鉆芯拉剝法現(xiàn)場檢測修補混凝土粘結強度
2005-09-26 00:00
Detection of Bond Strength of Patching Concrete with the Core2drilling
and Pulling2stripping Method
FU Xiang ，SONG Ren－xin ，WANG Wu－ping
( Nanjing Hydraulic Research Institute ，Nanjing ， Jiangsu 210029 ， China)
建筑物加固、修補工程中，混凝土粘結強度的優(yōu)劣對施工質量有著重要影響，長期以來，修補材料的粘結強度參數(shù)大多通過室內試驗獲得，而人們往往更關心結構實體上材料的粘結質量。為此，筆者通過室內試驗及實際工程檢測，對現(xiàn)場檢測混凝土粘結強度作了初步研究，提出了一種簡便、實用的試驗方法。
1 試驗原理
現(xiàn)場混凝土粘結強度檢測采用鉆芯拉剝方法，其原理如圖1 所示。在結構試驗點處鉆一圓柱體芯樣試件，芯樣深度略大于修補材料厚度，芯樣包括了修補層和基底層(原結構部分) 。在芯樣表面粘結上與其直徑相當?shù)睦瓌儽P，待拉剝盤與芯樣粘結牢固并達到一定強度后，用專用拉拔儀與拉剝盤連接作拉剝加荷。當芯樣的修補層與基底層剝離、破壞時，測得拉剝力P ，由芯樣直徑D 可計算得到修補材料的粘結強度值。
2 試驗設備
(1) 拉拔儀 ①拉拔儀量程需大于修補材料的抗拉強度(可根據(jù)材料抗拉強度和芯樣直徑估算所需最大加荷)；②拉拔儀測量精度≤011kN；③拉拔儀反力支撐所確定的內徑必須大于芯樣的直徑；④拉拔儀可以作垂直向上和水平向加荷。
(2) 鉆芯機 可固定在結構上的輕便鉆芯機，目前市場上銷售的鉆芯機大多可以滿足試驗要求。
(3) 拉剝盤 芯樣的大小決定了拉剝盤的直徑，試驗表明，拉剝盤直徑大小對試驗結果有著重要影響，直徑大則試驗數(shù)據(jù)離散小、精度高，但同時對拉拔儀加載力、鉆芯設備及芯樣頂面平整度等要求也增加，給現(xiàn)場試驗增添許多不便。綜合各方面因素，選擇50～80mm直徑的拉剝盤較為合適。拉剝盤采用鋼材制作，厚約15mm，保證加荷時不變形。
(4) 結構膠 采用市面上銷售的快速固化結構膠。將2 塊同樣直徑的拉剝盤粘結在一起，通過拉剝試驗確定結構膠的粘結強度，結構膠的粘結強度需大于修補材料的抗拉強度。結構膠的固化時間在8min 左右較合適。
3 試驗方法、步驟
3.1 鉆取芯樣
鉆取芯樣點布置在混凝土表面平整處。鉆機安裝盡量使芯樣軸線與結構面垂直，以使拉剝加荷時粘結面為受拉破壞。鉆芯的深度可參考修補層厚度，并在鉆芯時注意觀察冷卻水顏色的變化。考慮到粘結面往往凸凹不平，因此，當冷卻水顏色變化時，應使鉆頭再深入混凝土一定深度，鉆透修補層后停鉆。
3.2 粘結拉剝盤
磨除芯樣頂面松軟層，擦凈表面灰(粉) 層，用電吹風或自然風使芯樣頂面干燥。根據(jù)拉剝盤的大小，調制用于安裝2個拉剝盤量的結構膠。用少量膠在芯樣上涂抹作為粘結基底，并對芯樣頂面不平整處作修補、充填，然后再在拉剝盤上涂抹1 層厚約0. 2mm 的結構膠。
將拉剝盤粘結在芯樣上，用手壓緊拉剝盤擠出粘結層中多余的膠，持續(xù)數(shù)分鐘待膠初步固化后松手。適當清除拉剝盤邊緣被擠出的膠液，避免其影響試驗。
3.3 芯樣拉剝加荷
將拉拔儀與拉剝盤連接，調整拉剝儀使拉剝方向與芯樣軸線平行。拉剝加荷中保持儀器平穩(wěn)，均勻加荷，同時觀察儀表讀數(shù)，至芯樣破壞讀取拉剝力P 值。
觀察芯樣破壞后斷裂面產(chǎn)生的位置，當斷裂面產(chǎn)生在基底與修補層結合處，表明P 為兩種材料的粘結拉剝力；若斷裂面產(chǎn)生在基底層或修補層時，則兩種材料的粘結拉剝力應大于P ；若斷裂面產(chǎn)生在拉剝盤與芯樣頂面粘結處時，為拉剝盤未粘結牢固，應另選測點重新測試。
3.4 計算粘結強度
用游標卡尺量取芯樣直徑D。根據(jù)拉剝力P 值及芯樣直徑D 值，由下式計算測點的粘結強度值f n 。
f n = 4 P/(πD2) (1)
4 工程應用
考慮到現(xiàn)場混凝土修補質量波動、試驗誤差等因素的影響，為提供客觀、合理、準確的檢測數(shù)據(jù)結果，對檢測的測點數(shù)量、數(shù)據(jù)取舍作適當約定： ①單個構件檢測時，測點數(shù)≥4 個；批量檢測時，以相鄰4 個測點為一試驗組；②單個構件檢測時，舍去4 個測點中離平均值最遠的1 個，以剩余3 個測點的平均值作為該組測值;批量檢測時，以所有試驗組的測值平均值為檢測結果。表1 為在實際工程中采用鉆芯拉剝法現(xiàn)場檢測混凝土粘結強度的檢測結果。
5 結語
(1) 試驗研究與工程應用表明，鉆芯拉剝法現(xiàn)場檢測混凝土粘結強度具有簡便、直觀、快速、可靠的特點，它為工程加固、建筑物修補中的混凝土粘結質量檢測提供了有效手段。
(2) 現(xiàn)場檢測混凝土粘結強度是一項新技術，對于規(guī)范試驗操作程序，制定科學、合理的測值統(tǒng)計、評定方法，研制、開發(fā)成套檢測設備等，都有待于進一步研究。
參考文獻:
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[2 ] CECS69 :94 ，后裝拔出法檢測混凝土強度技術規(guī)程[ S] .
[3 ] 吳新璇. 混凝土無損檢測技術手冊[M] . 北京:人民交通出版社，2003.
[4 ] JTJ270298 ，水運工程混凝土試驗規(guī)程[ S] . 編輯：
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