專利名稱：評定混凝土構(gòu)件質(zhì)量的彈性模量法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種評定混凝土構(gòu)件質(zhì)量的彈性模量法，該法特別適于后張拉預(yù)應(yīng)力施工的混凝土細(xì)長構(gòu)件如屋架、橋梁的整體性質(zhì)量檢測，屬于混凝土構(gòu)件無損檢測技術(shù)。
強(qiáng)度是混凝土構(gòu)件最主要的技術(shù)指標(biāo)。能直觀、準(zhǔn)確、全面反映混凝土構(gòu)件質(zhì)量的無損檢測法，對于施工質(zhì)量的控制，避免事故，節(jié)約水泥，降低工程造價(jià)具有重大的意義。
目前，混凝土構(gòu)件無損檢測方法主要有回彈法、超聲法、超聲-回彈綜合法。回彈法利用回彈儀在選定測區(qū)混凝土表面彈一定數(shù)量的測點(diǎn)，根據(jù)各測點(diǎn)測定結(jié)果的算術(shù)平均值只能求出構(gòu)件局部、表面的強(qiáng)度，且易漏檢誤判。超聲法用于檢測截面積小、鋼筋密集且多，內(nèi)有張拉孔洞的細(xì)長預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí)，干擾大，也易誤判。超聲-回彈綜合法方法復(fù)雜而且費(fèi)用高，推廣應(yīng)用難。
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、費(fèi)用低，而能直觀、可靠地檢測出預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件整體性質(zhì)量的無損檢測法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是用千分表測出構(gòu)件在設(shè)定預(yù)應(yīng)張拉力作用下產(chǎn)生的壓縮變形量后，根據(jù)虎克定律，計(jì)算出構(gòu)件的靜態(tài)彈性模量，再查混凝土強(qiáng)度等級與其受壓時(shí)對應(yīng)的彈性模量曲線，便可查出被檢測構(gòu)件的強(qiáng)度等級值，用該值與構(gòu)件設(shè)計(jì)要求值相比較，便可判斷其整體性質(zhì)量合格否并及時(shí)進(jìn)行處理。其具體組成步驟如下
·確定待測構(gòu)件的鋼筋或鋼筋束需要的張拉預(yù)應(yīng)力，并設(shè)其為Ny(n束鋼筋束為n·Ny)；·確定待測構(gòu)件張拉受壓的有效面積S和有效長度L0；·在待測構(gòu)件兩端分別預(yù)制一個(gè)供放置千分表支座的表臺(tái)，同時(shí)分別粘貼一塊利于千分表頭移動(dòng)的減摩塊。減摩塊一般用玻璃制成，2×2cm2大小即可。
·用0.1Ny力張拉待測件的鋼筋束或鋼筋→預(yù)緊打銷→將裝在千分表支座上的千分表置于千分表表臺(tái)上，其指針垂直頂著減摩塊→將張拉力退回到0.05Ny時(shí)，該出此時(shí)千分表值t10和t20→將張拉力增到1.03Ny，持荷2分鐘后該出千分表顯示值t11和t21→撤去張拉機(jī)、千分表臺(tái)、千分表支座及千分表。
·由(t11＋t21)－(t10＋t20)計(jì)算出待測構(gòu)件壓縮變形量Δh；·根據(jù)虎克定律，計(jì)算出構(gòu)件彈性模量Eh，Et=NyL0SΔh]]>·比照混凝土彈性模量Eh和其對應(yīng)的強(qiáng)度等級Rh曲線，查出待檢構(gòu)件的Rh值；·根據(jù)Rh值判定待檢構(gòu)件的質(zhì)量Rh≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％，構(gòu)件為合格品；Rh＜設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％，構(gòu)件作為危險(xiǎn)構(gòu)件正確處理。
本法對細(xì)長的構(gòu)件如屋架、橋梁，檢測誤差在±10％內(nèi)，比目前精度較高的回彈法誤差±15％小。
本發(fā)明采用的彈性模量無損檢測法，構(gòu)件任一處有缺陷，立即會(huì)在其壓縮變形Δh中反映出來，可直觀、無誤、不漏地檢測出待測構(gòu)件的損傷缺陷，是一種直觀而可靠的整體性質(zhì)量無損檢測法。施工中只需千分表，操作簡易，除了工時(shí)外，幾乎不另再加其它費(fèi)用，施工成本很低，利于現(xiàn)場推廣采用。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明

圖1受壓混凝土彈性模量Eh與其強(qiáng)度等級Rh的Eh-Rh曲線；圖2檢測屋架時(shí)，施工平面示意圖；圖3檢測屋架時(shí)，施工側(cè)面示意圖；圖4計(jì)算屋架有效長度L0及有效截面積S時(shí)，有關(guān)參數(shù)示意圖；圖5屋架下弦I-I剖視有關(guān)計(jì)算參數(shù)示意圖；圖中1為減摩塊，多用玻璃制成大小約為2×2cm2；2為千分表；3為張拉機(jī)；4為千分表支座；5為千分表臺(tái)；L為屋架跨度。
實(shí)施例1評定設(shè)計(jì)R28＝44Mp；L＝27m預(yù)應(yīng)力混凝土屋架質(zhì)量(鋼絲束為2束)屋架是關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的主要預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，檢測中不允許有任何差錯(cuò)而埋下隱患，試用本發(fā)明彈性模量法進(jìn)行整體性質(zhì)量檢測，具體操作步驟如下·首先計(jì)算屋架下弦受壓混凝土的有效截面積S和有效長度L0設(shè)屋架下弦長、寬分別為A、B，下弦張拉預(yù)留孔洞直徑為r，孔洞數(shù)為n1，則S＝AB-π*n1(r/2)2單位mm2。
S＝240×20-2×3.14×(50/2)2＝48873(mm2)由于屋架兩端頭復(fù)桿連接處的下弦混凝土橫截面積較寬，且鋼筋、鐵板密集，受壓應(yīng)力極小，故該段混凝土壓縮量可忽略不計(jì)。即屋架下弦有效截面積的有效壓縮計(jì)算長度L0＝L1-2C-2E2D-F(mm)27m跨屋架共有七個(gè)節(jié)點(diǎn)，即c＝1000mm，D＝E＝F＝800mm，下弦總長L1＝26960mm，將數(shù)據(jù)代入L0公式得L0＝20960(mm)·張拉力Ny設(shè)定每束為540000N，2束時(shí)，Ny＝2×540000N＝1080000N·測構(gòu)件張拉前后的壓縮變形量Δh預(yù)先在屋架下弦兩端分別用水泥砂漿粘貼好一塊小玻璃1，其大小為2×2平方厘米即可，一定要求垂直于屋架下弦；在屋架兩端預(yù)制2個(gè)活動(dòng)臺(tái)5，供放置千分表支架臺(tái)4用，當(dāng)鋼絲束裝銷拉到Ny×10％時(shí)，預(yù)緊打銷，完畢后立即兩端安裝千分表2，表針垂直頂著玻璃1后，張拉力退到Ny×5％時(shí)，立即兩端讀表值，t10，t20后，繼續(xù)施103％Ny張拉力，持荷2分鐘讀千分表值t11和t21后撤除千分表裝置，測得t10＝0.732mm，t20＝0.600mmt11＝7.545mm，t21＝7.370mm計(jì)算Δh＝(t11＋t21)－(t10＋t20)＝13.583mmEh=NyL0SΔh=1080000×2096048873×13.583=341×104(MPa)]]>從Eh-Rh曲線查得Rh＝45.2MPa，與實(shí)測屋架混凝土標(biāo)準(zhǔn)小試塊抗壓強(qiáng)度R28＝44.1Mp非常接近，誤差值僅有2.5％。Rh與設(shè)計(jì)強(qiáng)度R28＝44MPa相比，≥95％，為合格品。
實(shí)施例2本段機(jī)保段工業(yè)廠房施工中，由于某些原因，制作的25榀L＝18m跨的屋架，其混凝土強(qiáng)度等級不明。若按全部報(bào)廢處理，直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)25榀×1800元/榀＝45000元，若請外單位用回彈一超聲法檢測，需花檢測費(fèi)25榀×400元/榀(區(qū)統(tǒng)一價(jià))＝10000元。費(fèi)用均很高。為此，試用本發(fā)明的彈性模量檢測法判定其整體性質(zhì)量。
因?yàn)閿?shù)量大，首先用簡易的彈性法對表面質(zhì)量就不符合要求的8榀屋架作報(bào)廢處理。剩余的17榀又用超聲法檢測，均為合格品。對這17榀屋架繼續(xù)用本發(fā)明彈性模量法進(jìn)行逐榀檢測，檢出16榀合格，一榀彈性模量Eh異常，為2.7×104MPa，其對照Rh-Eh曲線，混凝土等級Rh僅為23MPa，該榀用回彈法測出的Rh＝39.1MPa，超聲法測得Rh＝40.5MPa，與設(shè)計(jì)要求Rh為40MPa相比照，回彈法、超聲法檢測均為合格品，僅本發(fā)明方法檢測為不合格品。
發(fā)明人當(dāng)即決定該榀作報(bào)廢處理，立即停止灌漿，操作人員立即撤離現(xiàn)場繼續(xù)觀察。當(dāng)施工人員撤離現(xiàn)場40分鐘左右，一聲巨響，該榀屋架斷坍。若照常規(guī)，判為合格，張拉完畢后立即灌漿，那么109噸的預(yù)應(yīng)力壓碎而折斷的屋架能量造成的后果是不堪設(shè)想的。
經(jīng)過事后調(diào)查，屋架斷裂處氣泡多，有漏振現(xiàn)象形成了石子少，砂漿多的一處蜂窩結(jié)構(gòu)，故該處強(qiáng)度低。再調(diào)查當(dāng)班的工人及施工員，證實(shí)該處正好是混凝土搗制收尾處，恰好混凝土不夠用了，用失落在地上的灰漿填充滿就下班了，故造成了此榀質(zhì)量結(jié)構(gòu)隱患。
通過此實(shí)施例，證實(shí)了本發(fā)明比回彈法，超聲法能更可靠有效地查出混凝土構(gòu)件的內(nèi)部隱患密實(shí)性，均勻性，空洞等缺陷，而每榀檢測費(fèi)僅30元左右，與回彈-超聲綜合法要花10000元相比，25榀僅用650元，可節(jié)省施工檢測費(fèi)15倍以上。
本發(fā)明是一種操作簡單，費(fèi)用低，而能直觀、可靠反映預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件整體性質(zhì)量的無損檢測法，可以有效地控制、提高工程質(zhì)量，消除事故隱患。
權(quán)利要求
1.一種評定混凝土構(gòu)件特別是屋架、橋梁類細(xì)長預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件整體性質(zhì)量的彈性模量法，其特征是由下述步驟組成·設(shè)計(jì)或由定型圖確定待檢測構(gòu)件的鋼筋或鋼筋束需要的張拉預(yù)應(yīng)力Ny；·在待檢測構(gòu)件兩端分別預(yù)制1個(gè)供放置千分表支架的活動(dòng)臺(tái)和粘貼一塊利于千分表針頭移動(dòng)的減摩塊；·用10％的Ny力張拉鋼筋或鋼筋束后，預(yù)緊打銷畢，立即將千分表支于預(yù)設(shè)活動(dòng)臺(tái)上，表針垂直頂著減摩塊，再將張拉力退回到5％Ny時(shí)讀出千分表顯示值t10和t20后，將張拉伸力增到103％Ny，并持荷2分鐘，再讀出千分表顯示值t11和t21，畢后撤除千分表支架臺(tái)、座；根據(jù)下示公式計(jì)算出待檢構(gòu)件壓縮變形量ΔhΔh＝(t11＋t21)－(t10－t20)后，根據(jù)虎克定律計(jì)算出彈性模量Eh值Eh=NyL0SΔh]]>；·參照混凝土彈性模量Eh和其對應(yīng)強(qiáng)度等級Rh曲線，查出待測構(gòu)件的Rh值；·根據(jù)查出Rh值，判定待測構(gòu)件的質(zhì)量Rh≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％合格；Rh＜設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％，作危險(xiǎn)構(gòu)件處置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種評定混凝土構(gòu)件整體性質(zhì)量的彈性模量檢測法，本法采用簡易的千分表測出后張拉預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的形變值，再根據(jù)混凝土壓縮形變值Δh確定其靜彈性模量E
文檔編號G01N3/00GK1154474SQ9610477
公開日1997年7月16日 申請日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月26日
發(fā)明者李成宏, 黃茹, 蔣異才, 鄧榮平, 易寧輝 申請人:柳州鐵路局工程處第一建筑工程段