[发明专利]微损现场混凝土强度检测方法及其实现装置

说明书

技术领域

本发明属于建筑业、土木工程、水利工程领域，涉及混凝土强度检测技术。

背景技术

受到服役环境的影响，既有建筑结构的混凝土材料自身性能和力学指标都会产生不利于建筑结构服役安全的变化。对既有建筑结构的混凝土材料的检测是确定结构混凝土强度和评定建筑结构服役安全性的必要手段。

在国内，用于混凝土强度现场检测的技术或设备都有一定的局限性。现有的有损检测技术由于对结构造成损伤而逐渐被新型的微损检测技术和无损检测技术取代。而采用较多的无损检测技术在对结构服役环境和结构服役时间的适用性方面难以满足工程需求。尤其是对服役时间较长的既有建筑结构，无法满足现场快速准确检测老化结构混凝土材料强度的要求。

目前，现场检测混凝土强度的方法有：回弹法、钻芯法、拔出法和射击法。其中，回弹法属于无损检测方法；钻芯法、拔出法和射击法属于微损检测方法。回弹法检测的是结构混凝土的表面硬度，同时要求混凝土的服役时间一般要求在28天～1000天之间，无法满足老化混凝土强度检测的要求；钻芯法对结构造成伤害，削弱结构的截面，影响承载力，降低结构安全储备，同时该方法执行的过程较为复杂，不宜作为现场快速检测手段；拔出法是用专用工具拔出已置入混凝土的锚具，来测定混凝土抗压强度的一种测试方法，也对结构造成一定程度的损伤，而且操作过程较为复杂，不能满足快速检测的需求；射击法有安全问题外，受火药、枪机零件质量和混凝土表层中粗骨料等因素的影响较大，检测精度难以保证，所得检测数据的离散性较大，射钉法很少在国内工程上正式应用。

因此，研究一种能够在现场快速检测混凝土强度的技术和方法已经成为本领域众多研究人员的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微损现场混凝土强度检测方法及其实现装置，用于检测既有结构上混凝土的强度，是一种微损的快速的现场检测技术。

为实现以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种微损现场混凝土强度检测方法，其包括以下步骤：

1)钻头钻入待测混凝土水平放置面测区，测定单点钻入时效值；

2)重复步骤1)，测得多点混凝土钻入时效值；

3)剔除钻入时效值中的奇异值，取平均值作为该待测混凝土的钻入时效值；

4)根据C＝αψ_h得到待测混凝土的强度，其中C为混凝土强度；ψ_h为测试面为水平面时的平均钻入时效值；α为钻入时效与强度的换算系数。

进一步，钻头钻入时间为30秒，对选定测区编号并测定该多点钻入时效值。

钻头钻入深度不大于5cm，钻孔直径不大于1cm。

测定的多点钻入时效值不少于10个，推荐测区数为16个，相邻两测区的间距控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不大于0.5m，且不小于0.2m。

混凝土构件为尺寸小于4.5m×0.3m的构件，其测区数量适当减少，但不少于5个。

该钻头钻入过程中明显接触到粗骨料，不计该次测试结果。

测试前采用1％的酚酞酒精溶液测得碳化深度，根据测得的碳化深度去除所测试结构表面的碳化层或钻头钻至平均碳化深度后再开始计时测试。

当结构测试面为非水平面时，ψ_h＝βψ，其中ψ_h为测试面为水平面时的平均钻入时效值；ψ为测试面为非水平面时的钻入时效；β为非水平面钻入时效与水平面钻入时效的换算系数。

压力传感器每0.5秒采集钻机上所施加力的大小，在测试结束后取其测得的平均值为该次测试所施加的力， 其中ψ为测试面为非水平面时的钻入时效；ψ′为实际测得的钻入时效；σ为实验室标定时所用的标准力；σ′为实际测试时所施加的力；γ为单位施加力与标准力偏差所引起的钻进时效偏差的换算系数。

一种微损现场混凝土强度检测装置，其包括钻机、钻头、施力架、外力监控器，钻头通过钻机的夹具夹紧固定，钻机表面设有导槽进而通过导槽约束施力架，外力监控器固定于施力架上。

该施力架包括后座板、手柄，后座板和手柄通过螺栓连接固定。

该外力监控器包括压力传感器、数据采集器、显示器和保护外壳。压力传感器位于外力监视器最下端；数据采集器位于压力传感器上侧且与压力传感器直接接触；保护外壳将压力传感器和数据采集器的上侧及周侧包围以达到保护作用；显示器直接焊接或粘结在保护外壳的上侧。

该后座板与外力监控器焊接或粘结在一起。

一种微损现场混凝土强度检测技术，该技术包括基本原理和基本设备两个部分构成。