混凝土材料力學(xué)性能檢測(cè)-拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度

、混凝土材料力學(xué)性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、拔出法檢測(cè)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(shí)目標(biāo)：掌握拔出法檢測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)混凝土強(qiáng)度的原理難點(diǎn)：拔出法檢測(cè)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(cè)混凝土強(qiáng)度？目錄后裝拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度

拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是一種半破損的檢測(cè)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(chǎng)控制，例如，決定拆除模板或加置荷載的適當(dāng)時(shí)間，決定施加或放松預(yù)應(yīng)力的適當(dāng)時(shí)間，決定吊裝、運(yùn)輸構(gòu)件的適當(dāng)時(shí)間，決定停止?jié)駸狃B(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)停止保溫的適當(dāng)時(shí)間等。預(yù)埋拔出法在北歐、北美等許多國(guó)家得到了迅速的推廣應(yīng)用。而在我國(guó)，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(yàn)。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(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《后裝拔出法檢測(cè)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(shí)例的形式給出了圓環(huán)式支承的測(cè)強(qiáng)曲線的回歸公式，山東地區(qū)有圓環(huán)反力支承的測(cè)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(cè)混凝土強(qiáng)度3檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)2檢測(cè)儀器1基本原理5混凝土強(qiáng)度換算及推定4測(cè)強(qiáng)曲線目錄一、基本原理

后裝拔出法檢測(cè)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(yàn)，測(cè)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(cè)混凝土強(qiáng)度。目前對(duì)拔出法檢測(cè)時(shí)的破壞機(jī)理的研究尚存在—些未明確的問題，對(duì)其破壞機(jī)理尚無(wú)公認(rèn)的理論。目錄二、檢測(cè)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(yàn)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(jì)量?jī)x表必須具有計(jì)量單位的校準(zhǔn)合格證。(3)拔出試驗(yàn)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(tái)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(yàn)裝置時(shí)，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(cè)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(dòng)式油泵的油壓使油缸的活塞產(chǎn)生很大的拔出力；測(cè)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(cè)試范圍內(nèi)的最大拔出力：②工作行程對(duì)于圓環(huán)式拔出試驗(yàn)裝置不小于4mm，對(duì)于三點(diǎn)式拔出試驗(yàn)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(cè)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(shí)，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(cè)力裝置后；②經(jīng)維修后；④拔出儀出現(xiàn)異常時(shí)；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(tái)階外徑d2＝25mm，應(yīng)經(jīng)常檢查金剛石磨頭的外徑，及時(shí)更換磨頭。5、錨固件

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

檢測(cè)前宜具備下列資料：(1)工程名稱及建設(shè)單位、設(shè)計(jì)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(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(yàn)報(bào)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(shí)材料計(jì)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(cè)方式和抽樣數(shù)量

(1)檢測(cè)方式檢測(cè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度可采用兩種方式：①單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)：主要是指時(shí)單個(gè)柱、梁、墻、基礎(chǔ)等的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)論不得擴(kuò)大到未檢測(cè)的構(gòu)件或范圍。②按批抽樣檢測(cè)：適用于同樓層、混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(cè)。大型結(jié)構(gòu)按施工順序可劃分為若干個(gè)檢測(cè)區(qū)域，每個(gè)檢測(cè)區(qū)域作為一個(gè)獨(dú)立構(gòu)件，根據(jù)檢測(cè)區(qū)域數(shù)量，可選擇單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)，也可選擇按批抽樣檢測(cè)。(2)抽樣數(shù)量當(dāng)同批構(gòu)件按批抽樣檢測(cè)時(shí)，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(cè)點(diǎn)布置要求

測(cè)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(gè)測(cè)點(diǎn)。按單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)時(shí)，如3個(gè)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(gè)測(cè)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(cè)點(diǎn)附近再加測(cè)2個(gè)測(cè)點(diǎn)。(2)測(cè)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(shí)無(wú)法布置測(cè)點(diǎn)時(shí)，可在混凝土成型的頂面布置測(cè)點(diǎn)。此時(shí)，應(yīng)用電動(dòng)磨平機(jī)將測(cè)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(cè)點(diǎn)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)的間距不應(yīng)小于10h(h為錨固深度)，測(cè)點(diǎn)距構(gòu)件邊緣不應(yīng)小于4h。(4)檢測(cè)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(cè)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(cè)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(shí)，應(yīng)將薄弱層清除干凈后方可檢測(cè)。(7)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)應(yīng)標(biāo)有明顯的編號(hào)，必要時(shí)應(yīng)在記錄紙上描繪測(cè)點(diǎn)布置示意圖。4、檢測(cè)前的儀器、設(shè)備檢查

檢測(cè)前，應(yīng)對(duì)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(shí)，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(shí)應(yīng)為18.1～19.0mm，當(dāng)采用二點(diǎn)時(shí)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(shí)應(yīng)為(25±0.8)mm，當(dāng)采用三點(diǎn)時(shí)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(cè)

(1)將脹簧插入成型孔內(nèi)，通過脹桿使脹簧錨固臺(tái)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(duì)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(cè)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(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，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(cè)過程中出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將該值舍去，在其附近補(bǔ)測(cè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。(7)拔出檢測(cè)后，應(yīng)對(duì)拔出檢測(cè)造成的混凝土破損部位進(jìn)行修補(bǔ)。目錄四、測(cè)強(qiáng)曲線12山東地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線《后裝拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)的測(cè)強(qiáng)曲線回歸公式

《后裝拔出法檢測(cè)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(shí)例的形式給出了圓環(huán)反力支承的測(cè)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(cè)時(shí)，可選用山東地區(qū)圓環(huán)反力支承的測(cè)強(qiáng)曲線的回歸公式。1、《后裝拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(CECS69：94)的測(cè)強(qiáng)曲線回歸公式

(1)測(cè)強(qiáng)回歸公式《后裝拔出法檢測(cè)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(cè)強(qiáng)公式回歸系數(shù)。附錄A的條文說明中以實(shí)例的形式給出了圓環(huán)反力支敢的測(cè)強(qiáng)曲線的回歸公式：

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

(2)鉆芯法修正當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)所用混凝土的材料與制定測(cè)強(qiáng)曲線所用的材料有較大差異時(shí)，可在被測(cè)結(jié)構(gòu)上鉆取混凝土芯樣，根據(jù)芯樣強(qiáng)度對(duì)混凝土換算值進(jìn)行修正。芯樣數(shù)量應(yīng)不少于3個(gè)，在每個(gè)芯樣附近做3個(gè)測(cè)點(diǎn)的拔出檢測(cè)試驗(yàn)，取3個(gè)拔出力的平均值代入式(6—l—44)計(jì)算每個(gè)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(jì)算：(6—1-45)式中η—修正系數(shù)，精確至o．o㈠—第i個(gè)混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度值，精確至0．1MPa；—對(duì)應(yīng)與第i個(gè)混凝土芯樣試件的3個(gè)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(cè)強(qiáng)曲線

山東地區(qū)的圓環(huán)反力支承的測(cè)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(gè)測(cè)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(gè)測(cè)點(diǎn)的拔出力值，精確至0.1kN。2、山東地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線

當(dāng)采用山東地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線的問歸公式時(shí)，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(cè)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(yàn)收與評(píng)定應(yīng)按現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204—2002)和混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107—2010)中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度有懷疑或爭(zhēng)議時(shí)，可按本規(guī)程進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)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(gè)主要依據(jù)。(3)檢測(cè)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(shí)，應(yīng)將薄弱表層清除干凈后方可進(jìn)行檢測(cè)。(4)該測(cè)強(qiáng)曲線適用于符合下列條件的混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)：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(cè)的混凝土強(qiáng)度推定單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定1、單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定

單個(gè)構(gòu)件的拔出力計(jì)算值，應(yīng)按下列規(guī)定取值：

(1)當(dāng)構(gòu)件3個(gè)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(shí)，取最小值作為該構(gòu)件拔出力計(jì)算值；(2)當(dāng)加測(cè)時(shí)，加測(cè)的2個(gè)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(jì)算值；(3)按單個(gè)構(gòu)件的拔出力計(jì)算值計(jì)算出強(qiáng)度換算值，作為單個(gè)構(gòu)件混凝上強(qiáng)度推定值。2、按批抽檢檢測(cè)的混凝土強(qiáng)度推定

(1)將按批抽樣檢測(cè)的每個(gè)拔出力值代入式(6—1—46)計(jì)算出強(qiáng)度換算值。（2）混凝土強(qiáng)度的推定值按下式計(jì)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(jì)算：