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混凝土强度非破损检测技术概述摘要: 混凝土强度非破损检测技术是利用电子学、物理学为基础的测试仪器，直接在材料试件或结构物上，无破损的测量材料的力学性能以及与结构质量有关的物理量，以及来确定或评价材料的非弹性性质、均匀性与密度、强度以及性能变化过程的测试方法。本文从混凝土结构工程的质量出发，阐述了各种混凝土检测方法的基本原理、优缺点以及适用范围。关键词：混凝土强度 非破损 中图分类号:TU375 1文献标识码:A 引言混凝土是一种用量很大、历史悠久、而又正在蓬勃发展的程材料，也是现代土木工程中最主要的结构材料之一。混凝土施工质量的好坏直接影响到混凝土结构工程乃至整个房屋建筑工程的安全、适用和经济。混凝土原材料的品质、配合比、拌和、捣制和养护等生产工艺不当，均可能导致混凝土质量、强度和耐久性的下降。因此，加强混凝土的质量监控和检测来保证混凝土质量， 成为建筑工程管理中的重要环节。12我国的土木工程建设事业自建国以来， 建设了大量的土木工程， 为国民经济发展做出巨大的贡献， 但许多土木工程已达十多年， 甚至更长， 为保证土木工程的安全运行， 有必要对已建的混凝土结构进行安全复核与评估、确定修补加固方案， 目的是为了判断建筑使用功能的劣化程度， 对使用功能严重劣化的结构及时进行维修、加固和改造， 其根本目的是为了保持、保证建筑物的使用功能， 延长其使用年限， 同时也是为保证人民生命和财产安全， 因此， 这是一项经济效益和社会效益十分显著的工作。近年来，世界各地由于混凝土质量问题而导致的工程事故时有发生，因此有必要加强混凝土的质量监控和检测。混凝土强度非破损检测顾名思义就是以不破坏混凝土结构为前提，根据混凝土强度和混凝土各项物理量之间的关系进行强度检测。简而言之，就是混凝土强度变化和混凝土物理量之间存在某种特定的关系，分析两者之间的关系就能完成混凝土检测的目标。目前常用的混凝土强度非破损检测方法主要有：回弹法、超声法、超声回弹综合法、取芯法、拔出法等。1 回弹法1.1 回弹法概述回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝土抗压强度的方法。在实际工程检测中得到了广泛应用。由于所用回弹仪是瑞士工程师施密特于1948 年发明的，所以也叫施密特锤法。试验方法非常简便，许多国家都制定了试验标准和推荐性测强曲线。自问世以来在建设工程中应用已有半个多世纪的历史。尽管长期以来国内外先后研制了一系列用于混凝土非破损检测的仪器，同时发展起来的新测试技术进行了深入而广泛的研究，但由于混凝土回弹仪价格便宜、构造简单、性能可靠、容易校正、维修和保养，且检测技术易于掌握，操作方法简便，对结构和构件无任何损伤等特点而始终保持着它在混凝土非破损检测领域内相当优越的地位。341. 2 回弹法原理用于测定普通混凝土强度的中型回弹仪，是一种直射锤击仪器它借助于已获得的一定能量的弹击拉簧所链接的弹击锤冲击杆后，弹击锤向后弹回，并在回弹机壳上的刻度尺指示出回弹值。5 回弹值的大小取决于冲击能量相关的回弹能量，而回弹能量主要取决于被测混凝土的弹塑性性能。其能量的传递和变化概述如下： 设回弹仪的动能为E则由功能原理：E=Ai=A1+A2+A3+A4+A5+A6A1 使混凝土产生塑性变形的功；A2 使混凝土弹击杆及弹击锤产生弹性变形的功；A3 弹击锤在冲击过程中和指针在移动过程中因摩擦损耗的功；A4 弹击锤在冲击过程中和指针在移动过程中克服空气阻力的功； A5 混凝土产生塑性变形时增加自由表面所损耗的功；A6 仪器在冲击时由于混凝土构件的颤动和弹击杆于混凝土表面移动而损耗的功； A3 ，A4 ，A5 ，A6 一般很小，当混凝土构件具有足够的刚度且在冲击过程中仪器始终紧贴混凝土表面时，均可忽略不计。在一定的冲击能量作用下，A2 的弹性变形接近为常数。因此弹回距离主要取决于混凝土的塑性变形。混凝土的强度越低，则塑性变形越大，消耗于产生塑性变形的功越大，弹击锤所获得的回弹功能越小，回弹距离相应越小，从而回弹值越小，反之亦然。 据此可由实验方法建立混凝土抗压强度fcu与回弹值R的相关的函数关系：fcu=f(R)由此建立的函数关系一般用公式或曲线来表示，称为回归曲线或校准曲线。只要在构件上测出R的值，就可由已建立的公式或曲线换算出构件混凝土的强度。1.3 检测方法1.3.1 布置测区了解了被检测的混凝土结构或构件情况后需要在构件上选择及布置测区。所谓测区系指每一试样的测试区域，每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。根据回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23-2001）规定6，取一个结构或构件作为检测混凝土强度的单元一般要取 10个测区。但对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向的尺寸小于0.3m的结构或构件其测区数量可适当减少，但不应少于5个。测区的面积不宜大于0.042m。测区表面应清洁平整干燥不应有接缝粉刷层油垢等，必要时可采用砂轮清除疏松层和杂物。测区宜均匀布置在构件或结构的检测面上，相邻测区间距不宜过大。当混凝土浇筑质量比较均匀时可增大间距，但不宜大于2m。构件或结构的受力部位及易产生缺陷的部位需布置测区，测区优先考虑布置在混凝土浇筑的侧面，如不能满足这一要求，可选在混凝土的表面或底面测区，需避开位于混凝土内保护层附近设置的钢筋和埋入铁件。对于体积小刚度差的构件应设置支撑加以固定。1.3.2 测回弹值按上述方法选取试样和布置测区后，先测量回弹值。测试时回弹仪应始终与测试面相垂直，并不得在气孔和石子上弹击。如果已经弹击在气孔和石子上，则该数不能计入每一测区的16点中。每一测区的两个侧面用回弹仪各弹击8点，如一测区只有一个侧面则需要测16个点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在测区范围内均匀布置。每一测点的回弹值读数精确至1，点与点间距一般不小于20mm，测点距离构件边缘或外露钢筋的间距一般不小于30mm 。1.3.3 测碳化深度回弹值测量完毕后，应选择不少于构件的30测区数在有代表性的位置上测量碳化深度值。构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2mm，时应在每测区测量碳化深度值。测量构件的碳化深度时可用合适的工具在测区表面直径约为15mm的孔洞，清除孔洞中的粉末和碎屑后，用1的酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞内壁的边缘处。当已碳化与未碳化界限清楚时，再用深度测量工具测量已碳化和未碳化混凝土交界面至混凝土表面的垂直距离多次，取其平均值，该平均值即为该测区的碳化深度值，每次读数精确至0.5mm。1.4影响回弹法混凝土强度检测值的因素分析回弹法是根据混凝土结构表面6mm厚度范围的弹塑性能，间接推定混凝土的表面强度，并把构件竖向侧面的混凝土表面强度与内部看作一致。因此，混凝土构件的表面状态直接影响推定值的准确性和合理性。回弹仪检测混凝土强度的影响因素采用回弹仪测定混凝土表面硬度以确定混凝土的抗压强度，是根据混凝土硬化后其表面硬度与抗压强度之间有一定的相关关系。通常影响混凝土的抗压强度与回弹值的因素并不都是一致的，某些因素只对其中一项有影响，而对另一项不产生影响或影响甚微。 综合国内外的研究成果，影响因素归纳如下：（1） 原材料（2） 外加剂（3） 成型方法（4） 养护方法和湿度（5） 碳化和龄期（6） 模板1.5 回弹法在混凝土强度检测中的应用注意事项1.5.1回弹仪的率定试验测试前必须进行回弹仪的率定试验。回弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推定的准确性，只有性能良好的回弹仪才能保证测试结果的可靠性。1.5.2 与钻芯法配合使用测试异常现行的工程施工中，普遍采用胶合板面的大模板，此种模板拆模后在混凝土表面存在大量的微小气孔，使混凝土表面不是很密实，如果混凝土养护跟不上，混凝土表面将不能有效地进行水化反应，不仅有粉化现象，而且混凝土碳化深度较大，造成混凝土表面强度低。1.6 回弹法检测中的几个问题1.6.1 混凝土龄期问题回弹法检测混凝土抗压强度技术规程规定：检测混凝土龄期为141000d。换言之， 当混凝土龄期超过1000d后，规程无效。但在实际工程中很多工程混凝土龄期超过1000d ，而委托单位又对“规程”不熟，因此，部分工程技术人员仍然采用“规程”评定超龄期混凝土抗压强度。处于对检测机构的信任和对规程的不熟悉， 较少委托单位对此提出异议，然而， 这种处理方法毕竟是不科学的。1.6.2 混凝土碳化深度问题“规程”中对于混凝土碳化深度超过6mm的统一按6mm处理碳化深度对混凝土抗压强度影响问题似有不妥。一是检测人员在检测混凝土碳化深度时，当混凝土碳化深度超过6mm 后， 一般检测人员不再测量混凝土实际碳化深度，而只记录碳化深度大于6mm。1.6.3 混凝土厚度问题对于什么条件下的混凝土不能采用回弹法进行检测，”规程”给出的限制似乎不明确， 如未给出混凝土构件最小厚度的限制条件。工程实例是厚度为3040mm 的混凝土地面工程， 若该层为屋面刚性防水层，其强度可否用回弹法检测，这是工程实践中迫切需要回答的问题之一。1.6.4 混凝土构件抽检数量问题“规程”规定:用回弹法检测混凝土抗压强度时，当混凝土抗压强度检测数据方差超限后， 批量混凝土抗压强度的评定改为对每一个构件混凝土抗压强度逐个进行回弹评定。而问题是对于高层混凝土结构而言，其结构构件数量非常多，很难完成对每一个构件混凝土抗压强度逐个进行回弹评定，此时又该如何评价批量混凝土的抗压强度，这也是工程实践中需要回答的问题。2 超声脉冲法混凝土材料是弹粘塑性的复合体，各组分的比例变化、制造工艺条件、以及硬化混凝土结构随机性等，都十分错综复杂地影响了凝聚体密实性、均匀性和力学的性质。工程上，通常采用建立试件的超声声速与混凝土抗压强度相关的统计测强曲线，来检测和评估混凝土的力学性能。72.2 超声法原理超声波检测混凝土强度的基本依据是超声波传播速度与混凝土的弹性性质的密切关系。一般说来，弹性模量越高，内部越是致密，其声速也越高。超声声速与固体介质的弹性模量之间的数学关系为：VP=E(1-)(1+)(1-2)式中: E杨氏弹性模量泊松比 质量密度在实际检测中，超声声速是通过混凝土弹性模量与其力学强度的内在联系，与混凝土抗压强度建立相关关系并借以推定混凝土强度的。因此，对于同种材料与配合比的混凝土，强度越高，其声速值也越高。经试验归纳，这种相关性可以用反映统计相关规律的非线性数学模型来拟合，即通过试验建立混凝土强度与声速的关系曲线（f-v 曲线）或经验公式。目前常用的相关关系表达式有：指数函数方程：f cu c =AeBv幂函数方程：f cu c =AeB抛物线方程：f cu c =A+Bv+Cv2式中 f cu c混凝土强度换算值 v 超声波在混凝土中传播速度；A，B，C 常数项2.3 检测方法超声法检测混凝土强度时，应选择试件浇筑混凝土的模板侧面为测试面，一般以200mm*200mm的面积为一测区。每个试件上相邻测区间距不大于2cm。测试面应清洁平整、干燥无缺陷和无饰面层。每个测区内应在相对测试面上布置三个测点，相对面上对应的辐射和接收换能器应在同一轴线上。测试时必须保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合，并利用黄油或凡士林等耦合剂，以减少声能的反射损失。2.4影响超声法混凝土强度检测值的主要因素2.4.1 横向尺寸效应通常纵波声速指声波在无限大的介质中的传播速度，而随着构件横向尺寸的减小，纵波速度可能向杆、板波的速度转变，即声速可能会变小。2.4.2 温度和湿度的影响当混凝土处于5-30的环境温度时，影响不大，当温度达40-60时，脉冲速度约降低5%；当温度在0以下时，由于水的结冰，脉冲速度增加。2.4.3 钢筋的影响超声波在钢筋中的传播速度是普通混凝土的1.2-1.9倍，有钢筋影响时，会使所测的声速偏高。2.4.4 粗骨料品种、粒径和含量的影响不同粗骨料品种的超声波传播速度不一样，一般石英岩石灰岩玄武岩花岗岩陶粒。由于骨料的声速比混凝土中其他组分的声速要高的多，它在混凝土中所占比例又高达75%左右，因此，骨料声速对混凝土总声速具有决定性的影响。实际上，在混凝土的组合料中，砂率变化、集灰比的大小起主导作用。忽视集灰比的影响，采用声速直接估算混凝土的强度的误差很大。2.4.5 水灰比和水泥用量的影响水泥用量和水灰比的影响实际上就是混凝土的强度、密实度以及弹性性质的影响。水灰比降低，水泥用量提高，则相应混凝土强度、密实度以及弹性性质提高，超声脉冲的传播速度相应加快。2.4.6 龄期和养护方法的影响试验证明，在硬化早期或对低强度的混凝土，强度f cu 的增长小于声速v的增长；随着硬化的进行，或对高强混凝土，混凝土强度f cu 的增长对声速v的增长比例迅速增大，甚至在混凝土强度达到一定值后，超声波的传播速度增长就变得极慢。因此采用超声声速来推定混凝土的抗压强度时，应十分注意声速测量的准确性。2.4.7 混凝土的缺陷和损伤的影响利用超声检测和推定混凝土强度时，只有在混凝土强度符合正态分布的条件下，才能进行混凝土强度的推定。这就要求混凝土内部不存在缺陷和损伤。如果把混凝土缺陷和损伤的超声参数参与强度的评定，有可能使检测结果不真实。2.5超声法检测中的问题超声法检测混凝土强度，主要是通过测量在测距内超声传播的平均声速来推定混凝土强度。超声法测强也有一定的局限性超声声速是以整个断面的动弹性来反映混凝土强度，而强度较高的混凝土，弹性指标变化幅度小，相应其声速随强度变化的幅度也不大，其微小变化往往被测试误差所掩盖，所以对于强度大于35MPa的混凝土，超声法检测混凝土强度误差较大。此外超声法检测混凝土强度需要配置专门的设备，操作者的技术水平及经验都对测量精度有很大影响。3.超声回弹综合法测试混凝土强度超声回弹综合法测定混凝土强度，是1966年罗马尼亚建筑及建筑经济科学院首先提出的，并编制了有关技术规程，常简称综合法8。综合法是指采用低频超声检测仪和标准动能为2207J的回弹仪，在结构混凝土中间一测区分别测量声速值vi及回弹值Ri，然后利用已建立的测强公式或测强关系表格推算混凝土强度值fcu的一种测试方法910。综合法与单一的回弹法或超声法相比，具有以下特点：1.减少龄期和含水率的影响。混凝上的声速值除受粗骨料等的影响以外，还受混凝土的龄期和含水量的影响。而回弹法除受表面状态的影响外，也受混凝土的龄期和含水量的影响。然而，混凝土的龄期和含水量对其超声波声速和回弹的影响有着本质的不同。混凝土含水量高，超声速度偏高，而回弹值偏低；混凝土的龄期长，超声速度的增长率下降，而回弹值则因碳化程度的增大而提高，因此二各综合起来测试混凝土强度就可以部分地减少龄期和含水率的影响。2.弥补相互不足，提高测试精度。一个物理参数只能从个方面、在一定范围内反映混凝土的力学性能，超过一定范围，它可能就不敏感甚至不起作用。超声回弹综合法与回弹法反映不同方面的混凝土性能。回弹法是根据表面硬度的回弹值，以表层砂浆的弹件性能来推算混凝土强度值，只能反映混凝土表层23cm深度的强度情况。窜混凝土强度较低，塑性变形比较大的时候，且当构件截而尺寸和内外质量有较大差异时，回弹法就很难反映构件的实际情况。而超声法则是以整个断面的动弹性来反映混凝土内部密实度和弹性性质，通过超声速度vi建立fcuvi相关曲线，来推算混凝土强度。当混凝土强度较高时，弹性指标变化幅度小，相应声速随强度变化的幅度也不大，其微小变化往往被测试误差所掩盖。由于综合法内外结合，又能在较低和较高强度区间相互弥补各自的不足，能减少一些因素的影响程度，可较全面的反映整体混凝土的质量情况，从而提高检测混凝土的精度。31 影响综合法测强的主要因素针对我国原材料的具体情况利施工特点，有关部门对影响超声回弹综合法的因素进行了大量的试验研究，取得了定的成果。综合起来，影响综合法测强的主要因素行：（1） 石子品种、用量及粒径的影响（2） 含水率的影响（3） 测试面的影响（4） 其他因素的分析a、 水泥品种和水泥用量的影响b、 细骨料品种及砂率的影响c、 碳化深度的影响d、 外加剂的影响4 钻芯法检测混凝土强度钻芯法在国外的应用已经有几十年的历史，前苏联从1956年计始就利用钻取的芯样，评定道路和水口：程混凝土的质量，并且于1967年颁布厂钻取芯样方法的国家标难，英国、美国、德国、日本、比利时、丹麦、澳大利亚等国分别制定有钻取混凝土芯样进行强度试验的标准。国际标准化组织提出了”硬化混凝土芯样的钻取检查及抗压试验”国际标准草案(ISO/DIS7034)。1112我国于1948年开始使用钻芯法检测混凝土路面的厚度，并制定有钻取混凝土试体长度之检验法，经过大量的试验研究和工程应用，1988年由中国工程建设标准化委员会批准发行了钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS03：88)。钻芯法是一种半破损检测方法，利用钻芯机和人造金刚石空心薄壁钻头，直接从结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土抗压强度和检查混凝土内部缺陷的方法，以芯样的性能来评定结构混凝土的性能。钻取的芯样除可进行抗压强度试验以外，也可进行劈拉强度、抗拉强度、抗冻性、抗渗件、吸水性及密度等的测定，此外还可以检查混凝土的内部缺陷，如裂缝深度、孔洞、疏松大小及混凝土中骨料的级配情况等1314。由于钻芯法无需进行物理量之间的换算，直接反映结构混凝土的性能，被普遍认为是一种直观、可靠和推确的方法。但由于检测总是对结构混凝土造成局部损伤而且成本较高，因此大量取芯往往受到一定的限制。近年来国内外都主张把取芯法和其他非破损检测方法综合利用，一方面利用非破损检测方法可以大量测试而不损伤结构的特点，另一方面又可利用钻芯法提高非破损的精度使二者相辅相成。4.1测试步骤4.1.1芯样钻取如按单个构件检测，芯样数量应大干等于3个，对较小构件可取2个，芯样直径不宜小于骨料最大粒径的3倍，一般为60帅、100M或150mm。4.1.2芯样切割加工和端面的修整。从构件上钻取芯样后，应对芯样进行切割，以保证芯样的高径比，并进行端面的修整。芯样端面修整的方法主要有磨乎法(用金刚砂或直接用金刚石磨轮)和补平法。补平法根据补平材料的不同，又可分为硫磺补平、硫磺胶泥、硫磺砂浆、水泥净浆、水泥砂浆补平等。4.1.3测试测试前需进行尺寸测量，包括平均直径、高度、端面平整度及垂直度的测量。测量平均直径对，用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上取其两次测量的算术平均值。测量精度为0.5mm。当沿芯样高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时，由于对抗原强度的影响难以估计，故这样的芯样不能作为抗压强度试件使用。4.1.4 数据处理及评定芯样抗压强度试验方法同混凝土立方体试块的抗压强度试验方法一致，其计算公式为：f=4Pd2式中 P- 抗压荷载（KN）; d- 平均直径（mm）； - 换算系数，与直径比有关（h/d），是用全国各单位的试验结果的统计值，其回归公式如下：=x/(ax+b)；式中a=0.61749，b=0.37967，x=h/d。4.2 影响钻芯法测强的因素4.2.1 钢筋钢筋对混凝土的影响是比较复杂的，由于混凝土抗压时是轴线方向承受压力，如存在与轴线平行的钢筋，钢筋在混凝土内部阻止横向膨胀，从而增强混凝土，因此不允许存在与轴线相互平行的钢筋是显而易见的。但对于与轴线垂直的钢筋，各国标准对此的规定很不一致。4.2.2 潮湿程度混凝土强度随着含水量的增加会降低，因为受荷载时混凝土不能被压缩，只能横向膨胀，使试件在侧向增加拉应力。同时，混凝土内的水分还会产生尖劈力并减弱颗粒之间的摩擦阻力等多种情况，使试件强度降低。混凝土强度降低的数值与混凝土的密实件和含水量有关，混凝土强度愈低，则密实性愈差；吸水性大，强度降低愈大。为了使芯样试件与被测结构混凝土的湿度在基本一致的条件下进行试验，如结构工作条件比较干燥，芯样试件应以自然干燥状态进行试验如结构工作条件比较潮湿芯样试件应以潮湿状态进行试验。4.2.3端面平整度芯样端面是进行抗压强度试验时的承压面，其平整度对抗压强度的影响很大端面不平时，向上凸比向下凹引起的应力集中更为剧烈，其抗压强度下降很大。有研究表明，当端面中间凸出1mm时，其抗压强度只有平整度试件的12左右，因此国内外标准都对芯样的端面平程度有严格的要求，并且要求两个端面应相互平行且应垂宜于轴线。5拔出法由于回弹法和超声-回弹综合法所测试的回弹值、超声声速值和混凝土强度并无直接关系，只是反映混凝土的物理特性，而且回弹值、声速值对混凝土强度来说并不是很敏感的参数，在测试中很容易带来误差，因而这两种方法难以达到所要求的检测精度。钻芯法虽然是一种直接、可靠的检测方法，但由于其对结构物有一定损伤，检测费用高，无法进行大量的检测。因此人们找到了拔出法这种操作相对较简单、又有足够精度的现场混凝土强度检测的新方法。拔出法是在混凝土中预埋或钻孔装入一个钢质锚固件，然后用拉拔装置拉拔，拉下一锥台形混凝土块。以抗拔力或拉拔强度作为混凝土质量的量度，利用拉拔强度与混凝土标准抗压强度的经验关系，来推算混凝土的抗压强度。它是一种介于纯非破损检测方法和钻芯法之间的检测方法。早在 1953 年，原苏联就开始使用拔出法进行混凝土强度检测。然而，直到 70 年代初，在 Richards 和 Malhotra 的研究报告之后，这种试验才开始被认为是一种实用的现场混凝土强度检测方法。从那时起，许多国家在这个领域进行了研究，各种获得专利的试验体系被发展起来。其主要有两大类:一类是在混凝土浇筑时预埋拉拔元件的方法，称为预埋拔出法(又称为LOK test);另一类是在混凝土上钻孔安装拉拔元件的方法，称为后装拔出法(又称为CAPO test)。尽管这些方案各有优劣，但大量的试验资料证明:在混凝土极限拔出力和混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的相关关系，这就揭示了拔出法良好的发展前景。1516拔出法的测试目的，一般是当混凝土强度已经达到一定程度时，用来确定施加预应力的时间、拆模时间、冬期施工时的防护和养护时间等，通过各测点的试验结果来客观评价构件和结构的混凝土强度，以此作为评价混凝土质量的一个主要依据。5.1 拔出法测试混凝土强度的机理预埋拔出法是在混凝土表层以下一定距离处预先埋入一个锚固件，待混凝土硬化后，通过锚固件对混凝土施加力，当拔出力增至一定限度时，混凝土将沿着一个与轴线呈一定角度的圆锥面破裂，并最后拔出一个类圆锥体。后装拔出法是在混凝土硬化后再埋入锚固件，测定混凝土抗拔力的方法，又叫CAPO试。首先在已硬化混凝土上钻孔，然后在一定孔深处用特制的带金刚石磨头的扩孔装置磨出一环形沟槽;将一金属胀环或膨胀螺栓锚件送入孔中沟槽，并使其胀开嵌入沟槽内。将液压千斤顶与锚固件相连，并施加拉力。当加荷至极限荷载时，混凝土产生一锥台断口，由测力计测读极限抗拔力。整个测试系统由嵌装的锚固件、反力子承环或支承架、液压加荷装置三部分组成。后装拔出仪主要有环支承方式和三点反力支承方式两种。它们使用原理相同，适用范围不同:圆环支承方式适用于粗骨料最大直径不大于40mm的混凝土，三点反力支承方式适用于粗骨料最大直径不大于60mm 的混凝土。我国的学者认为，在拔出力的作用下，混凝土破坏是由压应力和剪应力组合而成的的拉应力所造成的，这种破坏和立方体试块在承压面上有约束的条件下的破坏根本机理是一样的，所不同的是，混凝土立方体在边缘开裂后立即达到极限状态，而拔出试验须在开裂进行到一定程度才达到极限状态。丹麦的一些专家对拔出试验进行了非线性有限元分析，采用AXIPLANE程序，除了考虑混凝土的裂缝以外，还分别考虑了前破坏区和后破坏区的应变硬化和软化，单轴抗压强度对结构性能的影响，抗拉与抗压强度之比，不同的破坏判据等。结果表明：在荷载达到极限的18时径向裂纹在靠近混凝土外部表面的环带上开始发生，并随着荷载的增加，裂缝逐渐扩展。继续增加至64以后，新的环状裂纹从锚头的外部向支撑物处延伸，发生很大扩展，在这一狭窄的环状地带内存在着巨大的三向或双向的压应力，直至破坏，所以，拔出试验嵌入的锚头所要求的力直接取决于该混凝土的抗压强度。但是，由于发生破坏的应力状态主要是由最小拉应力叠加的双轴压力，所以对混凝土的抗拉强度也有一定影响。5.2影响拔出法测强因素的分析影响拔出法检测混凝土强度的因素很多，如水泥品种、粗细骨料状况、成型养护条件及掺入不同外加剂等。为了研究各