建设工程中预埋拔出法的使用

1前言为保证实际结构不受破坏，一般不宜采用破坏性试验方法来确定结构混凝土的强度，而应采取无损方法检测结构混凝土。混凝土是结构工程中使用量大、应用面广的一类建筑材料，但在工程施工和使用过程中，因施工质量不良、管理不善，常出现实验室试块质量与实际结构中混凝土不一致的情况。为确定混凝土实际强度，世界各国采用最多的是取芯法，采用破坏性试验测定其抗压强度，并作为混凝土结构施工及验收等方面的依据。所谓无损检验，指在不破坏结构的情况下，检测结构的混凝土强度及相关物理力学性能。采用无损检测混凝土强度的方法都是先测定某一物理力学量，然后按这一物理力学量与混凝土强度之间预先建立的关系，来推求混凝土抗压强度。无损检验技术主要包括非破损检测和部分破损检测。拔出法属于部分破损检测技术，是通过检测实际结构混凝土拔出力来确定混凝土抗压强度的方法，适用于检测已成混凝土抗压强度，具有较高的推广价值。下面主要论述拔出法检测混凝土强度的破坏机理，并介绍该方法检测混凝土强度的过程。2拔出法的破坏机理及影响因素拔出法包括预埋拔出和后装拔出两种检测形式，主要是通过后预埋或装嵌入混凝土结构中的锚固件拔出，根据极限拔出力与混凝土抗压强度之间的线性相关性，测定混凝土的强度。拔出法破坏机理的研究我国学者认为，在拔出力作用下，混凝土发生破坏是由压应力和剪应力组合，产生拉应力造成的。这种破坏与混凝土立方体试块在承压面有约束条件时的破坏本质上是一样的，所不同的是，立方体边缘开裂后马上达到极限状态，而拔出试验的极限状态则在开裂进行到一定程度时才发生。所以认为，拔出力与混凝土抗压强度之间的高度相关性并非偶然。各国的研究结果均表明，拔出力是导致混凝土拔出破坏时力学指标的反映，所以，混凝土拔出力与其抗压强度之间存在良好的线性相关关系。拔出法测强技术的影响因素2.2.1原材料的影响骨料粒径：根据研究成果得出，拔出法试验时，混凝土中的粗骨料粒径对拔出力影响最大。混凝土拔出力的变异系数随粗骨料最大粒径的增加而增大，同时也对混凝土抗压强度产生一定的影响；混凝土强度等级：W.F.Price和JPHynes对高强混凝土进行了拔出试验研究，结果证明，高强混凝土的回归曲线斜率小于中、低强混凝土；外加剂：应考虑外加剂种类及掺量的影响。2.2.2加工工艺的影响混凝土上表面、底面及侧面的抗压强度均有所差别。根据中建一局的试验结果表明，因混凝土成型时，粗骨料沉降，使混凝土中自上而下砂浆含量逐渐减少，故我国制订了《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》，规定后装拔出法试验应在混凝土的侧面上进行，否则应对结果进行修正。拔出法试验时，反力支承形式包括三点式支承、圆环式支承两种，铁道部科学研究院通过试验得出，采用圆环式支承时，达到极限拔出力以前混凝土表面无任何破坏迹象，继续拉拔，在圆环内侧产生整齐的环状裂缝，随后圆环内的混凝土同锚固件一起被拔出，拔出体呈截顶的圆锥状。而采用三点反力支承形式，可降低拔出力。三点式支承试验破坏时，破坏形状不规则，且除了环向裂缝，还会出现一些通过轴心孔的径向裂缝，被拔出的混凝土呈喇叭状，或被分解成一些碎块。此外，三点式支承较稳定，边界约束小，与圆环式支承相比，拔出力及其离散性较小。但圆环式支承时，破坏面规则，呈拉应力和剪应力破坏。拔出试验，混凝土破坏形式与拔出设备的拔出角a有关。拔出角a较大时混凝土接近拉坏，拉拔力与混凝土的抗拉强度相关关系良好。相反，若拔出角a较小，混凝土接近于剪切破坏，混凝土发生局部承压破坏。3拔出法检测混凝土强度的过程及特点拔出法测强技术的操作过程预埋拔出法，指将锚固件预先埋入混凝土中的拔出法。适用于成批、连续生产的混凝土构件，严格按施工工序的要求、预定检测目的等预先预埋好锚固件，具体操作步骤为：安装预埋件：在预埋件外表应涂油作为隔离剂，并按规定将其安装在距模板内侧一定距离的位置处，保证垂直模板内侧；浇注混凝土，拆除木模板；进行拉拔试验：将拔出仪中心拉杆与锚固件进行连接，并垂直于混凝土表面。对其施加拔出力，应注意，施加的拔出力要均匀、连续，拔出试验进行到反力支承架下混凝土破坏，压力表读数不再增加，记录极限拔出力值，然后回油卸载。后装拔出法，指对已成型的混凝土进行拔出试验，具体操作步骤如下：（1）钻孔：在需测试的结构构件指定位置，用电钻进行钻孔，要注意钻头应与混凝土表面保持垂直，且保证孔道内壁具有一定的光洁度；（2）磨槽：将孔内混凝土清理干净，并采用磨槽机垂直于钻孔壁进行磨槽，在磨槽完毕时，关闭开关，待磨槽机磨块完全停止转动后，将其沿钻孔道拿出，磨槽后应检测凹槽内壁是否光滑、有凸起，并将钻孔清理干净；（3）安装锚固件：锚固件包括胀簧和胀杆，先将胀簧插入钻好的孔内，将胀杆装入胀簧腔内，使胀簧扩张，完全嵌入磨素，致密性好、孔隙含量少且连通孔少的混凝土可以较好地抵抗硫酸盐侵蚀。（4）外部因素：硫酸盐浓度越大则侵蚀速率越大，但不是线性关系；Mg2+的存在也会加重硫酸盐对混凝土的侵蚀作用，Cl-的存在将显著的缓解硫酸盐侵蚀破坏的程度和速度。4结语随着水泥混凝土的广泛应用，越来越多的工程事例表明，混凝土工程