混凝土材料力學(xué)性能檢測-拔出法檢測混凝土強(qiáng)度

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場檢測、拔出法檢測混凝土強(qiáng)度教學(xué)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)：1.知識目標(biāo)：掌握拔出法檢測混凝土強(qiáng)度2.技能目標(biāo)：能夠進(jìn)行一般工程的拔出法檢測混凝土強(qiáng)度3.態(tài)度目標(biāo)：通過學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法重點(diǎn)：拔出法檢測混凝土強(qiáng)度的原理難點(diǎn)：拔出法檢測混凝土強(qiáng)度的推定復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧上次課題的主要內(nèi)容提出本次課題學(xué)習(xí)的問題，學(xué)生思考拔出法檢測混凝土強(qiáng)度？目錄后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度

拔出法檢測混凝土強(qiáng)度是一種半破損的檢測方法。拔出法分為兩類：預(yù)埋拔出法和后裝拔出法。預(yù)埋拔出法適合于混凝土質(zhì)量的現(xiàn)場控制，例如，決定拆除模板或加置荷載的適當(dāng)時間，決定施加或放松預(yù)應(yīng)力的適當(dāng)時間，決定吊裝、運(yùn)輸構(gòu)件的適當(dāng)時間，決定停止?jié)駸狃B(yǎng)護(hù)或冬季施工時停止保溫的適當(dāng)時間等。預(yù)埋拔出法在北歐、北美等許多國家得到了迅速的推廣應(yīng)用。而在我國，則更多地使用后裝拔出法，即在已硬化的混凝土上鉆孔，然后錨入錨固件進(jìn)行拔出試驗。在后裝拔出法中，根據(jù)反力支承的不同拔出儀目前有兩種類型：圓環(huán)式支承和二點(diǎn)式支承。1994年中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會頒布了《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)。該規(guī)程在附錄A的條文說明中以實例的形式給出了圓環(huán)式支承的測強(qiáng)曲線的回歸公式，山東地區(qū)有圓環(huán)反力支承的測強(qiáng)曲線的回歸公式。本章主要介紹后裝拔出法。目錄后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度3檢測技術(shù)要點(diǎn)2檢測儀器1基本原理5混凝土強(qiáng)度換算及推定4測強(qiáng)曲線目錄一、基本原理

后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度，是指在已硬化的混凝土表面鉆孔、磨槽、嵌入錨固件并安裝拔出儀進(jìn)行拔出試驗，測定極限拔出力，根據(jù)預(yù)先建立的拔出力和混凝土強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系檢測混凝土強(qiáng)度。目前對拔出法檢測時的破壞機(jī)理的研究尚存在—些未明確的問題，對其破壞機(jī)理尚無公認(rèn)的理論。目錄二、檢測儀器3鉆孔機(jī)2拔出儀1技術(shù)要求5錨固件4磨槽機(jī)1、技術(shù)要求

(1)拔出試驗裝置由鉆孔機(jī)、磨槽機(jī)、錨固件及拔出儀等組成。(2)鉆孔機(jī)、磨槽機(jī)、錨固件及拔出儀必須具有制造工廠的產(chǎn)品合格證，拔出儀的計量儀表必須具有計量單位的校準(zhǔn)合格證。(3)拔出試驗裝置應(yīng)采用圓環(huán)式，其反力支承內(nèi)徑d3＝55mm．脹簧錨固臺階外徑d2=25mm，錨固件的錨固深度h＝25mm，鉆孔直徑d1=18mm(圖6—l—6)。當(dāng)采用三點(diǎn)式拔出試驗裝置時，其反力支承內(nèi)徑d3＝120mm，錨固件的錨固深度＝35mm，鉆孔直徑dl=22mm(圖6—l—7)。2、拔出儀

(1)拔出儀由加荷裝置、測力裝置及反力支承三部分組成。拔出儀的加載裝置一般采用油壓系統(tǒng)，由手動式油泵的油壓使油缸的活塞產(chǎn)生很大的拔出力；測力顯示裝置可采用數(shù)顯式或指針式；拔出儀反力支承有圓環(huán)式和三點(diǎn)式兩種。(2)拔出儀應(yīng)具備以下技術(shù)性能：①額定拔出力大于測試范圍內(nèi)的最大拔出力：②工作行程對于圓環(huán)式拔出試驗裝置不小于4mm，對于三點(diǎn)式拔出試驗裝置不小于6mm；③允許示值誤差為儀器額定拔出力的±2％；④測力裝置宜具有峰值保持功能。2、拔出儀

(3)遇有下列情況之一時，拔出儀應(yīng)送校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)：①更換液壓油后；②更換測力裝置后；②經(jīng)維修后；④拔出儀出現(xiàn)異常時；⑤超過校準(zhǔn)有效期限(有效期限為一年)；⑥遭受嚴(yán)重撞擊或其他損害。3、鉆孔機(jī)

(1)鉆孔機(jī)可采用金剛石薄壁空心鉆或沖擊電錘。金剛石薄壁空心鉆應(yīng)有冷卻水裝置。(2)鉆孔機(jī)宜有控制垂直度和深度的裝置。4、磨槽機(jī)

磨槽機(jī)由電鉆、金剛石磨頭、定位圓盤及冷卻水裝置組成。為保證脹簧錨固臺階外徑d2＝25mm，應(yīng)經(jīng)常檢查金剛石磨頭的外徑，及時更換磨頭。5、錨固件

錨固件由脹簧和脹桿組成。脹簧錨固臺階寬度b＝3.5mm。目錄三、檢測技術(shù)要點(diǎn)3測點(diǎn)布置要求2檢測方式和抽樣數(shù)量1資料收集5鉆孔和磨槽4檢測前的儀器、設(shè)備檢查6拔出檢測1、資料收集

檢測前宜具備下列資料：(1)工程名稱及建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位和監(jiān)理單位名稱；(2)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件爾稱、混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級及施工圖紙；(3)水泥品種、用量、廠名、出廠口期及強(qiáng)度、安定性檢驗報告，砂石品種、粒徑。外加劑或摻合料品種、摻量以及混凝土配合比情況等；(4)施工時材料計量情況、模板類別、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)情況及成型日期；(5)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的試塊混凝土強(qiáng)度試壓資料以及相關(guān)的施工技術(shù)資料；(6)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件存在的質(zhì)量問題。2、檢測方式和抽樣數(shù)量

(1)檢測方式檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度可采用兩種方式：①單個構(gòu)件檢測：主要是指時單個柱、梁、墻、基礎(chǔ)等的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)論不得擴(kuò)大到未檢測的構(gòu)件或范圍。②按批抽樣檢測：適用于同樓層、混凝土強(qiáng)度等級相同，原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件基本一致且齡期相近、構(gòu)件，所處環(huán)境相同的同種類構(gòu)件的檢測。大型結(jié)構(gòu)按施工順序可劃分為若干個檢測區(qū)域，每個檢測區(qū)域作為一個獨(dú)立構(gòu)件，根據(jù)檢測區(qū)域數(shù)量，可選擇單個構(gòu)件檢測，也可選擇按批抽樣檢測。(2)抽樣數(shù)量當(dāng)同批構(gòu)件按批抽樣檢測時，抽樣數(shù)量應(yīng)不少于同批構(gòu)件總數(shù)的30％，且不少于10件。3、測點(diǎn)布置要求

測點(diǎn)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件至少均勻布置3個測點(diǎn)。按單個構(gòu)件檢測時，如3個拔出力中的最大拔出力和最小拔出力與中間值之差均小于中間值的15％，僅布置3個測點(diǎn)即可；如最大拔／h力或最小拔出力與中間值之差大于中間值的15％(包括兩者均大于中間值的15％)，應(yīng)在最小拔出力測點(diǎn)附近再加測2個測點(diǎn)。(2)測點(diǎn)宜布置在構(gòu)件混凝土成型的側(cè)面，混凝土成型的側(cè)面確實無法布置測點(diǎn)時，可在混凝土成型的頂面布置測點(diǎn)。此時，應(yīng)用電動磨平機(jī)將測點(diǎn)部位混凝土打磨平整。(3)在構(gòu)件的受力較大及薄弱部位匝布置測點(diǎn)，相鄰兩測點(diǎn)的間距不應(yīng)小于10h(h為錨固深度)，測點(diǎn)距構(gòu)件邊緣不應(yīng)小于4h。(4)檢測面應(yīng)為原狀混凝土面，不應(yīng)有裝飾層、疏松層、浮漿、油垢，否則應(yīng)將裝飾層、疏松層和雜物清除，并將殘留的粉末和碎屑清理干凈。(5)測點(diǎn)應(yīng)避開接縫、蜂窩，麻面部位和混凝土表層的鋼筋、預(yù)埋件。(6)檢測部位混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)一致。當(dāng)混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異時，應(yīng)將薄弱層清除干凈后方可檢測。(7)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測點(diǎn)應(yīng)標(biāo)有明顯的編號，必要時應(yīng)在記錄紙上描繪測點(diǎn)布置示意圖。4、檢測前的儀器、設(shè)備檢查

檢測前，應(yīng)對鉆孔機(jī)、磨槽機(jī)、拔出儀的工作狀態(tài)是否正常及鉆頭、磨頭、錨固件的規(guī)格尺寸是否滿足成孔尺寸要求進(jìn)行檢查。5、鉆孔和磨槽

(1)在鉆孔過程中，鉆頭庇始終與混凝上表面保持垂趕，垂直度偏差不應(yīng)大于3°。(2)在混凝土孔壁磨環(huán)形槽時，磨槽機(jī)的定位圓盤應(yīng)始終緊靠混凝土表面回轉(zhuǎn)，磨出的環(huán)形槽應(yīng)規(guī)整。(3)成孔尺寸應(yīng)滿是下列要求：①成孔直徑，當(dāng)采用圓環(huán)式時應(yīng)為18.1～19.0mm，當(dāng)采用二點(diǎn)時應(yīng)為22.1~23.0mm；②成孔深度hl應(yīng)比錨固深度h深20—30mm；③錨固深度，當(dāng)采用圓環(huán)式時應(yīng)為(25±0.8)mm，當(dāng)采用三點(diǎn)時應(yīng)為(35±0.8)mm；④環(huán)形槽深度c應(yīng)為3.6～4.5mm。6、拔出檢測

(1)將脹簧插入成型孔內(nèi)，通過脹桿使脹簧錨固臺階完全嵌入環(huán)形槽內(nèi)，保證錨固可靠。(2)拔出儀與錨固件用拉桿連接對中，并與混凝土表面垂直。(3)施加拔出力應(yīng)連續(xù)均勻，速度應(yīng)控制在0.5～1.0kN／s。(4)施加拔出力至混凝土開裂破壞、測力顯示器讀數(shù)不再增加為止，記錄極限拔出力值，精確至0.1kN。(5)對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行檢測時，應(yīng)采取有效措施防止拔出儀及機(jī)具脫落摔壞或傷人。(6)當(dāng)拔出檢測過程中出現(xiàn)異常時，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將該值舍去，在其附近補(bǔ)測一個測點(diǎn)。(7)拔出檢測后，應(yīng)對拔出檢測造成的混凝土破損部位進(jìn)行修補(bǔ)。目錄四、測強(qiáng)曲線12山東地區(qū)測強(qiáng)曲線《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)的測強(qiáng)曲線回歸公式

《后裝拔出法檢測棍凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)在附錄A的條文說明中以實例的形式給出了圓環(huán)反力支承的測強(qiáng)曲線的回歸公式，在山東地區(qū)采用后裝拔出法(圓環(huán)式)檢測時，可選用山東地區(qū)圓環(huán)反力支承的測強(qiáng)曲線的回歸公式。1、《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)的測強(qiáng)曲線回歸公式

(1)測強(qiáng)回歸公式《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)正文第5．1．1條給出了回歸公式的形式：(6—1—43)式中—混凝土強(qiáng)度換算值，精確到0.1MPaF—拔出力，精確至0.1kN；A，B—測強(qiáng)公式回歸系數(shù)。附錄A的條文說明中以實例的形式給出了圓環(huán)反力支敢的測強(qiáng)曲線的回歸公式：

(6—I—44)1、《后裝拔出法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)的測強(qiáng)曲線回歸公式

(2)鉆芯法修正當(dāng)被測結(jié)構(gòu)所用混凝土的材料與制定測強(qiáng)曲線所用的材料有較大差異時，可在被測結(jié)構(gòu)上鉆取混凝土芯樣，根據(jù)芯樣強(qiáng)度對混凝土換算值進(jìn)行修正。芯樣數(shù)量應(yīng)不少于3個，在每個芯樣附近做3個測點(diǎn)的拔出檢測試驗，取3個拔出力的平均值代入式(6—l—44)計算每個芯樣位置相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度換算值。修正系數(shù)可按式(6—1—45)進(jìn)行計算：(6—1-45)式中η—修正系數(shù)，精確至o．o㈠—第i個混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度值，精確至0．1MPa；—對應(yīng)與第i個混凝土芯樣試件的3個拔出力平均值的混凝土強(qiáng)度換算值，精確至0．1MPa；n—芯樣試件數(shù)量。2、山東地區(qū)測強(qiáng)曲線

山東地區(qū)的圓環(huán)反力支承的測強(qiáng)曲線的回歸公式：

(6—1-46)式中—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件：第i個測點(diǎn)混凝土強(qiáng)度換算值，精確至0.1MPaTi—結(jié)構(gòu)或構(gòu)件第i個測點(diǎn)的拔出力值，精確至0.1kN。2、山東地區(qū)測強(qiáng)曲線

當(dāng)采用山東地區(qū)測強(qiáng)曲線的問歸公式時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)適用于采用圓環(huán)式拔出裝置及混凝土強(qiáng)度拔出儀檢測和推定山東地區(qū)范周內(nèi)建筑工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的普通混凝土抗壓強(qiáng)度。(2)在正常情況下，混凝土強(qiáng)度的驗收與評定應(yīng)按現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204—2002)和混凝土強(qiáng)度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107—2010)中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度有懷疑或爭議時，可按本規(guī)程進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可作為處理混凝土質(zhì)量或結(jié)構(gòu)性能鑒定問題的一個主要依據(jù)。(3)檢測部位的混凝土表層應(yīng)與內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)一致。當(dāng)混凝土表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異時，應(yīng)將薄弱表層清除干凈后方可進(jìn)行檢測。(4)該測強(qiáng)曲線適用于符合下列條件的混凝土強(qiáng)度的檢測：①符合普通混凝土用材料、拌合用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且粗骨料為碎石，碎石最大粒徑不大于40mm；②抗壓強(qiáng)度為10～60MPa；③不摻引氣型外加劑；④自然養(yǎng)護(hù)或蒸氣養(yǎng)護(hù)出池后經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7d以上。目錄五、混凝土強(qiáng)度換算及推定12按批抽檢檢測的混凝土強(qiáng)度推定單個構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定1、單個構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定

單個構(gòu)件的拔出力計算值，應(yīng)按下列規(guī)定取值：

(1)當(dāng)構(gòu)件3個拔出力中的最大和最小拔出力與中間值之差均小于中間值的15％時，取最小值作為該構(gòu)件拔出力計算值；(2)當(dāng)加測時，加測的2個拔出力值和最小拔出力值一起取平均值，再與前一次的拔出力中間值比較，取較小值作為該構(gòu)件的拔出力計算值；(3)按單個構(gòu)件的拔出力計算值計算出強(qiáng)度換算值，作為單個構(gòu)件混凝上強(qiáng)度推定值。2、按批抽檢檢測的混凝土強(qiáng)度推定

(1)將按批抽樣檢測的每個拔出力值代入式(6—1—46)計算出強(qiáng)度換算值。（2）混凝土強(qiáng)度的推定值按下式計算：式中—批抽檢構(gòu)件混凝土強(qiáng)度換算值的平均值，精確至0.1MPa，按下式計算：