貫入法檢測技術(shù)是指根據(jù)測釘?shù)呢炄肷疃扰c砂漿的抗壓強度呈負(fù)相關(guān)這一原理,采用壓縮工作彈簧加荷,把一特制測釘貫入砂漿中,由測釘?shù)呢炄肷疃葋頇z測砂漿的抗壓強度。砌筑砂漿的抗壓強度是直接影響砌體強度的重要參數(shù)。在實際施工中,由于對砌筑砂漿的質(zhì)量不夠重視,往往發(fā)生質(zhì)量事故。在對質(zhì)量事故進(jìn)行鑒定及對既有建筑物進(jìn)行加固改造時都需要對砌筑砂漿的抗壓強度進(jìn)行原位檢測.由于砌體中砌筑砂漿的厚度很薄,強度范圍大,原位檢測比較困難.SJY800型貫入式砂漿強度檢測儀(以下簡稱貫入儀)為檢測砌筑砂漿的抗壓強度提供了一種較為理想的方法。
1、引入貫入儀的使用
貫入法檢測儀器由貫入儀,貫入深度測量表,測釘及測釘量規(guī)組成。檢測時,用搖柄旋轉(zhuǎn)貫入儀的負(fù)載銅螺母,逐漸壓縮工作彈簧,直到掛鉤棘爪鎖住貫入桿為止,此時貫入桿受力;將負(fù)載銅螺母退至貫入桿最頂端,使貫入儀的扁頭對準(zhǔn)灰縫中部,拉起扳手,釋放工作彈簧,測釘即可迅速地貫入砂漿內(nèi)。用貫入深度測量表測量測釘在砂漿中的貫入濃度。測釘用特種鋼制成,每一測釘可使用3O~8O次(視所測砂漿強度的不同而異)。測釘是否廢棄可用測釘量規(guī)來檢查,當(dāng)測釘能夠通過量規(guī)槽時,就應(yīng)當(dāng)廢棄更換。
利用彈簧來提供貫入儀的貫入能量,優(yōu)點是保證了測釘每次貫入的能量能夠保持一致,而且各臺儀器之間的貫入能量也能夠很容易地保持一致,只要在儀器安裝時調(diào)整彈簧的工作長度便可做到。使一臺儀器建立的測強曲線可以適用于任一臺儀器,為貫入法檢測技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供了必要的保證。
貫入儀在新使用和使用一段時間后,應(yīng)送有關(guān)部門進(jìn)行檢定,以確保檢測儀器在正常狀態(tài)下工作。
2、建立砂漿的貫入深度和抗壓強度之間的相關(guān)關(guān)系——測強曲線
貫入試驗前,須建立砂漿的貫入深度和抗壓強度之間的相關(guān)關(guān)系,即測強曲線。在工程質(zhì)量檢測中,將檢測所得的貫入深度通過測強曲線計算出砂漿的抗壓強度。
2.1試塊的制作及試驗
互相對應(yīng)的貫入試驗試塊和抗壓強度試塊應(yīng)是同盤制作,同強度等級,同條件養(yǎng)護(hù)和同齡期試驗
2.1.1貫入試驗。將齡期在28d以上的砂漿試塊以6塊為1組進(jìn)行貫入試驗,每塊進(jìn)行一次貫入試驗,取6塊試塊的平均值為該組試塊貫入深度的代表值。
2.1_2強度試驗。將與貫入試驗對應(yīng)的另一組(未進(jìn)行過貫入試驗)試塊,也以6塊為1組,在壓力試驗機上進(jìn)行抗壓強度試驗。取6塊試塊的平均值作為該組試塊強度的代表值。
2.2測強曲線的建立。將貫入深度和試塊的抗壓強度采用Y=axb函數(shù)形式進(jìn)行回歸分析。按砂漿品種不同分為4種,即水泥混合砂漿、水泥砂漿、粉煤灰砂漿和微沫砂漿?;貧w分析時,考慮到與現(xiàn)行<砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范>(GBJ3—88)相符合,以及提高測強曲檢測精度的要求,只對砂漿強讀為0.3~16.0MPa范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算.回歸分析結(jié)果見表1。
表1不同砂漿的回歸分析結(jié)果
上述測強曲線在檢驗概率x=0.95的條件下,均具有顯著的相關(guān)性。
3、驗證建立的測強趨向一檢測誤差驗證
檢測誤差驗證是為了驗證建立的測強曲線,在進(jìn)行砌體檢測時可能產(chǎn)生的誤差,每種砂漿分別按設(shè)計強度等級為M0.4"M2.5、M7.5、M15進(jìn)行配制.用普通燒結(jié)實心磚砌筑,砌體截面尺寸為240mmx1000mm,每條灰縫一個強度等級.在砌筑的同時,每條灰縫至少預(yù)留一組試塊與砌體進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù).28d以后,在同一齡期對砌體中的灰縫砂漿采用貫入法進(jìn)行砂漿抗壓強度檢測.在貫入試驗的同時將預(yù)留的砂漿試塊進(jìn)行抗壓強度試驗取6塊試塊砂漿抗壓強度平均值為代表值.將兩種方法所得的砂漿強度值以試塊的強度值為基準(zhǔn)計算貫入法的檢測誤差.誤差驗證結(jié)果表明,貫入法檢測砌體灰縫砂漿抗壓強度的精度的精度是比較高的,其檢測結(jié)果平均相對誤差為17.2%,最少相對誤差僅3.6%。
4、貫入法檢測技術(shù)的實施
4.1測點布置.在進(jìn)行現(xiàn)場砂漿強度檢測時.一般以相鄰兩軸線間的墻體或獨立構(gòu)件且面積不大與5000mmx5000mm的砌體為一個取樣單位,亦可按有關(guān)單位的要求確定檢測數(shù)量.每一取樣單位內(nèi)的測區(qū)數(shù)為一個,測區(qū)面積不小于1000mmxlO00mm,測區(qū)宜選擇在承重構(gòu)件的可測面上,并避開門窗洞和預(yù)埋鐵件等障礙物.在每一測區(qū)內(nèi)測試16個點,測點在測區(qū)內(nèi)的水平灰縫上隨機分布。當(dāng)砌體有飾面層、粉刷層、勾縫砂漿、浮漿等應(yīng)清除干凈,待灰縫砂漿暴露后,經(jīng)打磨平整再進(jìn)行檢測。
4.2貫入試驗。貫入試驗時要將貫入儀對準(zhǔn)灰縫中部,并垂直壓在被測砌體灰縫砂漿的表面,然后進(jìn)行貫入試驗。若測點處的砂漿存在空洞、砂漿破損掉邊或測點不在灰縫砂漿中時,應(yīng)將該測點廢棄,重新補測一點。
4.3數(shù)據(jù)處理。將單個測區(qū)內(nèi)的16測點的貫入深度值中的3個較大值和3個較小值剔除,余下的1O個測點取平均值,將平均值代入測強曲線,即可得到測區(qū)的砂漿強度檢測結(jié)果。砂漿強度的評定可參考現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體工程施工及驗收規(guī)范}(GB50203—98)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
5、貫入法對工程檢測的效果
采用sJY800型貫入式砂漿強度檢測儀和建立的測強曲線,在全國各地對工程中遇到的質(zhì)量問題進(jìn)行了檢測鑒定,均取得了滿意的效果。例如,北京某學(xué)院54號宿舍樓工程質(zhì)量檢測,該宿舍樓為5層磚混結(jié)構(gòu),于1962年建成,建筑面積為476om2。建筑主體用75號磚(相當(dāng)于MU7.5),1、2層為5O號(相當(dāng)于M5)水泥混合砂漿。3-5層為25號(相當(dāng)于M2.5)水泥混合砂漿。因增層需要對該建筑物現(xiàn)有質(zhì)量進(jìn)行檢測鑒定。其中砌筑砂漿的抗壓強度采用貫入法檢測,其結(jié)果見表2。
檢測結(jié)果表明,砌筑砂漿的抗壓強度離散性較大,且有部分砌體的砂漿強度不能滿足原設(shè)計要求。
通過以上的工程實踐表明,采用貫入法檢測砌筑砂漿的抗壓強度科學(xué)、簡便且能夠得到滿意的結(jié)果。尤其是SJY800型貫入式砂漿強度檢測儀的使用,它在使用中操作簡單,測試快捷,費用低廉,而且對結(jié)構(gòu)物不會造成損壞,是一種易于推廣應(yīng)用的無損檢測儀器。此項技術(shù)使砂漿的檢測更加準(zhǔn)確,從而降低路橋面損傷以及事故的發(fā)生率。