样与底层混凝土的连接；可通过常规水钻机对地面进行钻孔，试样的直径可选38mm、44m、75mm、100mm等；使用常规水钻机及附带的相应直径的金刚石薄壁空心钻头，在工程现场混凝土构件上钻制芯样试件的过程，为保证芯样试样侧壁垂直于构件表面，利于下一步的原位轴压试验实施，要求水钻机的固定要严格垂直于构件表面，且在试件钻制过程中均匀施力，保证钻头垂直于构件表面运转，为保证以上要求的实现，可以使用使钻头处于钻机中心的钻具进行钻制。芯样试验钻制完毕后不将其取下，而是保留在原位不动，这是本发明的关键特征，如构件表面有疏松层，应使用适合的工具将芯样试件的端部疏松层磨掉，也可使用中国专利申请号2021100711836中提及的钻磨一体的“金刚石钻磨头”一次性完成芯样试件钻制和端部磨平两道工序，效果更佳。

步骤二：推动底板2，使过孔5与试样位置相对，将套筒插入至试样与混凝土地面之间的空隙中；套筒为一圆柱形上下两端开口的空心套。

步骤三：通过定位组件将套筒夹紧；第三电机24间接带动转盘23转动，转盘23带动若干夹块28互相靠近，将套筒夹住，从而使得试样与过孔5同轴心。

步骤四：通过地面固定组件使整体装置与混凝土地面连接为一体；启动第一电机7和第二电机9，螺旋固定杆10自身转动的同时逐渐伸入地下，使整体装置与地面形成固定连接。

步骤五：松开定位组件，拆除套筒，通过原位轴压仪22下压，向试样上表面施压，测量抗压强度。原位轴压仪22下压，压头由过孔5处伸出压在试样上表面，使原位轴压仪22的压头紧密接触试样端面，压头直径应根据试样直径进行适配，不同直径的压头与原位轴压仪22采用磁吸连接，便于快速更换。以试样受压破坏为终点，读取原位轴压仪22上的荷载峰值，与试样受压面积共同计算得出混凝土抗压强度值。

实施例2：

参照图4-5，本实施例与实施例1的区别仅在于，底板2顶部固接有连接架29，连接架29底部固接有气缸30，气缸30底部活动端固接有破碎组件31，破碎组件31包括固定板3101，固定板3101与气缸30底部活动端固接，固定板3101表面固接有滑轨3104，滑轨3104上滑动连接有第三滑块3105，第三滑块3105远离滑轨3104一侧固接有连接块3106，连接块3106传动连接有第三动力部，连接块3106底部固接有敲击锤3107；第三动力部包括第四电机(图中未画出)，第四电机侧壁与固定板3101固接，第四电机输出轴固接有转轮3102，转轮3102侧壁转动连接有连杆3103一端，连杆3103另一端与连接块3106转动连接。

抗压强度检测完毕后，使螺旋固定杆10移出地面，推动底板2前进使得敲击锤3107正对试样，第四电机带动转轮3102转动，转轮3102通过连杆3103带动连接块3106做往复直线运动，使敲击锤3107不断敲击试样，将试样敲碎，同时气缸30不断下压，使得整个试样完全破碎，操作人员将试样碎片取出后，在向试样所在孔洞内注浆，将试样所在孔洞填埋，达到使路面平整的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：包括底板(2)，所述底板(2)下方设有行走部，所述底板(2)上方两侧分别固接有两立板(6)，所述立板(6)竖直设置，所述立板(6)内设有地面固定组件，两所述立板(6)之间固接有原位轴压仪(22)，所述底板(2)中部设有过孔(5)，所述过孔(5)与所述原位轴压仪(22)位置相对应，所述底板(2)顶面设有定位组件。

2.根据权利要求1所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述地面固定组件包括竖直设置的第一丝杠(13)和第二丝杠(15)，所述第一丝杠(13)和所述第二丝杠(15)分别与所述立板(6)顶面和底面转动连接，所述第一丝杠(13)和所述第二丝杠(15)中部传动连接有固定部，所述第一丝杠(13)和所述第二丝杠(15)顶部传动连接有第一动力部，所述第一丝杠(13)和所述第二丝杠(15)之间设有稳定部。

3.根据权利要求2所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述固定部包括第一滑块(8)，所述第一滑块(8)一侧固接有第一丝杠螺母(16)和第二丝杠螺母(18)，所述第一丝杠螺母(16)与所述第一丝杠(13)螺纹连接，所述第二丝杠螺母(18)与所述第二丝杠(15)螺纹连接，所述第一滑块(8)顶壁固接有第二电机(9)，所述第二电机(9)的输出轴固接有螺旋固定杆(10)，所述螺旋固定杆(10)竖直设置。

4.根据权利要求2所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述第一动力部包括第一电机(7)，所述第一电机(7)侧壁与所述立板(6)顶壁固接，所述第一电机(7)输出轴与所述第一丝杠(13)同轴固接，所述第一丝杠(13)侧壁固接有第一同步轮(11)，所述第二丝杠(15)侧壁固接有第二同步轮(14)，所述第二同步轮(14)与所述第一同步轮(11)通过第一同步带(12)传动连接。

5.根据权利要求2所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述稳定部包括第三同步轮(19)和第四同步轮(21)，所述第三同步轮(19)与所述第一丝杠(13)同轴固接，所述第四同步轮(21)与所述第二丝杠(15)同轴固接，所述第三同步轮(19)和所述第四同步轮(21)通过第二同步带(20)传动连接。

6.根据权利要求1所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述定位组件包括转盘(23)，所述转盘(23)与所述底板(2)中部转动连接，所述转盘(23)与所述过孔(5)同轴设置，所述转盘(23)侧壁传动连接有第二动力部，所述转盘(23)顶壁螺纹连接有若干夹块(28)，所述夹块(28)沿所述过孔(5)周向等间隔设置，所述夹块(28)与所述底板(2)滑动连接。

7.根据权利要求6所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述夹块(28)两侧壁分别固接有第二滑块(27)，所述底板(2)内部开设有若干滑槽(26)，所述滑槽(26)与所述第二滑块(27)滑动连接。

8.根据权利要求6所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述第二动力部包括第三电机(24)，所述第三电机(24)底部与所述底板(2)内部固接，所述第三电机(24)输出轴固接有齿轮(25)，所述齿轮(25)与所述转盘(23)外侧壁啮合连接。

9.根据权利要求1所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：所述行走部包括若干轮架(3)，所述轮架(3)顶部与所述底板(2)底部固接，所述轮架(3)底部转动连接有车轮(4)。

10.一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置使用方法，基于权利要求1-9任一项所述一种现场原位轴压检测混凝土抗压强度的装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在混凝土地面进行试样的钻取，钻取完毕后，保留试样与底层混凝土的连接；

步骤二：推动所述底板(2)，使所述过孔(5)与试样位置相对，将套筒插入至试样与混凝土地面之间的空隙中；

步骤三：通过所述定位组件将套筒夹紧；

步骤四：通过地面固定组件使整体装置与混凝土地面连接为一体；

步骤五：松开所述定位组件，拆除套筒，通过所述原位轴压仪(22)下压，向试样上表面施压，测量抗压强度。

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