用拉力从混凝土表面局部剥离一小块混凝土,根据剥离所需拉力与混凝土强度之间的相关关系,推定结构混凝土强度的方法称为拉出法(又称拉拔剥离法)。该法是在混凝土的抗压强度与抗拉强度之间直接建立经验关系,比与表面硬度、超声波传播速度等间建立关系的非破损法更为直接、可靠。
拉出法属半破损法或局部破损法,试验后应及时对破坏处进行修复。
1.拉出法1(前苏联法)
常采用的拉出法是先用电动或风动钻机、金刚石钻具等钻出垂直于混凝土表面的孔。对于一般强度的混凝土,孔径取24~26mm;高强度混凝土,孔径取28~30mm;孔深(锚固件埋置深度)按表2-28 确定;孔距不应小于250mm,离结构边缘的距离不应小于150mm。然后将孔清理干净,埋入锚固件。锚固件一般有三种型式:Ⅰ型锚固件为一锚杆,下端为一扩大的圆锥头,另一端有螺纹,采用Ⅰ型锚固件时需用高标号砂浆灌缝;Ⅱ型锚固件在锚杆下端周围有3 块带网纹的弧形肋板;Ⅲ型锚固件在肋板和锚杆之间有一锥形套管。采用Ⅱ、Ⅲ型锚固件无需灌注砂浆,其作用原理是:当锚杆受拉时由于锥头的作用使弧形肋板张开,挤紧孔道内壁,将孔道四周的混凝土拉出。施加拉力的设备通常为液压拉拔仪。
结构混凝土抗压强度可按经验公式(2-34)换算
式中:f 为结构混凝土的抗压强度,N/mm2;p 为拉出力,N;K1 为混凝土粗骨料粒径修正系数,最大粒径小于50mm 时,K1=1.0;最大粒径大于50mm时,K1=1.1;α为混凝土强度与拉出力的比例系数,mm- 2,按表2-28取值。
2.拉出法2(美国)
拉出法2 又称ACI 拉出法,它又分两种,此处仅介绍其一,另一种原理类似。此方法的主要设备有拉拔螺杆、底座与连接小型油泵的千斤顶等。首先用钻机在结构混凝土上钻出垂直于混凝土表面的孔。孔径为19mm,深度为38mm。孔内清洗、干燥后,注入环氧树脂剂,插入直径16mm 的钢螺杆,并缓慢转动,以免界面处夹裹空气。在环氧树脂粘结剂固化初期,将底座套入螺杆,并使螺杆垂直于混凝土表面。待环氧树脂完全固化后,安装相应的支架,通过千斤顶对螺杆匀速施加拉力,测定其拔出力。(www.xing528.com)
表2-28 锚固件埋置深度和系数α值
3.拉脱法
常用的拉脱法是先清除混凝土表面灰尘,并用丙酮擦洗,待干燥后先在圆盘和混凝土表面各涂上1mm 厚的环氧树脂粘结剂,10min后将圆盘贴在混凝土表面,用1.2~2.0kg 的重物压紧。当测试表面垂直或倾斜时,可在圆盘周边涂上石膏浆,石膏浆迅速硬化,使圆盘得以固定,待24h 后,将拉拔仪(常用ΓΠHB—5 型)与圆盘上面的螺杆连接并拉拔圆盘。在拉力作用下在圆盘面积范围内的混凝土被拉脱剥离产生局部破坏,同时测得拉力。根据预先建立的拉力和抗压强度之间的经验关系,即可推定结构混凝土强度。
圆盘的厚度不小于10mm,圆盘直径的选用与混凝土骨料的粒径有关,常采用的直径为60mm、80mm,当骨料最大粒径小于40mm 时用60mm,当骨料最大粒径不小于40mm 时用80mm。试验表明,抗压强度相同的混凝土,抗拔强度随圆盘直径的增大而降低,故在推求混凝土抗压强度时,应根据采的圆盘直径,乘以相应的修正系数。直径为40mm、60mm 和80mm 的圆盘,其修正系数分别为0.72、1.00 和1.05。
所用环氧粘结剂的粘结强度要大于混凝土的抗拉强度,其重量配比常用以下两种。
配合比1:环氧树脂100∶乙二胺(硬化剂)10∶水泥(填充料)40。
配合比2:环氧树脂100∶乙二胺10∶邻苯二甲酸二丁脂(塑化剂)20:水泥40。
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