拔出法测混凝土强度.ppt

混凝土无损检测技术 专业选修课 拔出法测砼强度 回弹法和超声法测试的回弹值和声速和砼强度没有直接关系 只是反应强度的间接参数 在测试中产生误差 缺点 检测精度不高 钻取砼芯样直接进行抗压强度试验 直观可靠 对结构有一定损伤 费用高 无法大量试验 操作简单 检测精确 介于非破损和钻芯法之间的检测方法 拔出法检测砼强度 将安装在砼中的锚固件拔出 根据预先建立的拔出力与砼强度之间的关系检测砼强度 这是一种半破损或微破损检测方法 拔出法测砼强度发展 分为 预埋拔出法 后装拔出法1953年苏联开始使用拔出法测砼强度1970年后 Richards和Malhotra研究报告后 作为一种现场试验方法 大量的试验发现 拔出力和砼强度存在近似线性的相关关系 1978年 ASTM暂行标准C 90 78T ASTMC 900 99 硬化砼拔出强度试验方法 ISO DIS8046 硬化砼拔出试验方法 标准规定拔出试验的目的 现场砼达到一定程度时 用于确定 后张法施加预应力 模扳支撑拆除 冻期施工防护结束 依据观测点的强度客观评价砼强度 我国研究应用情况 1985年前后开始研究 引进丹麦的LOK和CAPO拔出仪 拔出仪研究成功 拔出仪的锚固件 锚固深度 反力支撑等参数各不相同 拔出仪分为 圆环反力支撑 三点反力支撑中国工程建设标准化协会 后装拔出法检测砼强度技术规程 CECS69 94 拔出试验理论研究 理论研究采取预埋拔出试验丹麦NielSaabyeOttosen专门对Hannsen的LOK拔出试验进行非线性有限元分析 试验表明 拔出力与抗压强度呈线性关系 在环状狭长地带被压碎 美国国家标准局NBS认为 砼中砂浆在荷载65 极限时间应力下破坏 由于粗骨料时砼可以发挥35 荷载 国内学者认为 砼破坏是压应力和剪应力组合成拉应力造成的 拔出试验 预埋拔出法后装拔出法 预埋拔出法试验装置 在国际标准化组织及其他一些国家的拔出法试验标准中 都没有对拔出装置的参数给予具体规定 只是给出了大致关系 例如ISO DIS8046便推荐使用直径d 25mm的预埋件锚头 而ASTMC900 80未做具体规定 但注明预埋锚头直径的典型尺寸为25mm或30mm 大一些的和小一些的也被采用过 当锚固件锚固深度一定时 拔出力随着反力支承尺寸的增加而减小 同一锚固深度和反力支承尺寸时 圆环支承的拔出力比三点支承的拔出力大 在同一反力支承尺寸下 拔出力随着锚固件锚固深度的增加而有较大幅度的增加 预埋拔出试验 预埋拔出法是在混凝土表层以下一定距离处预先埋人一个钢制锚固件 混凝土硬化以后 通过锚固件施加拔出力 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 预埋拔出试验 预埋拔出装置包括锚头 拉杆和拔出试验仪的支承环 拔出装置的尺寸为拉杆直径d 7 5mm LOK试验 或10mm TYL试验 锚头直径d 25mm 支承环内径d 55mm 锚固深度h 25mm 预埋拔出试验的操作步骤可分为 安装预埋件 浇筑混凝土 拆除连接件 拉拔锚头 预埋过程 安装预埋件时 将锚头定位杆组装在一起 并在其外表涂上一层隔离剂 在浇筑砼以前 将预埋件安装在模板内侧的适当位置 当进行楼板试验时 可将预埋件固定到一个塑料浮杯或木块上 等到砼浇筑完毕 尚未凝结时 把预埋件插入砼内让浮杯或木块浮在砼表面 预埋件安装完毕后 在模板内浇筑砼 预埋点周围的砼应与其它部位同样振捣 不能损坏预埋件 拔出试验过程 拆除模板和定位杆 把拉杆拧到锚头上 另一端与拔出试验仪连接 拔出试验仪的支承环应均匀地压砼表面 并与拉杆和锚头处于同一轴线 摇动拔出仪的摇把 对锚固件施加拔出力 施加的拔出力应均匀和连续 拔出力的加荷速度控制在lkN s左右 当荷载加到了峰值时 记录极限拔出力读数 然后回油卸载 砼的表面上留下微细的圆裂纹 根据提供的测强度曲线 推算砼抗压强度 预埋拔出试验意义 预埋拔出法试验在北欧 北美等许多国家得到了迅速地推广应用 这种试验方法 在现场应用相当方便 而且试验费用低廉 除非特别低的砼强度以外 可以在很大的强度范围内进行试验 尤其适合用于砼质量现场控制的检测手段 例如 决定拆除模板或加置荷载的适当时间 这在冷却塔砼施工工程中 确定拆模时间最为普遍 决定施加或放松预应力的适当时间 决定吊装 运输构件的适当时间 决定停止湿热养护或冬期施工时停止保温的适当时间 在丹麦 这种方法已被承认作为一种校准的现场强度测定方法并可作为规范检验验收评定的依据 预埋拔出法在我国的应用尚不普及 似乎工程技术人员不愿在质量控制上花费精力 事实上 施工中对砼的强度进行控制 不仅可保证工程质量 减少出现质量问题 也是提高施工技术水平 提高企业经济效益的一个重要手段 例如在高混施工季节 确定提前拆模时间 可以加快模板周转 缩短施工工期 冬季施工时 确定防护和养护可以结束的时间 避免出现质量问题 减少养护费用 预制构件生产时 确定构件的出池 起吊 预应力的放松或张拉时的砼强度 加快生产周转等 其经济效益和社会效益都是巨大的 预埋试验法简单 及时 试验费低 在砼质量控制中有很好的前景 后装拔出法检测砼强度 后装拔出法是近10 20年才出现的 它是针对预埋拔出法的缺点 为了对没有埋设锚固件的砼也能进行类似的试验 在预埋拔出法的基础上逐渐发展起来的 采用这种方法时只要避开钢筋或铁件位置 在已硬化的新旧砼的各种构件上都可以使用 特别是当现场结构缺少砼强度的有关试验资料时 是非常有价值的一种检验手段 由于后装拔出法适应性很强 检测结果的可靠性较高 已成为许多国家注意和研究的现场砼强度检测方法之一 圆环支承拔出试验装置 后装拔出试验拔出孔槽的尺寸为 圆孔直径d 18mm 孔深为55 65mm 工作深度35mm 预留20 30mm作为安装锚固件和收容粉屑用 在距孔口25mm处磨槽 槽宽l0mm 扩孔的环形槽直径为25mm 试验过程 钻孔磨槽锚固件加荷拔出 钻孔 钻孔基本要求 孔径准确 孔轴线与砼表面垂直 表面可以用孔磨机磨平 钻孔时采用带水冷却装置薄壁空心钻头 钻孔机带有保持钻孔轴线与砼表面垂直的装置 钻出的孔外形规整 孔壁光滑 钻一个合格的直径为18mm的孔 磨槽 在圆孔中距孔口25mm处磨切一槽 磨槽采用由电动机 专用磨头及水冷却装置组成的专用磨槽机 并且有控制深度和垂直度的装置 磨槽时磨槽机沿孔壁运动磨头便对孔壁进行磨切 磨槽时间一般为lmin左右 磨出的环形槽外径为25mm 宽为10mm 锚固件 锚固件 涨圈 涨簧 涨钉 粘钉 不适合拔出试验 不宜采用拔出法对遭受冻害 化学腐蚀 火灾 高温损伤等部位的混凝土检测 如需检测应采取打磨 剔除等有效措施将薄弱表层清除干净后方可进行检测 以免造成误判 现场检测 准备 工程名称及设计 施工建设单位名称 结构及构件名称 设计图纸及混凝土强度设计等级 粗骨料品种 粒径及混凝土配合比 混凝土浇筑和养护情况以及混凝土的龄期 结构或构件存在的质量问题等 对钻头 磨头 锚固件及拔出仪进行检查 保证其处于正常工作状态 其几何尺寸符合标准规定 测点布置 单个构件检测时 应在构件上均匀布置3个测点 当3个拔出力中的最大拔出力和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15 时 仅布置3个测点即可 当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差大于中间值的15 包括两者均大于中间值的15 时 应在最小拔出力测点附近再加测两个测点 抽样检测时 抽检数量应不少于同批构件总数的30 且不少于10件 每个构件不应少于3个测点 需要补测情况 反力支承内混凝土仅有小部分破损 而大部分没有破损 拔出后的混凝土破损面有外露钢筋 铁杆等 拔出后的破坏面出现混凝土缺陷 如蜂窝 孔洞 疏松等 拔出后的混凝土出现特大骨料 超过了各锚固深度所允许的最大粗骨料粒径 拔出后的混凝土内出现异物 如泥土 砌块 煤块等 单个构件强度推定 单个构件检测时 当构件3个拔出力中的最大和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15 时 取最小值作为该构件拔出力计算值 当需加测时 加测的两个拔出力值和最小拔出力值一起取平均值 再与前次的拔出力中间值比较 取较小值作为该构件拔出力计算值 将单个构件的拔出力计算值代人测强曲线 则所得的砼强度计算值即为单个构件混凝土强度推定值 抽样测强度 该批构件砼强度平均值小于25MPa 强度标准差大于4 5MPa时该批构件砼强度平均值大于或等于25MPa 强度标准差大于5 5MPa时逐个检测 拉剥试验 拉剥试验的做法是把一圆形钢制拉剥盘 用环氧树脂粘接剂 粘到处于试验条件下的砼表面上 由于粘结部位的抗拉强度比砼大 于是导致砼在拉力作用下被剥离 破碎量一般是很小的 可能发生的破损面约等于拉剥圆盘 通过拉剥试验 就能计算砼试验的正常抗拉强度 广义后装拔出法试验简单 不用钻孔 梁板底部 建筑加固修复材料 目前加固补强方法 表面维修法 压浆与化学灌浆法 粘钢法 增设支点加固法 外包钢加固法 置换法 绕丝法 纤维布加固法 使用材料包括 聚合物复合修补材料 纤维复合修补材料 化学灌浆补强材料 加固修复用胶粘剂 钢材 碳纤维片材加固混凝土结构施工质量现场检验方法 粘结强度检测仪 对粘结强度检测仪的要求 可参照现行行业标准 数显式粘结强度检测仪 JG3056的规定 粘结强度检测仪应每年检定一次 发现异常时应随时维修 检定 取样规则 现场检验应在已完成碳纤维片材粘贴加固的结构表面上进行 按实际粘贴碳纤维片材的加固结构表面面积计 500m2以下工程取一组试样 500m2至1000m2工程取两组试样 1000m2以上工程每1000m2取两组试样 试样应由检验人员随机抽取 试样间距不得小于500mm 现场试样制备 1表面处理 被测部位的加固表面应清除污渍并保持干燥 2切割预切缝 从加固表面向混凝土基体内部切割预切缝 切入混凝土深度2 3mm 宽度1 2mm 预切缝形状为直径40mm的圆形 3粘贴钢标准块 采用取样粘结剂粘贴直径为40mm的圆形钢标准块 图B 2 3 取样粘结剂的正拉粘结强度应大于碳纤维片材粘贴树脂的正拉粘结强度 钢标准块粘贴后应及时固宁 破坏形式 1混凝土破坏 混凝土试块破坏 以Af表示 2层间破坏 树脂与混凝土间复合涂层界面破坏 以Bf表示 3碳纤维片材破坏 碳纤维片材内部破坏 Cf表示 4粘结失效 碳纤维片材与钢标准块之间破坏 以Df表示 试验结果的表示 每组取3个被测试样 以算术平均值作为该组正拉粘结强度的试验结果 试验结果应包括破坏形式 3个试样的正拉粘结强度值和该组正拉粘结强度的试验平均值 施工质量的判定 1 破坏形式为Af时 施工质量判定为合格 2 破坏形式为Bf Cf Df时 如满足每组试样的正拉粘结强度试验平均值不小于2 5