一种圆柱状实体混凝土抗压强度检测装置

技术领域

本发明涉及一种圆柱状实体混凝土抗压强度检测装置。

背景技术

抗压强度是混凝土重要的性能参数之一，直接关系到混凝土结构构件乃至整个工程的质量安全和正常使用。因此，检测实体混凝土抗压强度是一项非常重要的工作。

现有技术中，用于检测实体混凝土抗压强度的常用方法有多种，分别简介如下：（1）剪压法。利用混凝土剪压仪，对混凝土构件的直角边表面施加垂直于承压面的压力，使得混凝土构件的直角边产生局部剪压破坏，并根据此时的剪压力来推定混凝土构件的抗压强度。该方法存在的不足之处：无法检测无直角边的混凝土，如圆柱状桥墩混凝土，影响检测实用性。（2）钻芯法。在混凝土构件上钻取混凝土试件，并加工成标准芯样，在压力试验机上进行其抗压强度检测。该检测方法的不足之处：由于制取的标准芯样尺寸ø100×100㎜，一方面对结构损伤较大，另一方面钢筋较密集时无法取样，影响检测实用性。（3）回弹法。依据混凝土构件表面硬度和强度的关系，推定混凝土构件的抗压强度。该检测方法的不足之处：通过表面硬度和强度的关系，所推导的抗压强度精度较低，影响检测准确性；不适用于龄期超过1000天和曲面半径小于250mm的混凝土，影响检测实用性。（4）超声回弹综合法。依据混凝土构件表面的硬度和混凝土构件内的超声波波速，来推定混凝土抗压强度。该检测方法的不足之处：测试操作流程较为繁琐，测试影响因素较多，易产生多种测试偏差，影响检测准确性；不适用于龄期超过2000天和曲面混凝土，如圆柱状桥墩混凝土，影响检测实用性。（5）拔出法。依据混凝土构件表层30mm的范围内，混凝土构件破坏时的拨出力来推定混凝土抗压强度。该检测方法的不足之处：检测过程需要进行复杂的钻孔和磨槽工序；无法检测曲面混凝土，如圆柱状桥墩混凝土，影响检测实用性。（6）拉脱法。在已硬化的混凝土构件上，钻制直径44㎜、深度44㎜芯样试件，用具有自动夹紧试件的装置进行拉脱试验，根据芯样试件的拉脱强度值推定混凝土抗压强度。该检测方法的不足之处：计算拉脱试件应力时需测量靠近试件断裂处相互垂直位置的直径尺寸，由于试件直径较小，准确测量较为困难，影响检测准确度。

综上所述，在检测圆柱状实体混凝土抗压强度时，以上方法均存在各种不足之处，故需要进行创新设计。

发明内容

本发明提出了一种设计合理，实用性强、检测准确的圆柱状实体混凝土抗压强度检测装置及采用其进行的方法。该装置及方法能够解决在检测圆柱状实体混凝土抗压强度时现有各种方法存在的问题。

本发明采用的技术方案是：一种圆柱状实体混凝土抗压强度检测装置，包括位于圆柱状实体混凝土中的弓形试样，其上依次布设金属压头、微型螺杆油压千斤顶、球形支座、反力横梁；所述反力横梁两端分别与金属坦克链两端连接且把圆柱状实体混凝土、金属压头、微型螺杆油压千斤顶、球形支座圈箍于其中。本发明通过反力横梁和金属坦克链圈箍住圆柱状实体混凝土，再通过金属压头、微型螺杆油压千斤顶、球形支座施加压力于弓形试样上，直至弓形试样呈锹形破坏，读取最大锹形破坏荷载值，并根据混凝土抗压强度与锹形破坏荷载值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度。

进一步，所述弓形试样，包括弓形面与受压面；所述弓形面为劣弧弓，位于圆柱状实体混凝土纵切面上，矢高不小于60㎜；所述受压面为矩形，位于圆柱状实体混凝土表面，与弓形面垂直相交，长边与弓形面的弦重合，短边不小于20㎜。

进一步，所述金属压头，由直径40mm的圆柱体沿纵轴切割而成，纵切面的纵轴与弓形试样弓形面的弦垂直相交于弦的中点，纵切面与弓形试样弓形面同一平面；所述金属压头一端与弓形试样受压面接触，另一端与微型螺杆油压千斤顶底面固定连接；所述金属压头两端重心连线与微型螺杆油压千斤顶纵轴的延伸线重合。

进一步，所述微型螺杆油压千斤顶顶面通过球形支座与反力横梁底面相连；所述微型螺杆油压千斤顶设有数字压力表。

进一步，所述反力横梁为钢制，呈矩形体，上、下底面与弓形试样受压面平行，长度大于（圆柱状实体混凝土直径+2倍金属坦克链连接孔厚度）至少40mm。

进一步，所述金属坦克链两端设有与反力横梁配套的可将反力横梁端部套于其中的连接孔。

本发明的有益效果：（1）在进行检测过程中，通过反力横梁和金属坦克链圈箍住圆柱状实体混凝土，再通过金属压头、微型螺杆油压千斤顶、球形支座施加压力于弓形试样上，直至弓形试样呈锹形破坏，读取最大锹形破坏荷载值，并根据混凝土抗压强度与锹形破坏荷载值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度设计合理，检测准确。（2）所用仪器设备均加工购置方便，极具推广价值，实用性强。（3）解决了在检测圆柱状实体混凝土抗压强度时现有各种方法存在的问题。

附图说明

图1是本发明的主视示意图。

图2是本发明的A-A平视示意图。

图3是本发明的B-B平视示意图。

图4是本发明的C-C俯视示意图。

图5是本发明的D-D俯视示意图。

图6是本发明的E-E俯视示意图。

图7是本发明的金属坦克链图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

参照图1-7，一种圆柱状实体混凝土抗压强度检测装置，包括位于圆柱状实体混凝土11中的弓形试样8，其上依次布设金属压头7、微型螺杆油压千斤顶6、球形支座3、反力横梁2；所述反力横梁2两端分别与金属坦克链10两端连接且把圆柱状实体混凝土11、金属压头7、微型螺杆油压千斤顶6、球形支座3圈箍于其中。本发明通过反力横梁2和金属坦克链10圈箍住圆柱状实体混凝土11，再通过金属压头7、微型螺杆油压千斤顶6、球形支座3施加压力于弓形试样8上，直至弓形试样8呈锹形破坏，读取最大锹形破坏荷载值，并根据混凝土抗压强度与锹形破坏荷载值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度。

本实施例所述圆柱状实体混凝土11直径500mm。

本实施例所述弓形试样8，包括弓形面与受压面；所述弓形面为劣弧弓，位于圆柱状实体混凝土11纵切面上，矢高60㎜，弦长170mm；所述受压面为矩形，位于圆柱状实体混凝土表面，与弓形面垂直相交，长边与弓形面的弦重合，短边23㎜。

本实施例所述金属压头7，由直径40mm的圆柱体沿纵轴切割而成，纵切面的纵轴与弓形试样8弓形面的弦垂直相交于弦的中点，纵切面与弓形试样8弓形面同一平面；所述金属压头7一端与弓形试样8受压面接触，另一端与微型螺杆油压千斤顶6底面固定连接；所述金属压头7两端重心连线与微型螺杆油压千斤顶6纵轴的延伸线重合。

本实施例所述微型螺杆油压千斤顶6顶面通过球形支座3与反力横梁2底面相连；所述微型螺杆油压千斤顶6设有数字压力表4。

本实施例所述反力横梁2为钢制，呈矩形体，上、下底面与弓形试样8受压面平行，长度600mm，宽度50mm，高度40mm。

本实施例所述金属坦克链10两端设有与反力横梁2配套的可将反力横梁2端部套于其中的连接孔1，连接孔1宽度51mm，高度41mm，厚度30mm。

本实施例检测步骤如下：（1）采用手提混凝土磨光机，打磨圆柱状实体混凝土11表面，形成170mm×50mm且与圆柱状实体混凝土11纵轴平行的矩形平面；（2）采用手提混凝土切割机，安装直径180mm金刚石切割片，沿着矩形平面短边中点连线向下纵切一刀，形成定位槽9和弓形试样8；（3）把金属坦克链10圈住圆柱状实体混凝土11，反力横梁2两端分别套入连接孔1；（4）弓形试样8的受压面上依次放置金属压头7、微型螺杆油压千斤顶6、球形支座3，金属压头7纵切面的纵轴与弓形试样8弓形面的弦垂直相交于弦的中点，纵切面与弓形试样8弓形面同一平面，微型螺杆油压千斤顶6顶面通过球形支座3与反力横梁2底面相连；（5）保持反力横梁2上、下底面与弓形试样8受压面平行，转动微型螺杆油压千斤顶6上的施力螺杆5，施加压力于弓形试样8上，直至弓形试样8呈锹形破坏，读取最大锹形破坏荷载值，并根据混凝土抗压强度与锹形破坏荷载值之间建立的转换公式推定混凝土抗压强度。

本实施例中，转换公式如下：

Yi=AXi+B

其中：Yi为采用检测装置检测时第i个圆柱状实体混凝土11的抗压强度换算值（MPa）；Xi为采用检测装置检测时施加于第i个圆柱状实体混凝土11的最大锹形破坏荷载值（N）；A、B为回归方程的回归系数。

当然，除了上述公式，混凝土抗压强度与锹形破坏荷载值的转换公式还可以是其它公式，并不限制于上述公式。