鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度培訓(xùn)資料.doc

鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度目 錄一、概述 1.1 取芯法發(fā)展 1.2 定義 1.3 規(guī)程標(biāo)準(zhǔn) 1.4 主要用途 1.5 特點(diǎn)二、鉆芯機(jī) 2.1 分類 2.2 結(jié)構(gòu) 2.3 人造金剛石空心薄壁鉆頭 2.4 固定方式 2.5 配套設(shè)備三、芯樣鉆取 3.1 鉆芯前的準(zhǔn)備 3.2 鉆芯操作 3.3 鉆芯工藝參數(shù)四、芯樣加工及測(cè)量4.1 芯樣切割加工 4.2 芯樣端面的修整 4.3 芯樣試件尺寸 五、芯樣試件抗壓試驗(yàn)及強(qiáng)度計(jì)算5.1 抗壓試驗(yàn)方法 5.2 抗壓強(qiáng)度計(jì)算 六、結(jié)構(gòu)砼芯樣抗壓強(qiáng)度推定一、概述1.1取芯法發(fā)展鉆芯法在國(guó)外的應(yīng)用已有幾十年的歷史；英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、日本、比利時(shí)和澳大利亞等國(guó)分別制定有鉆取混凝土芯樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也提出了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案硬化混凝土芯樣的鉆取檢查及抗壓試驗(yàn)(1S0DIS7034)。 我國(guó)1948年就已開始使用鉆芯法檢測(cè)混凝土路面的厚度，并制定有鉆取混凝土試體長(zhǎng)度之檢驗(yàn)法。20世紀(jì)80年代開始作為一種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的專門技術(shù)的研究并使其標(biāo)準(zhǔn)化的工作。另一方面，在鉆芯機(jī)、人造金剛石薄壁鉆、切割機(jī)及其配套使用的機(jī)具研制和生產(chǎn)方面也已取得了很大進(jìn)展，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已可生產(chǎn)十幾種型號(hào)的鉆機(jī)和幾十種規(guī)格的鉆頭可供選擇和使用。1988年由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)行鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程(CECS03：88)。2000年由中國(guó)建筑科學(xué)研究院等九個(gè)單位組成了鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程修編組。2007年發(fā)布：鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECS 0320071.2取芯法定義 鉆芯法是利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心薄壁鉆頭，從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取芯樣以檢測(cè)混凝土強(qiáng)度和檢查混凝土內(nèi)部缺陷的方法。由于它對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土造成局部損傷，因此它是一種半（微）破損的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段。1.3規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程ECS032007 相關(guān)的規(guī)程規(guī)范：水工混凝土施工規(guī)范(DL/T5144-2001) 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程（SL352-2006） 規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2001 ：“已建成的混凝土建筑物，應(yīng)適量地進(jìn)行鉆孔取芯和壓水試驗(yàn),大體積混凝土取芯和壓水試驗(yàn)可按每萬立方米混凝土鉆孔210m”； “鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物應(yīng)以無損檢測(cè)為主，在必要時(shí)采取鉆孔法檢測(cè)混凝土”。混凝土芯樣的鉆取、加工和試驗(yàn)可參考CECS03進(jìn)行。 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程7.7“混凝土芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)” 1.4主要用途 利用從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取的芯樣，根據(jù)檢測(cè)的目的和要求，可進(jìn)行下列項(xiàng)目的試驗(yàn)和檢查： 1混凝土的抗壓強(qiáng)度； 2混凝土的抗拉強(qiáng)度； 3混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度； 4混凝土的容重、吸水性及抗凍性； 5混凝土的裂縫深度或受凍層深度； 6混凝土接縫、分層、離析、孔洞等缺陷； 7機(jī)場(chǎng)跑道、公路路面混凝土厚度； 8建筑物的打孔或錨栽鋼筋。1.5 特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直觀、可靠和準(zhǔn)確；不足：局部損傷 、大量取芯往往受到一定的限制。 在檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，可用芯樣強(qiáng)度驗(yàn)證或修正回彈法或超聲回彈綜合法強(qiáng)度，以提高非破損測(cè)強(qiáng)的精度。 二 鉆芯機(jī) 2.1 分類分輕便型、輕型、重型和超重型四類 一般采用輕型鉆芯機(jī)最大鉆孔直徑： 200mm電壓：220V功率：2.5KW轉(zhuǎn)速：700r/min固定類型：膨脹螺絲2.2結(jié)構(gòu) 鉆芯機(jī)五項(xiàng)基本功能： 1向鉆頭傳遞壓力，推動(dòng)鉆頭前進(jìn)或后退； 2驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，并應(yīng)具有適宜轉(zhuǎn)速，保持所需線速度； 3為了冷卻鉆頭和沖洗鉆孔過程中產(chǎn)生的混凝土磨削碎屑，應(yīng)不斷供給冷卻水； 4鉆機(jī)應(yīng)有足夠的剛度和穩(wěn)定性； 5鉆機(jī)的移動(dòng)和拆裝方便。鉆機(jī)主要由底座、立柱、減速箱、輸出軸、進(jìn)給箱、進(jìn)給手柄、電動(dòng)機(jī)(或汽油機(jī))和冷卻系統(tǒng)等部分組成。鉆芯機(jī)可采用單相串激式電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)或者汽油機(jī)作為動(dòng)力源。2.3 混凝土的取芯工作需采用人造金剛石空心薄壁鉆頭。我國(guó)空心薄壁鉆的生產(chǎn)中，主要采用的是人造含硼黑色金剛石。 胎環(huán)金剛石的含量為20-40，金剛石含量越大，則磨削能力越高。 人造金剛石空心薄壁鉆頭主要由鋼體和胎環(huán)兩部分組成。 鉆頭磨鈍時(shí)，用耐火磚、砂輪片等強(qiáng)磨性材料重新進(jìn)行開刃處理. 2.4鉆芯機(jī)固定方式 鉆取芯樣時(shí)鉆芯機(jī)必須固定牢固，固定方法有： (1)配重法 在鉆機(jī)底座上配以重物，如鋼塊、混凝土塊等，比較笨重，在不宜采用其他方法時(shí)采用。 (2)真空吸附法 鉆機(jī)底座上安裝有真空吸盤，并配備專用真空吸泵。開動(dòng)真空泵將吸盤中的空氣抽出，則鉆機(jī)通過吸盤牢牢吸附在混凝土表面。這種固定方法簡(jiǎn)單、方便、可靠。但設(shè)備比較復(fù)雜、成本高，并要求吸盤下的混凝土表面比較光滑平整。 (3)膨脹錨栓法 常用固定方法，即可垂直固定也可成水平或任一角度固定鉆機(jī)。這種固定方法穩(wěn)定可靠，但需配置混凝土沖擊鉆和錨固螺栓。 以上固定方法中膨脹錨栓固定法應(yīng)用最為普遍。2.5配套設(shè)備 發(fā)電機(jī)，取芯機(jī)和沖擊鉆電源 沖擊鉆，打孔安裝膨脹錨拴的電動(dòng)工具鋼筋掃描儀：為避開鋼筋或預(yù)埋鐵件，采用磁感儀或雷達(dá)儀確定構(gòu)件中的鋼筋或鐵件位置。鋸石機(jī)、磨石機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、卡尺、鋼尺等三 芯樣鉆取3.1鉆芯前的準(zhǔn)備（1）資料準(zhǔn)備工程名稱(或代號(hào))以及設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)單位名稱；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件種類、數(shù)量和外形尺寸； 混凝土強(qiáng)度等級(jí)；混凝土成型日期、粗骨料粒徑及配合比；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中存在的質(zhì)量問題；有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖或施工圖等。（2）鉆芯機(jī)具準(zhǔn)備為方便取芯，依據(jù)檢測(cè)目的選擇合適型號(hào)的鉆機(jī)和鉆頭。 抗壓試驗(yàn)取芯，一般情況下， 芯樣直徑為粗骨料粒徑的3倍。在構(gòu)件截面較小或鋼筋過密不可能鉆取標(biāo)準(zhǔn)尺寸芯樣時(shí)，可為2倍。 為檢測(cè)混凝土的內(nèi)部缺陷，受凍層、腐蝕層的深度或混凝土厚度取芯，鉆頭直徑的選擇不受粗骨料粒徑的限制。 （3）鉆芯數(shù)量的確定 取芯的數(shù)量，應(yīng)視檢測(cè)的目的而定：?jiǎn)蝹€(gè)構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)，在構(gòu)件上取芯個(gè)數(shù)一般不少于3個(gè)，當(dāng)構(gòu)件的體積截面較小時(shí)可取2個(gè)；成批構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，取芯數(shù)量應(yīng)為2030個(gè)，當(dāng)取芯直徑小于標(biāo)準(zhǔn)尺100mm時(shí)，取芯數(shù)量應(yīng)適當(dāng)增加。每個(gè)構(gòu)件上宜取一個(gè)芯樣； 當(dāng)取芯是為了修正回彈法或超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，則取芯數(shù)量應(yīng)不少于6個(gè)；如結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)、凍害、化學(xué)腐蝕、質(zhì)量可疑或存在內(nèi)部缺陷時(shí)，取芯數(shù)量視具體情況而定。水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程：抗壓和劈裂抗拉試驗(yàn)均以3個(gè)試件為1組。（4）鉆芯位置的選擇受力較大的部位、安全度不足的構(gòu)件截面不能取芯、構(gòu)件的接頭和構(gòu)件邊緣、混凝土應(yīng)力復(fù)雜部位，不宜取芯，適宜中部取芯；相同條件的構(gòu)件，一般選取在基礎(chǔ)、墻、柱上取芯，盡可能不在梁上取芯；在同一個(gè)混凝土構(gòu)件中，考慮強(qiáng)度不均勻性，取芯位置混凝土強(qiáng)度要具有代表性；用于非破損法修正時(shí)，應(yīng)在非破損測(cè)試區(qū)或接近非破損測(cè)試區(qū)； 借助磁感儀避開結(jié)構(gòu)的鋼筋，尤其是主筋，避開預(yù)埋件或管線 。（5）鉆芯機(jī)的安裝與調(diào)試鉆鉆芯機(jī)的穩(wěn)定性是能否順利取芯的首要前提。如鉆芯機(jī)固定不穩(wěn)，鉆芯時(shí)容易發(fā)生卡鉆、芯樣折斷或芯樣表面形成凹凸不平等缺陷，影響取芯質(zhì)量。3.2鉆芯操作1、底座調(diào)平;2、設(shè)備固定;3、開始緩慢，遇鋼筋緩慢，隨時(shí)緊固螺栓;4、保持冷卻水暢通，水流量宜為35Lmin ;5、達(dá)到要求深度后，要將鉆頭提升到一定高度后方可停機(jī)，鉆頭離開芯樣后方可停水,停電停水過早則容易發(fā)生卡鉆; 6、保證操作人的安全、設(shè)備不受損傷、芯樣完好。3.3鉆芯工藝參數(shù)混凝土的強(qiáng)度、粗骨料的種類、鉆頭的直徑及新舊程度對(duì)進(jìn)鉆速度都有一定的影響。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度較高，粗骨料較硬或鉆頭直徑較大時(shí)則進(jìn)鉆速度較慢，反之則可加速進(jìn)鉆。 轉(zhuǎn)速合理，避免鉆機(jī)發(fā)生振動(dòng)，鉆頭偏斜，切口變寬，磨削面凹凸增大，粗骨料和沙漿的粘結(jié)力降低，損傷芯樣試件強(qiáng)度。同一鉆孔中鉆速度應(yīng)盡量保持一致，以得到光滑完整的芯樣表面。四 芯樣加工及測(cè)量 4.1芯樣切割加工芯樣試件切割前應(yīng)標(biāo)注好芯樣編號(hào)。芯樣加工時(shí)，一般情況下將影響強(qiáng)度試驗(yàn)的缺邊、掉角、鋼筋等部分切除，為檢測(cè)砼受凍層或疏松層強(qiáng)度時(shí)，切割加工中要注意保留這一部分混凝土。芯樣試件內(nèi)不應(yīng)含有鋼筋，或最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋,且鋼筋應(yīng)與芯樣軸線基本垂直并不得露出端面。 4.2芯樣端面的修整補(bǔ)平法： 硫磺膠泥補(bǔ)平 ：簡(jiǎn)單、方便、效率高，容易保證補(bǔ)平質(zhì)量，補(bǔ)平后即可進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，其缺點(diǎn)是硫磺蒸氣中含有二氧化硫等有害氣體 水泥砂(凈)漿補(bǔ)平 ：比芯樣強(qiáng)度高一個(gè)強(qiáng)度等、水泥砂漿補(bǔ)平層厚度不宜大于5mm、養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù) 。 4.3芯樣試件尺寸芯樣試件尺寸包括：芯樣高度、端面平整度、垂直度、平均直徑(1)芯樣高度 直徑和高度均為l00mm的芯樣試件作為圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件。 修補(bǔ)后的芯樣高度用鋼板尺或卡尺測(cè)量，精確至lmm。(2)端面平整度 芯樣端面是進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時(shí)的承壓面，其平整度對(duì)抗壓強(qiáng)度影響很大。當(dāng)端面中間凸出1mm時(shí)，其抗壓強(qiáng)度只有平整試件的二分之一左右，因此國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)芯樣端面平整度有嚴(yán)格要求。 測(cè)量方法：用鋼板尺或角尺緊靠在芯樣端面上，一面轉(zhuǎn)動(dòng)鋼板尺一面用塞尺測(cè)量與芯樣之間的縫隙，在l00mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)不超過01mm為合格。 (3)垂直度 芯樣兩個(gè)端面應(yīng)相互平行且應(yīng)垂直于軸線。芯樣端面與軸線間垂直度偏差過大，抗壓時(shí)會(huì)降低強(qiáng)度。一般規(guī)定垂直度偏差不得超過2度。 測(cè)量方法：用游標(biāo)量角器分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)端面與軸線間的夾角，在902時(shí)為合格，測(cè)量時(shí)精確至0.1度。 (4)平均直徑 用游標(biāo)卡尺測(cè)量芯樣中部，在相互垂直的兩個(gè)位置上取其兩次測(cè)量的算術(shù)平均值作為平均直徑，精確至1mm。 沿芯樣高度任一直徑與平均直徑的相差不能超過2mm。五 芯樣試件抗壓試驗(yàn)及強(qiáng)度計(jì)算 5.1抗壓試驗(yàn)方法芯樣試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時(shí)可分潮濕和干燥狀態(tài)兩種情況。干燥狀態(tài)下試驗(yàn)的試件通常比經(jīng)過浸濕的芯樣強(qiáng)度高7%左右。鉆芯法規(guī)程規(guī)定：結(jié)構(gòu)工作條件比較干燥，芯樣試件以自然干燥狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)；結(jié)構(gòu)工作條件比較潮濕，芯樣試件以潮濕狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于干燥狀態(tài)，即芯樣試件在受壓前在室內(nèi)自然干燥3d；潮濕狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，芯樣試件在205的清水中浸泡40-48h。 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定：試件在試驗(yàn)前需在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)一周。 5.2抗壓強(qiáng)度計(jì)算鉆芯法規(guī)程中規(guī)定：以直徑和高度均為100mm的圓柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。 芯樣試件的抗壓強(qiáng)度等于試件破壞時(shí)的最大壓力除以截面積 。 Fccor,i= (4F)(d2) fcor，i芯樣試件混凝土強(qiáng)度換算值，MPa； F芯樣試件抗壓試驗(yàn)測(cè)得的最大壓力，N； d芯樣試件的平均直徑，mm； a不同的高徑比芯樣試件混凝土換算強(qiáng)度的修正系數(shù)。