结构检测与鉴定：贯入法

1)贯入法原理

贯入法检测砌体结构的砂浆抗压强度,是采用压缩工作弹簧加荷,把一测钉贯入砂浆中,根据测钉贯入深度和材料的抗压强度成负相关这一基本原理,由测钉的贯入深度通过测强曲线来换算砂浆抗压强度的检测方法。

2)相关技术标准

现行有效的相关技术标准为《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规范》(JGJ/T 136—2017)。 以下结合该规范的具体规定进行介绍。

3)适用范围

用贯入法检测的砌筑砂浆应符合下列要求:自然养护；龄期为28 d 或28 d 以上；自然风干状态；强度为0.4 ～16.0 MPa。

4)主要仪器设备及要求

①检测设备主要有贯入式砂浆强度检测仪(简称贯入仪,见图4.2)、贯入深度测量表(见图4.3)。

图4.2　贯入仪构造示意图

1—扁头；2—测钉；3—主体；4—贯入杆；5—工作弹簧；6—调整螺母；7—把手；8—螺母；9—贯入杆外端；10—扳机；11—挂钩；12—贯入杆端面；13—扁头端面

②贯入仪及贯入深度测量表必须具有制造厂家的产品合格证、中国计量器具制造许可证及法定计量部门的校准合格证,并应在贯入仪的明显位置具有下列标志:名称、型号、制造厂名、商标、出厂日期和中国计量器具制造许可证标志CMC 等。

③贯入仪应满足下列技术要求:贯入力应为800 ±8 N；工作行程应为20 ±0.10 mm。 贯入仪使用时的环境温度为-4 ～40 ℃。

④贯入深度测量表应满足下列技术要求:最大量程应为20±0.02 mm；分度值应为0.01 mm。

⑤测钉长度应为40 ±0.10 mm,直径应为3.5 mm,尖端锥度应为45°。 测钉量规的量规槽长度应为39.5 ±0.10 mm。

⑥正常使用过程中,贯入仪、贯入深度测量表(通称为仪器)应由法定计量部门每年至少校准一次。 当遇到下列情况之一时,仪器应送法定计量部门进行校准:

图4.3　贯入深度测量表示意图

1—百分表；2—锁紧螺钉；3—扁头；4—测头

a.新仪器启用前。

b.超过校准有效期。

c.更换主要零件或对仪器进行过调整。

d.检测数据异常。

e.零部件松动。

f.遭遇撞击或其他损坏。

g.累计贯入次数为10 000 次。

5)测点布置

①检测砌筑砂浆抗压强度时,应以面积不大于25 m2 的砌体构件或构筑物为一个构件。

②按批抽样检测时,应取龄期相近的同楼层、同品种、同强度等级砌筑砂浆且不大于250 m3砌体为一批,抽检数量不应少于砌体总构件数的30%,且不应少于6 个构件。 基础砌体可按一个楼层计。

③被检测灰缝应饱满,其厚度不应小于7 mm,并应避开竖缝位置、门窗洞口、后砌洞口和预埋件的边缘。

④多孔砖砌体和空斗墙砌体的水平灰缝深度应大于30 mm。

⑤检测范围内的饰面层、粉刷层、勾缝砂浆、浮浆以及表面损伤层等,应清除干净；应使待测灰缝砂浆暴露并经打磨平整后再进行检测。

⑥每一构件应测试16 点。 测点应均匀分布在构件的水平灰缝上,相邻测点水平间距不宜小于240 mm,每条灰缝测点不宜多于2 点。

6)测试步骤

①每次试验前,应清除测钉上附着的水泥灰渣等杂物,同时用测钉量规检验测钉的长度；测钉能够通过测钉量规槽时,应重新选用新的测钉。

②贯入检测应按下列程序操作:

a.将测钉插入贯入杆的测钉座中,使测钉尖端朝外,固定好测钉。

b.用摇柄旋紧螺母,直到挂钩挂上为止,然后将螺母退至贯入杆顶端。

c.将贯入仪扁头对准灰缝中间,并垂直贴在被测砌体灰缝砂浆的表面。 握住贯入仪把手,扳动扳机,将测钉贯入被测砂浆中。

操作过程中,当测点处的灰缝砂浆存在空洞或测孔周围砂浆不完整时,该测点应作废,另选测点补测。

③贯入深度的测量应按下列程序操作:(www.xing528.com)

a.将测钉拔出,用吹风器将测孔中的粉尘吹干净。

b.将贯入深度测量表扁头对准灰缝,同时将测头插入测孔中,并保持测量表垂直于被测砌体灰缝砂浆的表面。 从表盘中直接读取测量表显示值,贯入深度di 应按下式计算:

式中:di——第i 个测点贯入深度值,精确至0.01 mm；

——第i 个测点贯入深度测量表读数,精确至0.01 mm。

直接读数不方便时,可用锁紧螺钉锁定测头,然后取下贯入深度测量表读数。

④当砌体的灰缝经过打磨仍难以达到平整时,可在测点处标记。 贯入检测前用贯入深度测量表测读测点处的砂浆表面不平整度读数,然后再在测点处进行贯入检测,读取,则贯入深度应按下式计算:

式中:di——第i 个测点贯入深度值,精确至0.01 mm；

0i———第i 个测点贯入深度测量表的不平整度读数,精确至0.01 mm；

——第i 个测点贯入深度测量表读数,精确至0.01 mm。

7)数据分析

①检测数值中,应将16 个贯入深度值中的3 个较大值和3 个较小值剔除,余下的10 个贯入深度值可按下式取平均值。

式中:mdj——第j 个构件的砂浆贯入深度平均值,精确至0.01 mm；

di——第i 个测点贯入深度值,精确至0.01 mm。

②根据计算所得的构件贯入深度平均值mdj,可按不同的砂浆品种由附录A.7 查得其砂浆抗压强度换算值,j,其他品种的砂浆可按《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》附录E 的要求建立专用测强曲线进行检测。 有专用测强曲线时,砂浆抗压强度换算值的计算应优先采用专用测强曲线。

在采用附录A.7 的砂浆抗压强度换算表时,应首先进行检测误差验证试验。 试验方法可按《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》附录E 的要求进行。 试验数量和范围应按检测的对象确定,其检测误差应满足第E.0.10 条的规定,否则应按附录E 的要求建立专用测强曲线。

8)砌筑砂浆抗压强度推定值

①按批抽检时,同批构件砂浆应计算其平均值和变异系数。

式中:——同批构件砂浆抗压强度换算值的平均值,精确至0.1 MPa；

,j——第j 个构件的砂浆抗压强度换算值,精确至0.1 MPa；

——同批构件砂浆抗压强度换算值的标准差,精确至0.1 MPa；

——同批构件砂浆抗压强度换算值的变异系数,精确至0.1。

②砌体砌筑砂浆抗压强度推定值,应按下列规定确定:

a.当按单个构件检测时,该构件的砌筑砂浆抗压强度推定值应按下式计算:

式中——砂浆抗压强度推定值,精确至0.1 MPa；

——第j 个构件的砂浆抗压强度换算值,精确至0.1 MPa。

b.当按批抽检时,应按下列公式计算:

式中——砂浆抗压强度推定值之一,精确至0.1 MPa；

——砂浆抗压强度推定值之二,精确至0.1 MPa；

——同批构件砂浆抗压强度换算值的平均值,精确至0.1 MPa；

——同批构件中砂浆抗压强度换算值的最小值,精确至0.1 MPa。

该批构件的砌筑砂浆抗压强度推定值,e应取式(4.12)和式(4.13)中的较小值。

③对于按批检验的砌体,当该批构件砌筑砂浆抗压强度换算值变异系数不小于0.3 时,则该批构件应全部按单个构件检测。

贯入法检测砌筑砂浆抗压强度的报告表和记录表的格式见附录B.3。