一種鋼筋套筒灌漿密實度檢測方法的試驗研究

李 雅 璠

(山西天邦工程項目管理有限公司，山西 太原 030001)

一種鋼筋套筒灌漿密實度檢測方法的試驗研究

李 雅 璠

(山西天邦工程項目管理有限公司，山西 太原 030001)

鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，在實際工程中有著較為普遍的應(yīng)用，但目前還沒有有效的質(zhì)量檢測方法。本文采用混凝土超聲斷層檢測掃描儀對不同灌漿密實度的鋼筋套筒試件進行了檢測試驗，檢測結(jié)果在一定程度上能夠反映實際情況，研究結(jié)果可以為鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量無損檢測提供一種方法。

鋼筋套筒灌漿連接，超聲無損檢測，灌漿密實度

0 引言

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是當前我國住宅產(chǎn)業(yè)化進程中重點發(fā)展的結(jié)構(gòu)形式之一，具有高效率、低耗能和環(huán)保等特點。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于它的連接技術(shù)，其中鋼筋套筒灌漿連接具有施工方便、性能可靠、經(jīng)濟耐久等優(yōu)勢，能夠較好地解決裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，是目前工程中縱向受力鋼筋連接普遍采用的方式[1-4]。鋼筋套筒灌漿連接的質(zhì)量直接影響著結(jié)構(gòu)的安全性，研究表明灌漿缺陷對鋼筋套筒灌漿連接試件的承載力和變形性能有較大影響[5]。實際工程中由于技術(shù)、管理和工人責(zé)任心等問題，鋼筋套筒灌漿不可避免地會存在缺陷，但目前還沒有有效的質(zhì)量檢測方法。工程中套筒灌漿連接不可進行破壞性質(zhì)量檢測，必須采用無損檢測方法進行質(zhì)量檢測，而相關(guān)的研究較少。聶東來等[6]利用超聲波首波聲時法檢測裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋套筒灌漿料密實性，并借助于超聲波幅值對其脫空缺陷進行定性判斷；劉輝等[7]采用沖擊回波法對不同類型和不同灌漿密實度的鋼筋套筒試件進行了檢測試驗，結(jié)果具有一定的可行性，但還需在測試方式和分析方法等方面開展進一步的工作。

目前無損檢測設(shè)備和方法較多，其中混凝土超聲斷層檢測掃描儀(A1040MIRA)是用于檢測混凝土和鋼筋混凝土中的空洞、管道、鋼筋、分層、裂縫、外來雜質(zhì)等的無損檢測儀器。A1040MIRA測量單元包括一個帶有耐磨的干性聲波接觸傳感器的低頻寬帶橫波天線陣列，其工作原理是利用探頭陣列發(fā)射和接受超聲波信號，通過相關(guān)公式計算出空洞等的深度。另一方面空洞等的物理性質(zhì)與素混凝土的物理性質(zhì)不同，超聲波在其中傳播速度也不同，同一深度處所測到的波速等也就不同，將所測到的不同聲波信號以圖形展示出來。對目標物體進行測量時，對整個目標進行分步掃描和數(shù)據(jù)統(tǒng)一，而后對整個物體被測區(qū)域進行重建，專門的軟件從巨大的三維數(shù)據(jù)中重建斷面影像，產(chǎn)生物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的3D影像。

本文嘗試采用A1040MIRA對鋼筋套筒灌漿密實度的檢測進行了試驗研究，以便為實際工程應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。

1 試驗概況

1.1試件設(shè)計與制作

試件形式如圖1所示，共設(shè)計制作了4個試件，尺寸為150 mm×150 mm×550 mm，將鋼筋套筒灌漿連接后澆筑混凝土，試驗所用連接鋼筋為HRB400，直徑20 mm，鋼筋套筒為北京思達建貿(mào)科技發(fā)展有限公司研發(fā)的GT20L型鋼筋灌漿連接套筒，長370 mm，外徑52 mm，灌漿口孔徑40 mm，灌漿料為CGMJM-VI高強灌漿料，混凝土強度為C50。

鋼筋套筒灌漿密實程度設(shè)計為4種工況，分別為將鋼筋與套筒完全密實、完全脫空、1/2脫空、1/4脫空，如表1所示。

表1 試驗工況

試件制作分兩步完成。首先進行鋼筋套筒灌漿連接，將連接鋼筋插入套筒中，從灌漿孔灌注高性能灌漿料，如圖2所示。對于完全密實情況用壓力槍直接將鋼筋套筒灌滿；1/2脫空和1/4脫空的試件灌注時將尺子插入灌漿孔，按照灌漿高度確定套筒脫空情況。待灌漿料達到一定強度后，將鋼筋套筒置入150 mm×150 mm×550 mm的鋼模板中，澆筑C50混凝土，共澆筑了4個試件，養(yǎng)護7 d后進行試驗。

1.2套筒灌漿密實度超聲掃描檢測

所使用的儀器為A1040MIRA混凝土斷層缺陷超聲波檢測儀，如圖3所示。試驗時首先根據(jù)儀器底部陣列傳感器的間距在試件表面劃分間距為100 mm的網(wǎng)格，然后采用測試儀器布置與鋼筋套筒平行、垂直等不同方法進行測試，如圖4所示。將混凝土斷層缺陷超聲波檢測儀的成像結(jié)果與灌漿密實度相對應(yīng)，通過分析比較，確定了最終的測試方案為測試儀器與鋼筋套筒方向垂直。然后對完全密實、完全脫空、1/2脫空、1/4脫空這四種不同工況的混凝土構(gòu)件分別進行了檢測。

2 試驗結(jié)果與分析

混凝土試件見圖4。

超聲掃描檢測結(jié)果如下：

1)鋼筋套筒完全密實情況檢測儀顯示狀態(tài)見圖5。

2)1/4鋼筋套筒脫空情況檢測儀顯示狀態(tài)見圖6。

3)1/2脫空情況檢測儀顯示狀態(tài)見圖7。

4)完全脫空情況檢測儀顯示狀態(tài)見圖8。

對比檢測結(jié)果與套筒灌漿的實際密實度，可以看出，鋼筋套筒完全密實情況下，檢測結(jié)果的俯視圖中間部分為比較明顯的一條綠色帶狀，表明這部分為鋼筋套筒且沒有缺陷，說明灌漿效果好，密實度高；對鋼筋套筒1/4脫空的情況下，檢測結(jié)果的俯視圖中間綠色條帶狀部分為鋼筋套筒，但在這條綠色條帶中有一條淺黃色條帶，說明套筒中存在一定脫空和缺陷，但脫空和缺陷的空間比較小；對鋼筋套筒1/2脫空情況，檢測結(jié)果的俯視圖中間綠色條帶狀部分為鋼筋套筒，但在這條綠色條帶中有幾塊不連續(xù)的紅色區(qū)域，表明套筒中脫空和缺陷較大，灌漿密實性差；對完全脫空的鋼筋套筒，俯視圖中央出現(xiàn)一條明顯的帶狀深紅色區(qū)域，表明此處鋼筋套筒內(nèi)部已經(jīng)完全脫空。

檢測結(jié)果雖然能夠在一定程度上反映灌漿密實程度，但并能確定密實度的大小，還需通過更多試驗對測試分析方法進行研究，另外本次試驗在測試方法上也需進行改進。

3 結(jié)語

本文采用A1040MIRA混凝土超聲斷層檢測掃描儀對不同工況的鋼筋套筒灌漿密實程度進行了檢測試驗，檢測結(jié)果能對灌漿密實度進行定性判斷，用該方法測試套筒灌漿密實度具有一定的可行性，但還需在測試方法和測試分析等方面進一步研究，以期能夠較為精確地測試套筒灌漿的不同缺陷，提高測試可靠性。

[1] 朱萬旭,馬 倩,馬 聰,等.用于建筑結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝的灌漿套筒連接技術(shù)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2013(4):71-75.

[2] 徐 巍,張 鵬,魏方勇,等.鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2014(S2):567-569.

[3] 王曉鋒,沙 安,洪 潔,等.行業(yè)標準《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ 355—2015)編制概況[J].混凝土世界,2015(7):8-13.

[4] 李善繼,馮身強,魏英杰.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件灌漿套筒安裝與質(zhì)量控制技術(shù)研究[J].四川建筑科學(xué)研究,2017(1):145-148.

[5] 鄭清林,王 霓,陶 里，等.灌漿缺陷對鋼筋套筒灌漿連接試件性能影響的試驗研究[J].建筑科學(xué),2017(5):61-68.

[6] 聶東來,賈連光,杜明坎,等.超聲波對鋼筋套筒灌漿料密實性檢測試驗研究[J].混凝土,2014(9):120-123.

[7] 劉 輝,李向民,許清風(fēng).沖擊回波法在套筒灌漿密實度檢測中的試驗[J].無損檢測,2017(4):12-16.

Experimentalstudyondetectionmethodofgroutingdenssteelsleeve

LiYafan

(ShanxiTaiyuanTianbangEngineeringProjectManagementCompanyLimited,Taiyuan030001,China)

Reinforcement sleeve grouting connection technology is key technology of fabricated concrete structure. It has a more common application in the actual process, but there is no effective quality control method at present. In this paper， the fault detection of reinforced concrete ultrasonic scanner sleeve different grouting compactness specimens were detected, the detection results can reflect the actual condition to a certain extent, the research results can provide a method for nondestructive testing of steel sleeve grouting connection quality.

reinforcement steel sleeve connection, ultrasonic nondestructive testing, grouting density

1009-6825(2017)32-0031-02

2017-09-04

李雅璠(1968- )，女，工程師

TU317

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