拉脫法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度測強(qiáng)曲線試驗(yàn)設(shè)計(jì)

李志強(qiáng) 金 楠 李牽慧 王 明 王丹丹

（河北建筑工程學(xué)院， 河北 張家口 075000）

0 引言

目前，在工程建設(shè)中，混凝土是使用量最大且最廣泛的建筑材料，因此，實(shí)際工程中，對于混凝土抗壓強(qiáng)度檢測很重要。

混凝土的現(xiàn)場檢測可以分為有損和無損檢測技術(shù)。有損檢測是在原有的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上進(jìn)行局部的破損作業(yè)，該方法所得的測試結(jié)果比較直觀可靠，常用檢測方法有鉆芯法、拔出法等；無損檢測是直接在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上進(jìn)行檢測，能夠較準(zhǔn)確地判斷混凝土的強(qiáng)度狀況，常用的無損檢測有回彈法、超聲-回彈法等。結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用中，一般的結(jié)構(gòu)工程中常采用回彈法，但是當(dāng)混凝土構(gòu)件表面與構(gòu)件內(nèi)部混凝土有較大差異時(shí)，回彈法檢測將不再適用；有損檢測常用的鉆芯法由于鉆制的芯樣較大，在鋼筋密集部位將不再適用。針對這些方法存在的局限性，一些學(xué)者們提出了一種新的檢測方法——拉脫法，拉脫法檢測混凝土強(qiáng)度是一種全新的、較為先進(jìn)的微損檢測，它是通過混凝土芯樣的抗拉強(qiáng)度值來推定混凝土強(qiáng)度值。

1 拉脫法基本原理及特點(diǎn)

1.1 拉脫法檢測混凝土的基本原理

拉脫法的工作原理就是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上首先鉆制出直徑44mm、深度44mm 的芯樣，再用具有自夾緊試件的裝置對該芯樣施加一個(gè)拉力，直至芯樣被拉斷，記錄拉斷時(shí)所施加的拉力峰值，根據(jù)芯樣的拉脫力來推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度。

1.2 拉脫法的特點(diǎn)

拉脫法是一種通過對混凝土試件上鉆制出的小芯樣進(jìn)行拉拔從而得到拉斷芯樣時(shí)的力來推算混凝土強(qiáng)度的方法，其特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

1.拉脫法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度是直接對混凝土材料的內(nèi)部進(jìn)行檢測，不受表面混凝土好壞情況的影響；

2.對混凝土結(jié)構(gòu)的破損非常輕微，芯樣的直徑只有44mm；

3.拉脫法檢測混凝土，檢測速度快且高效，只需測出拉斷力即可推算混凝土抗壓強(qiáng)度；

4.使用的儀器設(shè)備簡單、造價(jià)低廉，所用的專用配件可以反復(fù)循環(huán)使用，利于推廣實(shí)施。

2 拉脫法檢測混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 混凝土試塊制作

根據(jù)河北省內(nèi)各地混凝土結(jié)構(gòu)和工程實(shí)際的應(yīng)用情況，以實(shí)際工程中最常使用的原材料和配合比為主，制作出150mm×150mm×150mm 的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，各項(xiàng)原材料及配比均應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)范要求，本次試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)范圍為C15～C80，混凝土試塊應(yīng)在同一天內(nèi)使用同條件的混凝土成型，養(yǎng)護(hù)條件為自然養(yǎng)護(hù)，試塊成型時(shí)對試塊進(jìn)行統(tǒng)一形式的編號(hào)，拆模后，將試塊的底面朝下，表面朝上成“品”字形堆放，同時(shí)將試塊碼放到不直接受到日曬雨淋的地方。

2.2 試驗(yàn)儀器及設(shè)備

拉脫法檢測混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)中所需要的儀器設(shè)備有拉脫儀、壓力試驗(yàn)機(jī)、鉆機(jī)等，具體要求如下：

1.拉脫儀

拉脫儀是由夾緊拉脫裝置、加力裝置以及數(shù)據(jù)顯示裝置組成。

根據(jù)JGJ/T378-2016《拉脫法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的要求，拉脫儀應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）拉脫儀應(yīng)具有對試件自動(dòng)調(diào)節(jié)徑向夾緊力的功能；

（2）應(yīng)由傳感器和具有能夠顯示功能及峰值保持功能的荷載表組成；

（3）荷載表的分辨率或最小示值宜為1N，滿量程測試誤差不得大于1.0%；

（4）拉脫儀使用時(shí)的外界環(huán)境溫度宜控制在-10℃～45℃。

2.壓力試驗(yàn)機(jī)

試塊抗壓強(qiáng)度檢測采用型號(hào)為YAW-2000A 的微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)，測量范圍為2000KN，最大負(fù)荷2000KN。

3.其他儀器設(shè)備

鉆芯機(jī)使用臺(tái)式工程鉆機(jī)，規(guī)格型號(hào)為Z1Z-200T，最大鉆孔直徑200mm，負(fù)載轉(zhuǎn)速520r/min。

根據(jù)JGJ/T378-2016《拉脫法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，鉆芯機(jī)應(yīng)符合下列要求：

（1）應(yīng)該具有足夠的剛度且操作靈活移動(dòng)方便，并且要有水冷卻系統(tǒng)；

（2）同時(shí)應(yīng)配置漏電保護(hù)裝置、深度標(biāo)尺、底盤設(shè)置錨固孔和試件定位框；

（4）在金剛石鉆磨頭上應(yīng)該設(shè)有鉆制深度為44mm 的標(biāo)志

對于芯樣拉脫后其兩個(gè)相互垂直方向直徑測量以及拉脫斷口尺寸的測量，使用規(guī)格型號(hào)為0～150mm 的數(shù)顯卡尺，讀數(shù)精確至0.01。

2.3 芯樣的布置

本次試驗(yàn)所采用的立方體試塊尺寸為150mm×150mm×150mm 的標(biāo)準(zhǔn)試塊， 立方體的六個(gè)面分別標(biāo)注側(cè)面、頂面、底面，為研究不同的檢測面對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，在方案設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)進(jìn)行不同測試面的試驗(yàn)，芯樣分別在立方體試塊六個(gè)面上進(jìn)行鉆制，芯樣的直徑為44mm，高徑比為1/1，芯樣布置圖如圖1 所示。

圖1

3 拉脫值及抗壓強(qiáng)度值的測量

試驗(yàn)的試塊達(dá)到一定齡期后進(jìn)行拉脫試驗(yàn)，拉脫值的測定是通過拉脫儀來完成的，根據(jù)JGJ/T378-2016《拉脫法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行測定，根據(jù)芯樣拉斷時(shí)的力以及標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)換算公式進(jìn)行換算，得到拉脫試塊的拉脫強(qiáng)度值；抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按照現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的檢測通過壓力試驗(yàn)機(jī)來完成，通過壓力機(jī)一般得到的破壞荷載單位為牛（N），最終需要將其單位換算為MPa。

4 結(jié)束語

拉脫法檢測混凝土強(qiáng)度是一種新的檢測方法，目前制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于全國大范圍內(nèi)原材的差異，使用全國性的標(biāo)準(zhǔn)和測強(qiáng)曲線在各個(gè)地區(qū)使用時(shí)存在一定的誤差，為了工程的實(shí)用性應(yīng)該建立各省的檢測標(biāo)準(zhǔn)和測強(qiáng)曲線，為工程檢測提供依據(jù)。