鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度培訓(xùn)資料

1、鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度目 錄一、概述 1.1 取芯法發(fā)展 1.2 定義 1.3 規(guī)程標(biāo)準(zhǔn) 1.4 主要用途 1.5 特點(diǎn)二、鉆芯機(jī) 2.1 分類 2.2 結(jié)構(gòu) 2.3 人造金剛石空心薄壁鉆頭 2.4 固定方式 2.5 配套設(shè)備三、芯樣鉆取 3.1 鉆芯前的準(zhǔn)備 3.2 鉆芯操作 3.3 鉆芯工藝參數(shù)四、芯樣加工及測量4.1 芯樣切割加工 4.2 芯樣端面的修整 4.3 芯樣試件尺寸 五、芯樣試件抗壓試驗(yàn)及強(qiáng)度計算5.1 抗壓試驗(yàn)方法 5.2 抗壓強(qiáng)度計算 六、結(jié)構(gòu)砼芯樣抗壓強(qiáng)度推定一、概述1.1取芯法發(fā)展鉆芯法在國外的應(yīng)用已有幾十年的歷史；英國、美國、德國、日本、比利時和澳大利亞等國分別制定有鉆

2、取混凝土芯樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也提出了國際標(biāo)準(zhǔn)草案硬化混凝土芯樣的鉆取檢查及抗壓試驗(yàn)(1S0DIS7034)。 我國1948年就已開始使用鉆芯法檢測混凝土路面的厚度，并制定有鉆取混凝土試體長度之檢驗(yàn)法。20世紀(jì)80年代開始作為一種現(xiàn)場檢測混凝土抗壓強(qiáng)度的專門技術(shù)的研究并使其標(biāo)準(zhǔn)化的工作。另一方面，在鉆芯機(jī)、人造金剛石薄壁鉆、切割機(jī)及其配套使用的機(jī)具研制和生產(chǎn)方面也已取得了很大進(jìn)展，現(xiàn)在國內(nèi)已可生產(chǎn)十幾種型號的鉆機(jī)和幾十種規(guī)格的鉆頭可供選擇和使用。1988年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會批準(zhǔn)發(fā)行鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程(CECS03：88)。2000年由中國建筑科學(xué)研究院等九個單

3、位組成了鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程修編組。2007年發(fā)布：鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECS 0320071.2取芯法定義 鉆芯法是利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心薄壁鉆頭，從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取芯樣以檢測混凝土強(qiáng)度和檢查混凝土內(nèi)部缺陷的方法。由于它對結(jié)構(gòu)混凝土造成局部損傷，因此它是一種半（微）破損的現(xiàn)場檢測手段。1.3規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程ECS032007 相關(guān)的規(guī)程規(guī)范：水工混凝土施工規(guī)范(DL/T5144-2001) 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程（SL352-2006） 規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2001 ：“已建成的混凝土建筑物，應(yīng)適量地進(jìn)行鉆孔取芯和壓水試驗(yàn),大體

4、積混凝土取芯和壓水試驗(yàn)可按每萬立方米混凝土鉆孔210m”； “鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物應(yīng)以無損檢測為主，在必要時采取鉆孔法檢測混凝土”?；炷列緲拥你@取、加工和試驗(yàn)可參考CECS03進(jìn)行。 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程7.7“混凝土芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)” 1.4主要用途 利用從結(jié)構(gòu)混凝土中鉆取的芯樣，根據(jù)檢測的目的和要求，可進(jìn)行下列項(xiàng)目的試驗(yàn)和檢查： 1混凝土的抗壓強(qiáng)度； 2混凝土的抗拉強(qiáng)度； 3混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度； 4混凝土的容重、吸水性及抗凍性； 5混凝土的裂縫深度或受凍層深度； 6混凝土接縫、分層、離析、孔洞等缺陷； 7機(jī)場跑道、公路路面混凝土厚度； 8建筑物的打孔或錨栽鋼筋。1.5 特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直觀、可靠和準(zhǔn)確

5、；不足：局部損傷 、大量取芯往往受到一定的限制。 在檢測混凝土強(qiáng)度時，可用芯樣強(qiáng)度驗(yàn)證或修正回彈法或超聲回彈綜合法強(qiáng)度，以提高非破損測強(qiáng)的精度。 二 鉆芯機(jī) 2.1 分類分輕便型、輕型、重型和超重型四類 一般采用輕型鉆芯機(jī)最大鉆孔直徑： 200mm電壓：220V功率：2.5KW轉(zhuǎn)速：700r/min固定類型：膨脹螺絲2.2結(jié)構(gòu) 鉆芯機(jī)五項(xiàng)基本功能： 1向鉆頭傳遞壓力，推動鉆頭前進(jìn)或后退； 2驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)，并應(yīng)具有適宜轉(zhuǎn)速，保持所需線速度； 3為了冷卻鉆頭和沖洗鉆孔過程中產(chǎn)生的混凝土磨削碎屑，應(yīng)不斷供給冷卻水； 4鉆機(jī)應(yīng)有足夠的剛度和穩(wěn)定性； 5鉆機(jī)的移動和拆裝方便。鉆機(jī)主要由底座、立柱、減速箱

6、、輸出軸、進(jìn)給箱、進(jìn)給手柄、電動機(jī)(或汽油機(jī))和冷卻系統(tǒng)等部分組成。鉆芯機(jī)可采用單相串激式電動機(jī)、三相異步電動機(jī)或者汽油機(jī)作為動力源。2.3 混凝土的取芯工作需采用人造金剛石空心薄壁鉆頭。我國空心薄壁鉆的生產(chǎn)中，主要采用的是人造含硼黑色金剛石。 胎環(huán)金剛石的含量為20-40，金剛石含量越大，則磨削能力越高。 人造金剛石空心薄壁鉆頭主要由鋼體和胎環(huán)兩部分組成。 鉆頭磨鈍時，用耐火磚、砂輪片等強(qiáng)磨性材料重新進(jìn)行開刃處理. 2.4鉆芯機(jī)固定方式 鉆取芯樣時鉆芯機(jī)必須固定牢固，固定方法有： (1)配重法 在鉆機(jī)底座上配以重物，如鋼塊、混凝土塊等，比較笨重，在不宜采用其他方法時采用。 (2)真空吸附法

7、鉆機(jī)底座上安裝有真空吸盤，并配備專用真空吸泵。開動真空泵將吸盤中的空氣抽出，則鉆機(jī)通過吸盤牢牢吸附在混凝土表面。這種固定方法簡單、方便、可靠。但設(shè)備比較復(fù)雜、成本高，并要求吸盤下的混凝土表面比較光滑平整。 (3)膨脹錨栓法 常用固定方法，即可垂直固定也可成水平或任一角度固定鉆機(jī)。這種固定方法穩(wěn)定可靠，但需配置混凝土沖擊鉆和錨固螺栓。 以上固定方法中膨脹錨栓固定法應(yīng)用最為普遍。2.5配套設(shè)備 發(fā)電機(jī)，取芯機(jī)和沖擊鉆電源 沖擊鉆，打孔安裝膨脹錨拴的電動工具鋼筋掃描儀：為避開鋼筋或預(yù)埋鐵件，采用磁感儀或雷達(dá)儀確定構(gòu)件中的鋼筋或鐵件位置。鋸石機(jī)、磨石機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、卡尺、鋼尺等三 芯樣鉆取3.1鉆芯前的準(zhǔn)

8、備（1）資料準(zhǔn)備工程名稱(或代號)以及設(shè)計、施工、建設(shè)單位名稱；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件種類、數(shù)量和外形尺寸； 混凝土強(qiáng)度等級；混凝土成型日期、粗骨料粒徑及配合比；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中存在的質(zhì)量問題；有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖或施工圖等。（2）鉆芯機(jī)具準(zhǔn)備為方便取芯，依據(jù)檢測目的選擇合適型號的鉆機(jī)和鉆頭。 抗壓試驗(yàn)取芯，一般情況下， 芯樣直徑為粗骨料粒徑的3倍。在構(gòu)件截面較小或鋼筋過密不可能鉆取標(biāo)準(zhǔn)尺寸芯樣時，可為2倍。 為檢測混凝土的內(nèi)部缺陷，受凍層、腐蝕層的深度或混凝土厚度取芯，鉆頭直徑的選擇不受粗骨料粒徑的限制。 （3）鉆芯數(shù)量的確定 取芯的數(shù)量，應(yīng)視檢測的目的而定：單個構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)，在構(gòu)件上取芯個數(shù)一般不少于

9、3個，當(dāng)構(gòu)件的體積截面較小時可取2個；成批構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測時，取芯數(shù)量應(yīng)為2030個，當(dāng)取芯直徑小于標(biāo)準(zhǔn)尺100mm時，取芯數(shù)量應(yīng)適當(dāng)增加。每個構(gòu)件上宜取一個芯樣； 當(dāng)取芯是為了修正回彈法或超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度時，則取芯數(shù)量應(yīng)不少于6個；如結(jié)構(gòu)遭受火災(zāi)、凍害、化學(xué)腐蝕、質(zhì)量可疑或存在內(nèi)部缺陷時，取芯數(shù)量視具體情況而定。水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程：抗壓和劈裂抗拉試驗(yàn)均以3個試件為1組。（4）鉆芯位置的選擇受力較大的部位、安全度不足的構(gòu)件截面不能取芯、構(gòu)件的接頭和構(gòu)件邊緣、混凝土應(yīng)力復(fù)雜部位，不宜取芯，適宜中部取芯；相同條件的構(gòu)件，一般選取在基礎(chǔ)、墻、柱上取芯，盡可能不在梁上取芯；在同一個混

10、凝土構(gòu)件中，考慮強(qiáng)度不均勻性，取芯位置混凝土強(qiáng)度要具有代表性；用于非破損法修正時，應(yīng)在非破損測試區(qū)或接近非破損測試區(qū)； 借助磁感儀避開結(jié)構(gòu)的鋼筋，尤其是主筋，避開預(yù)埋件或管線 。（5）鉆芯機(jī)的安裝與調(diào)試鉆鉆芯機(jī)的穩(wěn)定性是能否順利取芯的首要前提。如鉆芯機(jī)固定不穩(wěn)，鉆芯時容易發(fā)生卡鉆、芯樣折斷或芯樣表面形成凹凸不平等缺陷，影響取芯質(zhì)量。3.2鉆芯操作1、底座調(diào)平;2、設(shè)備固定;3、開始緩慢，遇鋼筋緩慢，隨時緊固螺栓;4、保持冷卻水暢通，水流量宜為35Lmin ;5、達(dá)到要求深度后，要將鉆頭提升到一定高度后方可停機(jī)，鉆頭離開芯樣后方可停水,停電停水過早則容易發(fā)生卡鉆; 6、保證操作人的安全、設(shè)備不受

11、損傷、芯樣完好。3.3鉆芯工藝參數(shù)混凝土的強(qiáng)度、粗骨料的種類、鉆頭的直徑及新舊程度對進(jìn)鉆速度都有一定的影響。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度較高，粗骨料較硬或鉆頭直徑較大時則進(jìn)鉆速度較慢，反之則可加速進(jìn)鉆。 轉(zhuǎn)速合理，避免鉆機(jī)發(fā)生振動，鉆頭偏斜，切口變寬，磨削面凹凸增大，粗骨料和沙漿的粘結(jié)力降低，損傷芯樣試件強(qiáng)度。同一鉆孔中鉆速度應(yīng)盡量保持一致，以得到光滑完整的芯樣表面。四 芯樣加工及測量 4.1芯樣切割加工芯樣試件切割前應(yīng)標(biāo)注好芯樣編號。芯樣加工時，一般情況下將影響強(qiáng)度試驗(yàn)的缺邊、掉角、鋼筋等部分切除，為檢測砼受凍層或疏松層強(qiáng)度時，切割加工中要注意保留這一部分混凝土。芯樣試件內(nèi)不應(yīng)含有鋼筋，或最多只允許含有二

12、根直徑小于10mm的鋼筋,且鋼筋應(yīng)與芯樣軸線基本垂直并不得露出端面。 4.2芯樣端面的修整補(bǔ)平法： 硫磺膠泥補(bǔ)平 ：簡單、方便、效率高，容易保證補(bǔ)平質(zhì)量，補(bǔ)平后即可進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，其缺點(diǎn)是硫磺蒸氣中含有二氧化硫等有害氣體 水泥砂(凈)漿補(bǔ)平 ：比芯樣強(qiáng)度高一個強(qiáng)度等、水泥砂漿補(bǔ)平層厚度不宜大于5mm、養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù) 。 4.3芯樣試件尺寸芯樣試件尺寸包括：芯樣高度、端面平整度、垂直度、平均直徑(1)芯樣高度 直徑和高度均為l00mm的芯樣試件作為圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件。 修補(bǔ)后的芯樣高度用鋼板尺或卡尺測量，精確至lmm。(2)端面平整度 芯樣端面是進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時的承壓面，其平整度對抗壓強(qiáng)度影響很大。當(dāng)端面

13、中間凸出1mm時，其抗壓強(qiáng)度只有平整試件的二分之一左右，因此國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都對芯樣端面平整度有嚴(yán)格要求。 測量方法：用鋼板尺或角尺緊靠在芯樣端面上，一面轉(zhuǎn)動鋼板尺一面用塞尺測量與芯樣之間的縫隙，在l00mm長度范圍內(nèi)不超過01mm為合格。 (3)垂直度 芯樣兩個端面應(yīng)相互平行且應(yīng)垂直于軸線。芯樣端面與軸線間垂直度偏差過大，抗壓時會降低強(qiáng)度。一般規(guī)定垂直度偏差不得超過2度。 測量方法：用游標(biāo)量角器分別測量兩個端面與軸線間的夾角，在902時為合格，測量時精確至0.1度。 (4)平均直徑 用游標(biāo)卡尺測量芯樣中部，在相互垂直的兩個位置上取其兩次測量的算術(shù)平均值作為平均直徑，精確至1mm。 沿芯樣高度任一直

14、徑與平均直徑的相差不能超過2mm。五 芯樣試件抗壓試驗(yàn)及強(qiáng)度計算 5.1抗壓試驗(yàn)方法芯樣試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時可分潮濕和干燥狀態(tài)兩種情況。干燥狀態(tài)下試驗(yàn)的試件通常比經(jīng)過浸濕的芯樣強(qiáng)度高7%左右。鉆芯法規(guī)程規(guī)定：結(jié)構(gòu)工作條件比較干燥，芯樣試件以自然干燥狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)；結(jié)構(gòu)工作條件比較潮濕，芯樣試件以潮濕狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。對于干燥狀態(tài)，即芯樣試件在受壓前在室內(nèi)自然干燥3d；潮濕狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)時，芯樣試件在205的清水中浸泡40-48h。 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定：試件在試驗(yàn)前需在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)一周。 5.2抗壓強(qiáng)度計算鉆芯法規(guī)程中規(guī)定：以直徑和高度均為100mm的圓柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。 芯樣試件的抗壓強(qiáng)度等于試件破壞時的最大壓力除以截面積 。 Fccor,i= (4F)(d2) fcor，i芯樣試件混凝土強(qiáng)度換算值，MPa； F芯樣試件抗壓試驗(yàn)測得的最大壓力，N； d芯樣試件的平均直徑，mm； a不同的高徑比芯樣試件混凝土換算強(qiáng)度的修正系