拉脱法检测混凝土抗压强度测强曲线试验设计

李志强 金 楠 李牵慧 王 明 王丹丹

（河北建筑工程学院， 河北 张家口 075000）

0 引言

目前，在工程建设中，混凝土是使用量最大且最广泛的建筑材料，因此，实际工程中，对于混凝土抗压强度检测很重要。

混凝土的现场检测可以分为有损和无损检测技术。有损检测是在原有的混凝土结构构件上进行局部的破损作业，该方法所得的测试结果比较直观可靠，常用检测方法有钻芯法、拔出法等；无损检测是直接在结构构件上进行检测，能够较准确地判断混凝土的强度状况，常用的无损检测有回弹法、超声-回弹法等。结构实际应用中，一般的结构工程中常采用回弹法，但是当混凝土构件表面与构件内部混凝土有较大差异时，回弹法检测将不再适用；有损检测常用的钻芯法由于钻制的芯样较大，在钢筋密集部位将不再适用。针对这些方法存在的局限性，一些学者们提出了一种新的检测方法——拉脱法，拉脱法检测混凝土强度是一种全新的、较为先进的微损检测，它是通过混凝土芯样的抗拉强度值来推定混凝土强度值。

1 拉脱法基本原理及特点

1.1 拉脱法检测混凝土的基本原理

拉脱法的工作原理就是在结构构件上首先钻制出直径44mm、深度44mm 的芯样，再用具有自夹紧试件的装置对该芯样施加一个拉力，直至芯样被拉断，记录拉断时所施加的拉力峰值，根据芯样的拉脱力来推定结构构件的混凝土抗压强度。

1.2 拉脱法的特点

拉脱法是一种通过对混凝土试件上钻制出的小芯样进行拉拔从而得到拉断芯样时的力来推算混凝土强度的方法，其特点主要有以下几个方面：

1.拉脱法检测混凝土抗压强度是直接对混凝土材料的内部进行检测，不受表面混凝土好坏情况的影响；

2.对混凝土结构的破损非常轻微，芯样的直径只有44mm；

3.拉脱法检测混凝土，检测速度快且高效，只需测出拉断力即可推算混凝土抗压强度；

4.使用的仪器设备简单、造价低廉，所用的专用配件可以反复循环使用，利于推广实施。

2 拉脱法检测混凝土强度试验设计

2.1 混凝土试块制作

根据河北省内各地混凝土结构和工程实际的应用情况，以实际工程中最常使用的原材料和配合比为主，制作出150mm×150mm×150mm 的标准立方体试块，各项原材料及配比均应符合国家相关规范要求，本次试验混凝土强度等级设计范围为C15～C80，混凝土试块应在同一天内使用同条件的混凝土成型，养护条件为自然养护，试块成型时对试块进行统一形式的编号，拆模后，将试块的底面朝下，表面朝上成“品”字形堆放，同时将试块码放到不直接受到日晒雨淋的地方。

2.2 试验仪器及设备

拉脱法检测混凝土强度试验中所需要的仪器设备有拉脱仪、压力试验机、钻机等，具体要求如下：

1.拉脱仪

拉脱仪是由夹紧拉脱装置、加力装置以及数据显示装置组成。

根据JGJ/T378-2016《拉脱法检测混凝土抗压强度技术规程》的要求，拉脱仪应符合下列规定：

（1）拉脱仪应具有对试件自动调节径向夹紧力的功能；

（2）应由传感器和具有能够显示功能及峰值保持功能的荷载表组成；

（3）荷载表的分辨率或最小示值宜为1N，满量程测试误差不得大于1.0%；

（4）拉脱仪使用时的外界环境温度宜控制在-10℃～45℃。

2.压力试验机

试块抗压强度检测采用型号为YAW-2000A 的微机控制电液伺服压力试验机，测量范围为2000KN，最大负荷2000KN。

3.其他仪器设备

钻芯机使用台式工程钻机，规格型号为Z1Z-200T，最大钻孔直径200mm，负载转速520r/min。

根据JGJ/T378-2016《拉脱法检测混凝土抗压强度技术规程》的规定，钻芯机应符合下列要求：

（1）应该具有足够的刚度且操作灵活移动方便，并且要有水冷却系统；

（2）同时应配置漏电保护装置、深度标尺、底盘设置锚固孔和试件定位框；

（4）在金刚石钻磨头上应该设有钻制深度为44mm 的标志

对于芯样拉脱后其两个相互垂直方向直径测量以及拉脱断口尺寸的测量，使用规格型号为0～150mm 的数显卡尺，读数精确至0.01。

2.3 芯样的布置

本次试验所采用的立方体试块尺寸为150mm×150mm×150mm 的标准试块， 立方体的六个面分别标注侧面、顶面、底面，为研究不同的检测面对试验数据的影响，在方案设计时同时进行不同测试面的试验，芯样分别在立方体试块六个面上进行钻制，芯样的直径为44mm，高径比为1/1，芯样布置图如图1 所示。

图1

3 拉脱值及抗压强度值的测量

试验的试块达到一定龄期后进行拉脱试验，拉脱值的测定是通过拉脱仪来完成的，根据JGJ/T378-2016《拉脱法检测混凝土强度技术规程》的相关标准要求进行测定，根据芯样拉断时的力以及标准中的相关换算公式进行换算，得到拉脱试块的拉脱强度值；抗压强度试验按照现行的国家标准GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行，混凝土立方体抗压强度的检测通过压力试验机来完成，通过压力机一般得到的破坏荷载单位为牛（N），最终需要将其单位换算为MPa。

4 结束语

拉脱法检测混凝土强度是一种新的检测方法，目前制定了行业标准，但是由于全国大范围内原材的差异，使用全国性的标准和测强曲线在各个地区使用时存在一定的误差，为了工程的实用性应该建立各省的检测标准和测强曲线，为工程检测提供依据。