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，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拉力，直至芯樣被拉斷，記錄拉斷時所施加的拉力峰值，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)，試塊成型時對試塊進(jìn)行統(tǒng)一形式的編號，拆模后，將試塊的底面朝下，表面朝上成“品”字形堆放，同時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)使用臺式工程鉆機(jī)，規(guī)格型號為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方便，并且要有水冷卻系統(tǒng)；

（2）同時應(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)時同時進(jìn)行不同測試面的試驗(yàn)，芯樣分別在立方體試塊六個面上進(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)曲線在各個地區(qū)使用時存在一定的誤差，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)。