[發明專利]一種體外剪拉綜合法檢測混凝土抗壓強度試驗方法與裝置

在審

• 申請號: 202210734388.2
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115032072A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 劉澤斌
• 申請（專利權）人: 深圳中建院建筑科技有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24;G01N1/08;G01B21/10
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 王文嬌

本發明屬于混凝土檢測技術領域，尤其是涉及一種體外剪拉綜合法檢測混凝土抗壓強度試驗方法與裝置。包括如下步驟：a、選擇在結構的成型面上鉆取芯樣試件，標注芯位置編號；b、將試件夾持在專用試驗平臺，使用剪切機構對芯樣試件進行剪切試驗操作，記錄剪切力；c、使用拉脫機構對芯樣試件進行拉脫試驗操作，記錄拉脫力；d、測量被剪斷和拉斷試件的直徑，記錄在表內；e、將剪切力和拉脫力轉換為剪切強度和拉脫強度；f、將剪切強度和拉脫強度代入二元冪函數曲線換算該測點的混凝土抗壓強度。本技術方案能夠減輕試驗工作量，提高試驗數據準確性，簡化試驗設備降低成本。

技術領域

本發明屬于混凝土檢測技術領域，尤其是涉及一種體外剪拉綜合法檢測混凝土抗壓強度試驗方法與裝置。

背景技術

眾所周知反映混凝土力學特征的主要指標為壓、拉、剪等力學應力值，而混凝土剪應力和拉應力是混凝土構件中影響混凝土抗壓強度指標的最重要的因素之一，以立方體試件破壞特征來看，混凝土抗壓強度是由無數組剪切強度和抗拉強度組成的，其中拉應力主要取決于膠凝材料的抗拉性能和粘結質量，如：水泥標號、水泥質量、水泥特性等，包括施工中配合比、水灰比和養護質量都影響膠凝材料的最終抗拉強度，從而影響混凝土抗壓強度。而占混凝土體積比85％以上的砂子、石子對混凝土強度影響更為重要，如遇風化嚴重的石子，再好的膠凝材料也無法拌制高質量的混凝土，而剪切應力的大小取決于粗細骨料與膠凝材料粘結后的綜合質量，因此粗細骨料的品質也是構成混凝土性能的重要因素。

為了檢測混凝土抗壓強度，人們通常采用從結構構件中鉆取混凝土芯樣試件，經加工后進行抗壓試驗，由于鉆芯操作需將帶有骨料粒徑的混凝土鉆成芯樣試件，再經切割、打磨和抗壓等工藝過程形成標準試件，規范要求鉆芯試件直徑不宜小于75mm，而鉆取的芯樣試件長度要在150mm以上，按照《建筑結構檢測技術標準》GB/T 50344規定，根據構件數確定不同數量的樣本量，在混凝土結構上的取樣數量一般較多，按照經驗如果要保證檢測精度，鉆芯直徑應為100mm的芯樣試件，大量的鉆芯取樣，對既有結構會造成二次損傷，是一個建筑物所屬相關各方比較關心的問題。如果一個建筑物在其生命周期內多次被鉆取大量的芯樣試件，勢必會影響結構的安全，嚴重會造成安全事故。

為了解決上述出現的問題，我國相關專家學者先后研發了利用小直徑芯樣試件，即直徑44mm芯樣試件，通過拉脫強度作為自變量值換算混凝土抗壓強度，單一方法解決了對結構損傷大的問題，但由于拉脫試驗主要采集的是膠凝材料的粘結強度，而這些因骨料的含泥量，澆筑工藝造成較大的數據離散，同時由于拉脫強度僅占混凝土抗壓強度的3％～5％，綜合上述原因導致測試結果的標準差偏大，不利于按批推定混凝土強度；之后人們又開始用原位剪切的方法將試件剪斷，采集混凝土的原位剪切強度，剪切強度大約是混凝土抗壓強度的10％～15％，雖然該法對提高測試結果的精度，降低標準差有所改善，但由于剪切位置在試件的徑向位置，為一條垂直于試件軸向的剪切面，此面上的粗細骨料分布無法做到均勻，大量的試驗表明，其測試標準差雖然有所改善，但在檢測混凝土強度高于C50的混凝土強度時，其測試結果標準差還是偏大，如遇施工管理質量較差，在自身混凝土標準差偏大的工況下，采用原位剪切法也會出現測試結果離散的情況。

剪拉綜合法就是充分利用混凝土剪應力和拉應力，利用小直徑芯樣試件從微觀或微創的角度去采集混凝土的特征值，而這些特征值正是組成混凝土力學性能即混凝土抗壓強度的關鍵因素，采用兩個力學參數綜合推算混凝土抗壓強度，彌補了單一方法產生的缺陷和不足，驗證結果表明：剪拉綜合法的檢測精度和結果可以與直徑100mm的芯樣試件抗壓強度的結果相比美。

用剪、拉強度通過測強曲線換算混凝土抗壓強度的方法，屬于一種對結構損傷小、試驗方便的微破損檢測技術，基本原理是：采用剪切采集以粗細骨料為主的剪切性能，即剪切強度，采用拉脫檢測以水泥膠凝材料為主的粘結性能即拉脫強度；利用剪切和拉脫兩個性能參數綜合換算混凝土抗壓強度。