抗折法检测混凝土抗压强度的方法及装置

摘要

本发明涉及一种抗折法检测混凝土抗压强度的方法及装置，记录混凝土破坏时的抗折荷载及破坏断面的面积来计算抗折强度，由抗折强度和相应的边长为150mm立方体试件的强度建立相关关系，从而推定混凝土的抗压强度。本方法通过对测试构件施加抗折力，减少测试过程中的影响因素，提高了测试精度，且测试过程简单易行。可广泛应用于建筑、铁路、交通、水运、港工等行业的混凝土结构实体强度的检测。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种混凝土强度检测方法和装置，尤其是混凝土抗压强度的检测方法和装置。

背景技术

目前检测混凝土抗压强度的方法有回弹法、钻芯法、超声回弹综合法、后锚固法和剪压法。下表是针对上述测试方法原理和存在的缺陷进行对比。

综上所述，本发明与目前检测混凝土抗压强度的方法，其相同之处都是利用混凝土的相关特性，来推定其抗压强度。但区别在于，目前检测混凝土抗压强度的方法大多只是测试的混凝土表面的强度，有些虽然对混凝土结构构件没有损伤，但测试精度较低；有些测试精度较高，但对被测混凝土结构构件有较大损伤，且受到测试试件形状、测位选择、测试构件抗压强度范围和构件厚度等条件限制。基于测试过程影响因素较多，往往导致检测结果不准确。为了克服现有的检测混凝土抗压强度方法存在的缺陷并提高检测结果的准确度，特提出本发明所述技术方案。  

发明内容

本发明的目的是提供一种抗折法检测混凝土抗压强度的方法及装置，要解决现有的混凝土抗压强度测试方法大多对被测构件有一定损伤，测试时受到限制较多，测试过程中应力情况复杂，往往导致测试结果不准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗折法检测混凝土抗压强度的方法，步骤如下：

步骤一，在被测混凝土结构或构件上随机钻取3个抗折试件；

步骤二，将第一个抗折试件放入抗折装置的试件导管内，将抗折试件的中央区域通过带插孔连接板与拉力杆连接，并在插孔内插抗折件，启动手摇油泵通过拉力杆给抗折试件的中央区域施加向上的拉力；

步骤三，逐渐增大拉力直至抗折试件被折断，并读取荷载表上折断瞬间的抗折峰值F，随后，测量抗折试件断口处相互垂直向直径，计算抗折面积S，通过抗折强度计算公式确定第一个抗折试件的抗折强度；

步骤四，重复上述步骤二和三，直至确定出另外两个抗折试件的抗折强度；

步骤五，事先建立好的测强公式，取上述确定出的三个抗折试件的抗折强度的平均值作为本组抗折试件的抗折强度代表值，与对应的150mm立方体试件抗压强度建立相关关系，从而确定回归方程回归系数a,b的具体数值；

其中：即为第个混凝土构件抗压强度换算值（MPa）；

即为第个混凝土构件抗折强度（MPa）；

a和b即为回归方程回归系数。

所述步骤一，钻取抗折试件时采用空心水钻，所述空心水钻的内径不小于44mm。

上述的抗折法检测混凝土抗压强度的方法所采用的装置，包括抗折试件和抗折仪，所述抗折仪由支承结构、测量系统和油泵组成，其特征在于：所述支撑结构包括支承顶板、承力底板和支承杆，所述支承杆支顶在支承顶板和承力底板之间，所述测量系统包括试件导管、拉力杆、传感器、荷载表和抗折件，所述试件导管由两段固定段组成，其内穿抗折试件，所述拉力杆穿过支承顶板通过带插孔连接板和抗折件连接，其上自上而下依次穿有拧紧螺母、传感器和千斤顶，所述千斤顶顶在支承顶板的顶面，所述抗折件位于抗折试件中央区段底面中间，其两端与带插孔连接板固定连接，所述油泵为手摇油泵，其动力输出端与支承顶板连接。

所述试件导管的固定段通过焊缝固定在承力底板上。

所述抗折件为短钢筋，其轴线与抗折试件轴线垂直。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明依据混凝土轴向抗压强度与抗折强度标准值建立的相应关系，在结构构件实体上钻取抗折试件，采用抗折仪对抗折试件进行抗折试验，通过抗折试验得出的抗折强度与混凝土试件事先建立的测强公式推定混凝土抗压强度，这种装置对被测混凝土的破坏面小，尤其适合检测钢筋配置密集的混凝土构件。由于对测试构件施加的为抗折力，混凝土破坏面与抗折力方向一致，减少测试过程中的影响因素，提高了测试精度，且测试过程简单易行。

本方法检测龄期范围广，凡能钻制成型的抗折试件，都能进行抗折法试验。最早可至1 d，可为预应力混凝土的张拉和放张以及混凝土早龄期的施工提供技术保障；可适用于C10-C100的结构工程混凝土强度的检测。

本发明所述测试方法在不对被测混凝土结构构件有较大损伤的同时，可测试到混凝土内部的强度，避免被测试构件由于内部缺陷导致结构失效。

本发明所述测强方法，采用手摇油泵，不受对被测结构混凝土构件形状没有特别限制，测试部位不受限制，现场测试位置的表面无需处理，钻制的抗折试件不需处理；另外所采用的设备轻便灵活操作简单，准确快捷、成本低。

本发明可广泛应用于建筑、铁路、交通、水运、港工等行业的混凝土结构实体强度的检测。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明测试装置结构示意图。

图2是本发明测试方法的原理图。

附图标记：1－拧紧螺母、2－千斤顶、3－支承顶板、4－支承杆、5－承力底板、6－抗折试件、6.1－支承段、6.2－折断段、7－拉力杆、8－传感器、9－手摇油泵、10－带插孔连接板、11－试件导管、11.1－固定段、12－焊缝、13－荷载表、14－抗折件。

具体实施方式

一种抗折法检测混凝土抗压强度的方法，步骤如下：

步骤一，在被测混凝土结构或构件上随机钻取3个抗折试件6；钻取抗折试件时采用空心水钻，所述空心水钻的内径不小于44mm；

步骤二，将第一个抗折试件放入抗折装置的试件导管11内，将抗折试件6的中央区域通过带插孔连接板10与拉力杆7连接，并在插孔内插抗折件14，启动手摇油泵9通过拉力杆7给抗折试件的中央区域施加向上的拉力；

步骤三，逐渐增大拉力直至抗折试件6被折断支承段6.1和折断段6.2，参见图2，并读取荷载表上折断瞬间的抗折峰值F，随后，测量抗折试件断口处相互垂直向直径，计算抗折面积S，通过抗折强度计算公式确定第一个抗折试件的抗折强度；

步骤四，重复上述步骤二和三，直至确定出另外两个抗折试件的抗折强度；

步骤五，事先建立好的测强公式，取上述确定出的三个抗折试件的抗折强度的平均值作为本组抗折试件的抗折强度代表值，与对应的150mm立方体试件抗压强度建立相关关系，从而确定回归方程回归系数a,b的具体数值；

其中：即为第个混凝土构件抗压强度换算值MPa；

即为第个混凝土构件抗折强度MPa；

a和b即为回归方程回归系数。

对于常用原材料，通过大量试验确定出的测强公式上述测强公式对一般的混凝土构件或结构均可适用。

抗折试件制作要求按照各地区、常用原材料、不同强度等级、不同龄期制作，抗折试件可在立方体试件上钻制。

上述的抗折法检测混凝土抗压强度的方法所采用的装置，参见图1，包括抗折试件6和抗折仪，所述抗折仪由支承结构、测量系统和油泵组成，所述支撑结构包括支承顶板3、承力底板5和支承杆4，所述支承杆4支顶在支承顶板3和承力底板5之间，所述测量系统包括试件导管11、拉力杆7、传感器8、荷载表13和抗折件14，所述试件导管11由两段固定段11.1组成，其内穿抗折试件6，所述拉力杆穿过支承顶板3通过带插孔连接板10和抗折件14连接，其上自上而下依次穿有拧紧螺母1、传感器8和千斤顶2，所述千斤顶2顶在支承顶板3的顶面，所述抗折件14位于抗折试件6中央区段底面中间，其两端与带插孔连接板10固定连接，所述油泵为手摇油泵9，其动力输出端与支承顶板3连接。

所述试件导管11的固定段11.1通过焊缝12固定在承力底板5上。

所述抗折件14为短钢筋，其轴线与抗折试件轴线垂直。